Wie ist ein Hurrikan aufgebaut, wie entsteht das Auge?

Ein tropischer Wirbelsturm ist ein sehr komplexes Gebilde. Besteht er im Anfangsstadium aus einer Ansammlung von Schauern und Gewittern, die sich zu einem tropischen Tief formieren, weist der klassische Hurrikan im Zentrum ein Auge auf, um das herum sich der Ring mit dem schlimmsten Wetter herumwindet. Trifft dieser auf Land, können hier schlimmste Zerstörungen durch den Wind, aber auch durch eine Sturmflut und extreme Regenfälle auftreten. Diese lösen Überschwemmungen und im bergigen Gelände lebensbedrohliche Erdrutsche aus.

Das „Auge“ ist ein nahezu kreisrundes Gebilde mit vergleichsweise schwachen Winden und freundlichem Wetter im Zentrum eines starken tropischen Wirbelsturmes. Hier ist es häufig windstill und nahzu wolkenlos. Auch wenn es in der Mitte der Zirkulation weitgehend windstill ist, so können einzelne Böen weit in das Auge hinein gelangen. Es fällt wenig bis kein Niederschlag und manchmal ist der Himmel blau oder Sterne zeigen sich. Das Auge ist das Gebiet mit dem niedrigsten Luftdruck und den höchsten Temperaturen. In höheren Luftschichten – in etwa 12 km Höhe – kann die Luft im Auge 10 Grad wärmer sein als in der Umgebung, während der Unterschied am Boden nur bis zu 2 Grad beträgt. Der Durchmesser des Auges reicht von etwa 8 km bis über 200 km, beträgt aber meist 30-60 km.

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Das Auge ist umgeben von der „eyewall“, einem nahzu kreisförmigen Ring mit hochreichenden Schauern und Gewittern und den höchsten Windgeschwindigkeiten innerhalb des tropischen Wirbelsturmes. Das Auge ist angefüllt mit Luft, die langsam absinkt, und die eyewall besteht aus teilweise heftigen Auf- und Abwinden. Die relativ hohen Temperaturen innerhalb des Auges entstehen durch das Absinken und Zusammendrücken der Luft. Läßt man hier einen Wetterballon aufsteigen, dann registriert man zunächst feuchte und weiter oben trockenere Luft. Das liegt daran, dass das Absinken nicht bis zum Boden reicht, sondern nur bis etwa 1-3 km über dem Boden.

Wie das Auge genau entsteht, ist noch etwas umstritten. Damit das Auge sich bilden und fortbestehen kann, ist die Konvektion (Schauer und Gewitter) in der eyewall wichtig. Die Konvektion in tropischen Wirbelstürmen ist in langen schmalen Bändern angeordnet, die in die gleiche Richtung zeigen wie der Bodenwind. Weil diese Bänder wie eine Spirale zum Zentrum des tropischen Wirbelsturms gerichtet sind, nennt man sie oft Spiralbänder. Entlang dieser Bänder herrscht am Boden Konvergenz (Zusammenströmen) und in der Höhe meist Divergenz (Auseinanderströmen). Ein Kreislauf entsteht, in dem feuchtwarme Luft am Boden zusammenströmt, dann in den Bändern aufsteigt und in der Höhe wieder auseinander strömt. Zu den Seiten hin sinkt die Luft wieder ab, dabei erwärmt sie sich und trocknet aus. Das Gleiche passiert im Zentrum eines Bandes, hier aber auf engstem Raum konzentriert, mit entsprechend starker Erwärmung. Dadurch entsteht innerhalb des Bandes ein Temperatur- und Druckgradient, weil warme Luft leichter ist als kalte. Wegen des Druckfalls im Zentrum des Bandes nimmt der Wind in der Umgebung zu. Schließlich wandert das Band in Richtung Zentrum und umkreist es – das Auge und die eyewall bilden sich.

Das Absinken im Zentrum eines tropischen Wirbelsturms und damit das wolkenfreie Auge wird durch 2 Prozesse bestimmt: Die Zentrifugalkraft transportiert Luft aus dem Auge in die eyewall und erzeugt damit Absinken im Auge. Gleichzeitig bewirkt die Konvektion in der eyewall ebenfalls ein Absinken im Zentrum. Diese Vorgänge müssen noch näher untersucht werden, um herauszufinden, welcher Prozess vorherrschend ist.

Einige der stärksten tropischen Wirbelstürme weisen konzentrische eyewalls auf, zwei oder mehr eyewalls um das Zentrum des Sturms. Wenn sich die innere eyewall bildet, kann sich um die eyewall herum Konvektion (Schauer und Gewitter) in ausgeprägten Ringen anordnen. Möglicherweise bekommt die innere eyewall die Auswirkungen des Absinkens am Rande der äußeren eyewall zu spüren und die innere eyewall schwächt sich ab und wird durch die äußere ersetzt. Der Luftdruckanstieg durch den Zerfall der inneren eyewall ist dabei normalerweise größer als der Druckfall durch die Verstärkung der äußeren eyewall und für eine kurze Zeit schwächt sich der Sturm ab.

Einige Beobachtungen zeigen, dass möglicherweise auch das vorübergehende Einbeziehen etwas trockenerer Luft ins Zentrum eines entstehenden Sturmes oder Hurrikans die Ausbildung eines Auges fördern könnte. Ob ein solcher Effekt tatsächlich zur Entstehung des Auges beiträgt, ist aber derzeit noch völlig ungeklärt.

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