Tropische Wirbelstürme

Die Zirkulation von Wirbelstürmen


Bildquelle: hurricanescience.org | Die Zirkulation eines Hurrikans
Bildquelle: hurricanescience.org | Die Zirkulation eines Hurrikans

Die Gesamtzirkulation eines tropischen Sturms wird in eine Primärzirkulation und eine Sekundärzirkulation aufgeteilt. Der Antrieb jedes tropischen Sturms besteht in einem stark abnehmenden, vertikalen Temperaturgradient bzw. einer labilen Schichtung. Diese wird in Folge von Wärmeübertragung und Verdunstung an der Meeresoberfläche zu den untersten Luftschichten initialisiert, kann aber auch durch Temperaturabnahmen bzw. Kaltluft in der Höhe ermöglicht werden. Unter einer labilen Schichtung in einem konvergenten Windfeld wird über Konvektion Energie freigesetzt, womit ein stabiler Aufwindbereich ermöglicht wird. Die aufsteigenden Luftpakete erreichen an der Tropopause bis Stratosphäre wieder zunehmend stabile Bedingungen und werden horizontal abgelenkt. Dabei fließen die Luftmassen aus dem Zentrum in die Randbereiche antizyklonal aus, man spricht auch von einem antizyklonalen (warmen) Wirbel über dem Hurrikan. Die Antizyklone existiert in der Höhe um die Gesamtzirkulation aufrecht zu erhalten und möglichst viel Masse des zyklonalen Wirbels abzutransportieren. Je länger sich die Luftpakete in der Antizyklone befinden, desto mehr Energie strahlen sie an den Wolkenobergrenzen in den Weltraum  aus und verlieren an Temperatur. In Folge sinkt der Luftstrom an den Randbereichen der Antizyklone mittels des Ausstroms (Outflow) wieder zum Boden und vervollständigt die Sekundärzirkulation des Hurrikans. Der bodennahe Windzustrom (Inflow) kann die Luftmassen wieder aufnehmen, mit Energie über dem warmen Oberflächenwasser anreichern und zur eyewall transportieren. Um diese (gesunde) Zirkulation aufrecht zu erhalten, muss der Outflow generell mehr Masse abtransportieren als der Inflow nachtransportieren kann (man spricht vom in-up-out Prinzip). Allgemein ist die Konvektion bzw. der Luftmassenstrom aber an der eyewall konzentriert, wobei nicht der ganze Luftmassenstrom in die Antizyklone gelenkt wird. Ein Teil sinkt direkt im Auge wieder nach unten und markiert die Primärzirkulation.  Eine intensivierte Primärzirkulation (z.B. durch einen „eyewall replacement cycle“) kann die Gesamtzirkulation des Hurrikans massiv verstärken und kräftigen Druckfall bewirken.


© Welt der Synoptik | Autor: Mike Rosin