Was ist ein Tornado?

Ein Tornado (Wirbelsturm; Windhose) ist ein sehr gefährlicher Sturm mit äußerst starken Winden, die sich auf einem kleinen Gebiet um sich selber drehen und so einen Rüssel, der nie den Boden berührt, bilden.

Orte des Auftretens

Am häufigsten treten sie im Südosten Amerikas auf. Über Zentral Amerika streckt sich ein etwa 750 km langer und 650 km breiter Streifen, der „Tornado-Gasse“ heißt. In diesem Gebiet entstehen etwa 400 Tornados jährlich, mehr als irgendwo anders auf der Welt. Aber Wirbelstürme können sich auch über Australien und Europa bilden, jedoch meistens nicht so verheerende Schäden anrichten.

Jahreszeit des Auftretens

Meistens treten sie im Mai und Juli auf. Mit zunehmenden Längengraden verschiebt sich die Zeit auf spätere Monate. Die Zahl der auftretenden Tornados variiert allerdings von Jahr zu Jahr, warum, das hat man noch nicht erforschen können.

Bildung eines Tornados über „Tornado-Alley“

1. Warme, feuchte Luft zieht vom Golf von Mexiko nordwestlich ins Zentrum der USA

2. Trockene, kalte Luft steigt im Norden auf und zieht nach Süden

3. Trockene Luft aus den höheren Schichten der Rocky Mountains zieht nach Osten

Diese unterschiedlichen Druck- und Temperatursysteme kollidieren. So ist die Atmosphäre unstabil und es kommt zu Gewittern. Warme Aufwinde, die vom Boden aufsteigen, „füttern“ das Gewitter, so dass ein oder mehrere Tornados entstehen können. Der Rüssel eines Tornados besteht aus kondensierten Wassertopfen.

Oft entstehen Tornados an der Kante von Aufwinden, nahe der kühlen Luft, die mit Regen oder Hagel herunterprasselt. Deshalb kündigt starker Regen auch häufig den ankommenden Tornado an.

Im Zentrum den Rüssels befindet sich ein Tiefdruckgebiet. Wenn der Tornado Luft vom Boden aufsaugt, fällt der Druck innerhalb des Trichters sogar noch und kühlt die umliegende Luft weiter ab.

Wenn der sich drehende Wind Staub und Dreck vom Boden aufgesaugt hat, nehmen die kondensierten Wassertröpfchen des Trichters dieses auf; er wird dunkler. Einige Tornados saugen roten Staub auf und nehmen dann die rote Farbe an.

Die stärksten Tornados entstehen aus heftigen Gewittern, die man „Superzellen“ nennt. Diese langlebigen Stürme teilen sich in zwei verschiedene Zonen: die Aufwind- und die Fallwindzonen. Während einige starken Regen bringen, sind andere dagegen sehr trocken. Nicht alle Tornados entstehen aus Superzellen, aber die stärksten Wirbelstürme haben meistens Superzellen als "Partner".

Gewitter und Superzellen, aus denen Tornados entstehen, brauchen viel feuchte Luft zum Leben. Diese Zufuhr kann leicht durch andere Stürme unterbrochen werden, und zum Sterben des Tornados führen, aber ein Tornado stirbt auch, wenn die Aufwinde ausbleiben. Während seines Lebens durchläuft ein Tornado fünf verschiedene Stadien: Die Formation, die Organisation, die Reife, das Schrumpfen und schließlich den Zerfall. Man nimmt an, dass der Tornado zerfällt, wenn regengekühlte Luft die Gewitterwolke umwickelt und den Zufluss warmer, feuchter Luft der Aufwinde durchbricht.

Die Fujita-Skala: Einordnung der Stärke eines Tornados

Meteorologen und Forscher benutzen eine Skala, die von dem japanischen Wissenschaftler T. THEODORE FUJITA festgelegt wurde. F-0 und F-1 Tornados werden als „schwach“ (zerbrochene Fensterscheiben und abgerissene Dächer), F-2 und F-3 Tornados als „stark“ (einbrechen von Außenmauern), F-4 und F-5 Tornados als „heftig“ (ruinierte Häuser, die von den Tornados mitgeschliffen werden) eingestuft.

F-0: leichter Schaden. Windgeschwindigkeiten zwischen 75 und 115 km/h.

F-1: mäßiger Schaden. Windgeschwindigkeiten zwischen 116 und 180 km/h.

F-2: beträchtlicher Schaden. Windgeschwindigkeiten zwischen 181 und 250 km/h.

F-3: schwerer Schaden. Windgeschwindigkeiten zwischen 251 und 330 km/h.

F-4: verheerender Schaden Windgeschwindigkeiten zwischen 331 und 420 km/h.

F-5. unglaublicher Schaden. Windgeschwindigkeiten über 420 km/h.

Fakten und Zahlen

Tornados können sehr klein sein und zwischen wenigen Sekunden oder mehreren Stunden dauern. Sie wandern am Boden für wenige Meter oder mehr als 100 Kilometer. Nur wenige „Monster-Tornados“ sind über einen Kilometer breit und existieren für mehrere Stunden.

Aber wie ein F-5 Tornado 1997 in Texas gezeigt hat, gibt es auch hier Ausnahmen. Er bewegte sich mit nur 16 km/h am Boden, hat aber 27 Menschenleben gefordert.

Ein durchschnittlicher Tornado bringt 10 000 Kilowatt/Stunde Energie, damit sind seine Energiereserven sechs mal höher als die vergleichbarer Hurricans. Das macht den Tornado zu dem stärksten Sturm der Erde.

Auf der nördlichen Halbkugel drehen sich etwa 99% aller Tornados gegen den Uhrzeigersinn. Aber auch da gibt es, wie Wissenschaftler, Fotografen und Tornado-Jäger beobachtet haben, Ausnahmen. Diese Ausnahmen sind auf der anderen Seite des Globusses, auf der sTornados mit dem Uhrzeigersinn drehen, wahrscheinlich ebenso vorhanden.

Tornados haben manchmal ein oder mehrere Trichter, die sich oft in entgegengesetzter Richtung zu dem Hauptrichter drehen.

Warnsysteme

Radio und Fernsehen senden Warnungen aus, doch man kann natürlich nicht davon ausgehen, dass auch alle Betroffenen zur entscheidenen Zeit ihre Geräte eingeschaltet haben. Doch in den USA sind Wetterradios erhältlich, die auch dann noch ein Warnsignal aussendet, wenn sie ausgeschaltet sind. Sie warnen zudem auch vor anderem gefährlichem Wetter. Es gibt regelmäßige Veranstaltungen und Informationsmaterialien zur Aufklärung über die Sicherheitvorkehrungen, die bei Gefahr eines Tornados getroffen werden müssen.

Sach-und Umweltschäden

Die größten Schäden richten Tornados natürlich entlang ihres Weges an, die sich aber meistens auf eine kleine Schneise belaufen.

Sie können jedoch auch verheerende Umweltschäden anrichten, indem sie durch Gebäude rasen, in denen gefährliche oder giftige Materialien gelagert sind (z.B. chemische Düngungsmittel oder gelagerte radioaktive Materialien). Der Tornado nimmt diese Matrialien mit und wirft sie erst nach einigen Kilometern wieder ab.

Tornados sind vielleicht auch dafür verantwortlich, dass kleine Tiere und Pflanzen in andere Gebiete der USA verteilt werden.

Im Mai 1970 hat ein Tornado in Texas einen Düngetank aufgesogen der 11 793 kg wog und ihn über 118 km mitgenommen. Man konnte später nicht mehr feststellen, ob der Tank durch die Luft gewirbelt oder ob er gerollt und geschleudert wurde.

Ebenfalls in Texas wurde ein Pfeiler durch eine Steinmauer gestoßen.

In Louisiana hat ein Tornado einen 7 m langen Stahlpfeiler 2 m tief in den Boden gerammt.

Die Windgeschwindigkeit, die innerhalb des Tornados herrscht, wird als die höchste auf der Erde vorkommende geschätzt. Schäden werde durch den niedrigen Druck und durch die hohe Windgeschwindigkeit verursacht.

Vorhersage, Wissenschaft und Erforschung

Früher haben Wissenschaftler eine Wetterrakete in den Tornado geschossen. Aber diese Versuche wurden bald abgebrochen, denn sie hatten keinen Treffer.

In dem Film „Twister“ kopierten die Produzenten eine echte Erfindung, die ursprünglich „Toto“ genannt wurde. Dies war ein Meßgerät, mit dem man mit Hilfe von Sensoren, die an der Außenseite angebracht waren, die Windgeschwindigkeiten und Temperaturen innerhalb des Sturmes messen wollte. Toto wurde in den 80er Jahren getestet, doch man hatte nicht viel Erfolg mit ihm, da es sich als schwierig erwies, ihn in der unvorhersehbaren Laufbahn des Tornados zu platzieren.

Forscher und Wissenschaftler benutzen heute den „Doppler Radar“ (oder Nexrad) zur Beobachtung und Erforschung eines Tornados. Er wurde 1942 von dem österreichischen Wissenschaftler CHRISTIAN DOPPLER erfunden. Dieser machte seine Versuche mit Schallwellen, doch die gleichen Bedingungen gelten auch für Radar- und Lichtwellen. Dopplers Gerät sendet.

Strahlen aus, die auf Regentropfen, Hagelkörner (aber auch kleine Insekten) treffen, die Strahlung wird reflektiert und werfen ein Bild der Wettersituation auf den Bildschirm des Gerätes. Werden die Abstände der zurückgesendeten Strahlen größer, bedeutet das, dass das Objekt sich von dem Gerät weg bewegt und andersherum. Wetterradar-Geräte werten die Strahlen aus und erstellen ein Bild, das die Stärke und den Ort des Regens zeigt. Auch mit Hilfe von Satellitenbildern kann man einen Tornado erkennen, doch diese Bilder sind bei weitem nicht so genau wie die des Radars.

In den USA übernimmt die Vorhersage des Wetters das "Storm Prediction Center" (SPC) und die "Severe Local Stroms Unit" (SELS).

1994 und 1995 vercuchte man herauszufinden, warum aus einigen Superzellen Tornados enstehen und aus Ähnlichen nicht. Um bessere Bilder von dem Inneren eines Tornadsos zu bekommen benutzte man zwei fahrende Doppler Radar-Geräte, die ein dreidimensionales Bild erstellten. Das Projekt war sehr erfolgreich, jedoch wird es Jahr dauern, um all die Informationen auszuwerten.

Bisher haben Wissenschaftler und Meteorologen noch nicht herausgefunden, warum Tornados überhaupt entstehen.

Max-Planck-Schule Kiel Interneteinsatz im Unterricht (1999)

Max-Planck-Schule Kiel
Interneteinsatz im Unterricht (1999)