Wenn tropische Meteorologen Satellitenbilder untersuchen, sehen sie oft subtile Wolkenformationen, die auf etwas Unheilvolleres hinweisen.
Die ersten Anzeichen eines möglichen Hurrikans können einige Tage vor dem Ausbruch eines Sturms erkannt werden. Hauchdünne, nach außen strahlende Zirruswolken, das Auftreten tiefliegender Wolken in gekrümmten Bändern und ein Abfall des Luftdrucks sind alles Hinweise.
Diese frühen Hinweise sind entscheidend für die Vorhersage des Ausbruchs eines möglicherweise katastrophalen Hurrikans.
Ich bin Professor für Meteorologie an der Penn State University und meine Forschungsgruppe nutzt Satelliten und Computermodelle, um die Vorhersage tropischer Wettersysteme zu verbessern. Da für 2024 eine besonders schwere Sturmsaison im Atlantik vorhergesagt wird, ist es wichtiger denn je, diese Frühsignale zu erkennen und Frühwarnungen abzugeben. Hier erfahren Sie, wonach Prognostiker suchen.
Die Bedingungen sind reif für einen Hurrikan
Hurrikane beginnen typischerweise als atmosphärische tropische Wellen, Gebiete mit niedrigem Druck, die mit Gewittergruppen einhergehen. Während sich diese tropischen Wellen über die tropischen Ozeane nach Westen bewegen, können sich einige von ihnen zu Hurrikanen entwickeln.
Die Entstehung eines Hurrikans hängt von mehreren spezifischen Bedingungen ab:
Entfernung vom Äquator: Tropische Wirbelstürme bilden sich normalerweise mindestens 5 Grad vom Äquator entfernt. Tatsächlich ist die Corioliskraft, die für die anfängliche Rotation des Zyklonsystems entscheidend ist, in Äquatornähe schwächer. Die Corioliskraft wird durch die Rotation der Erde verursacht, die dazu führt, dass sich bewegende Luft dreht und wirbelt.
Warme Meeresoberflächentemperaturen: Damit sich ein Hurrikan bilden kann, muss die Meeresoberflächentemperatur mindestens 26,5 Grad Celsius (ca. 80 Fahrenheit) betragen. Warmes Wasser liefert die Energie, die den Sturm antreibt, da es Wärme und Feuchtigkeit aus dem Ozean aufnimmt.
Atmosphärische Instabilität und Luftfeuchtigkeit: Damit sich tropische Wirbelstürme bilden können, muss die Atmosphäre instabil sein. Das bedeutet, dass warme Luft an der Oberfläche aufsteigt und wärmer bleibt als die Umgebungsluft, sodass sie weiter aufsteigen und Gewitter bilden kann. Außerdem sollte für ausreichend Luftfeuchtigkeit gesorgt werden, da trockene Luft dazu führen kann, dass Wolken verdunsten und die Aufwärtsbewegung von Gewittern abgeschwächt wird. Diese Faktoren sind wesentlich für die Entstehung gehäufter Gewitter innerhalb tropischer Wellen.
Geringe vertikale Windscherung: Starke vertikale Windscherung kann einen sich entwickelnden Hurrikan auseinanderreißen. Bei der vertikalen Windscherung handelt es sich um Änderungen der Windrichtung oder -geschwindigkeit in verschiedenen Höhen. Dies stört die Entstehung und das Wachstum eines Sturms und erschwert es einem Hurrikan, seinen Wirbel ausgerichtet zu halten.
Frühe Vorhersagen erfordern mehr als nur Satelliten
Das Erkennen der frühen Phasen des Lebenszyklus eines Hurrikans war sehr schwierig, da es nicht viele Oberflächenstationen und Wetterballons gibt, die detaillierte atmosphärische Informationen über dem Ozean liefern könnten.
Sobald sich ein Sturm zu bilden beginnt, fliegen die Hurrikan-Jägerflugzeuge der National Oceanic and Atmospheric Administration häufig über uns hinweg, nehmen Messungen vor und setzen Sensoren ab, um weitere Daten zu erhalten. Dies ist jedoch möglicherweise nicht bei allen dünnen Wolken der Fall, insbesondere wenn das sich entwickelnde System weit von der Küste entfernt ist.
Satellitenbilder sind eines der wichtigsten Instrumente, die Meteorologen derzeit nutzen, um die frühe Entstehung von Hurrikanen vorherzusagen. Es liefert Echtzeitdaten zu Wolkenmustern, Meeresoberflächentemperaturen und anderen atmosphärischen Bedingungen. Beispielsweise helfen GOES-Satelliten der NOAA Meteorologen dabei, die Entwicklung von Hurrikanen mit beispielloser Klarheit zu verfolgen. Diese Satelliten können Bilder bei mehreren Wellenlängen erfassen, sodass Prognostiker verschiedene Aspekte des Sturms analysieren können, beispielsweise Wolkenbildung, Niederschlag und Blitzaktivität.
Allerdings liefern Satellitenbeobachtungen allein Meteorologen nicht genügend Informationen, um zu wissen, welche tropischen Wellen sich wahrscheinlich zu Hurrikanen entwickeln werden.
Um die Vorhersagegenauigkeit zu verbessern, hat unsere Forschungsgruppe Methoden entwickelt, um Echtzeit-Satellitendaten, einschließlich Luftfeuchtigkeit und Wolkenmuster, in Computervorhersagemodelle zu integrieren. Dieser als Datenassimilation bezeichnete Prozess ermöglicht eine genauere und konsistentere Darstellung der atmosphärischen Bedingungen. Dadurch können Prognostiker von deutlich verbesserten Vorhersagefähigkeiten profitieren, insbesondere bei der Vorhersage der Entstehung und des Fortschreitens von Hurrikanen.
Wir arbeiten derzeit mit der NOAA zusammen, um diese Techniken zu verfeinern und sie breiter für eine bessere Hurrikanvorhersage und frühere Warnungen einzusetzen, damit die Öffentlichkeit mehr Zeit hat, sich vorzubereiten.
Während sich Menschen in ganz Nordamerika und der Karibik auf eine besonders intensive Hurrikansaison im Jahr 2024 vorbereiten, war der Bedarf an genauen und frühen Sturmvorhersagen noch nie so groß wie heute.
Dieser Artikel wurde von The Conversation erneut veröffentlicht, einer unabhängigen, gemeinnützigen Nachrichtenorganisation, die Ihnen vertrauenswürdige Fakten und Analysen liefert, die Ihnen helfen, unsere komplexe Welt zu verstehen. Es wurde geschrieben von: Xingchao Chen, Bundesstaat Pennsylvania
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