Wenn tropische Meteorologen Satellitenbilder untersuchen, erkennen sie oft subtile Wolkenformationen, die auf ein bedrohlicheres Ereignis hinweisen.
Die ersten Anzeichen eines möglichen Hurrikans können mehrere Tage vor der Stärke des Sturms erkannt werden. Dünne, nach außen strahlende Zirruswolken, das Auftreten gebogener Bänder niedriger Wolken und ein Abfall des Luftdrucks sind alles Hinweise.
Diese frühen Hinweise sind der Schlüssel zur 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 Vorhersagen tropischer Wettersysteme zu verbessern. Da für 2024 eine besonders schwere Sturmsaison im Atlantik vorhergesagt wird, ist es wichtiger denn je, diese ersten Signale zu erkennen und frühzeitig zu warnen. Hier erfahren Sie, wonach Prognostiker suchen.
Bedingungen, die einen Hurrikan begünstigen
Hurrikane bilden sich 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 Bildung des Zyklonsystems wesentlich 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 Grad 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 Oberflächenluft aufsteigt und wärmer bleibt als die Umgebungsluft, sodass sie weiter aufsteigen und Gewitter bilden kann. Außerdem muss ausreichend Luftfeuchtigkeit vorhanden sein, da trockene Luft dazu führen kann, dass Wolken verdunsten und die Aufwärtsbewegung bei Gewittern abgeschwächt wird. Diese Faktoren sind für die Entstehung gehäufter Gewitter innerhalb tropischer Wellen von wesentlicher Bedeutung.
Geringe vertikale Windscherung: Starke vertikale Windscherung kann einen sich entwickelnden Hurrikan auseinanderreißen. Bei der vertikalen Windscherung handelt es sich um eine Änderung der Windrichtung oder -geschwindigkeit in verschiedenen Höhen. Es stört die Entstehung und das Wachstum eines Sturms und erschwert es einem Hurrikan, seinen Wirbel in einer Linie zu halten.
Frühe Vorhersagen erfordern mehr als nur Satelliten
Das Erkennen der frühen Phasen des Lebenszyklus eines Hurrikans hat sich als sehr schwierig erwiesen, da es nicht viele Oberflächenstationen und Wetterballons gibt, die detaillierte atmosphärische Informationen über dem Ozean liefern könnten.
Wenn sich ein Sturm zu bilden beginnt, fliegen Hurrikan-Jagdflugzeuge der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) oft darüber, nehmen Messungen vor und setzen Sensoren ab, um weitere Daten zu erhalten. Dies kann jedoch nicht bei jedem Wolkenfetzen passieren, insbesondere wenn das sich bildende System weit von der Küste entfernt ist.
Eines der wichtigsten Instrumente, die Meteorologen verwenden, um die Entstehung eines frühen Hurrikans vorherzusagen, sind Satellitenbilder, die Echtzeitdaten über Wolkenmuster, Meeresoberflächentemperaturen und andere atmosphärische Bedingungen liefern. Beispielsweise helfen die von der NOAA betriebenen GOES-Satelliten Meteorologen, 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 Vorhersage-Computermodelle zu integrieren. Dieser als Datenassimilation bezeichnete Prozess ermöglicht eine genauere und konsistentere Darstellung der atmosphärischen Bedingungen. Meteorologen können so von erheblich verbesserten Prognosemöglichkeiten profitieren, insbesondere um die Entstehung und das Fortschreiten von Hurrikanen vorherzusagen.
Wir arbeiten derzeit mit der NOAA zusammen, um diese Techniken zu verfeinern und zu erweitern, um Hurrikane besser vorherzusagen und frühere Warnungen bereitzustellen, damit die Öffentlichkeit mehr Zeit hat, sich vorzubereiten.
Während sich Menschen in ganz Nordamerika und der Karibik auf eine voraussichtlich besonders intensive Hurrikansaison im Jahr 2024 vorbereiten, war der Bedarf an frühzeitigen und genauen Sturmvorhersagen noch nie so groß.
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, Pennsylvania State University
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