TORNADOS

ÜBERBLICK

Der Begriff Tornado stammt vom lateinischen Wort "tornare" ab, was so viel wie "umkehren" oder "sich drehen" bedeutet. Im Volksmund werden rotierende Luftsäulen in den USA oft als Twister bezeichnet. Tornados sind die stärksten Windsysteme der Erde und können Rotationsgeschwindigkeiten von mehr als 500 km/h erreichen.

• Vor allem der US-Bundesstaat Florida sowie die Tornado Alley im Mittleren Westen sind häufig von Tornados betroffen.
• Das Fehlen einer West-Ost Barriere, wie dies mit den Alpen in Europa der Fall ist, begünstigt die Entstehung von Tornados, da warme Luftmassen ungehindert auf kalte Luftmassen treffen können.
• Die Fujita Skala definiert auf einer Skala von 0 bis 5 die Stärke eines Tornados und lässt Rückschlüsse über das Zerstörungspotenzial zu.

ENTSTEHUNG

ATMOSPHÄRISCHE BEDINGUNGEN: Die Entstehung von Tornados erfordert bestimmte atmosphärische Bedingungen. Eine wesentliche Voraussetzung ist das Zusammenwirken von warmen, feuchten Luftmassen und kühleren, trockeneren Luftmassen. Dieses Phänomen tritt häufig in Regionen wie der Tornado Alley in den USA auf, wo die warme, feuchte Luft aus dem Golf von Mexiko auf kältere Luft aus dem Norden trifft.

KONVERGENZ UND VERTIKALE WINDSCHERUNG: Wenn diese unterschiedlichen Luftmassen zusammenkommen, entsteht eine Zone der Konvergenz, in der die Luftmassen aufeinandertreffen. Spiralförmige Luftwirbel entstehen, wenn trocken-kalte Luftmassen auf feuchtwarme bodennahe Luftmassen treffen und eine atmosphärische Instabilität bildet. Dies führt dazu, dass die warme Luft am Aufsteigen gehindert wird, und die schwerere kalte Luft eine höhere Zuggeschwindigkeit aufweisen muss, um die warme Luft am Aufsteigen zu hindern. Besonders im Frühjahr kommt es häufig zum Zusammentreffen von feuchter Warmluft aus dem Golf von Mexiko und trockener Kaltluft aus Kanada, was durch das Fehlen einer natürlichen Gebirgsbarriere begünstigt wird. Die vertikale Windscherung, das heißt eine Veränderung der Windgeschwindigkeit und - richtung mit der Höhe, spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle. Eine ausgeprägte vertikale Windscherung ermöglicht die Bildung von horizontalen Rotoren in der Atmosphäre.

AUFSTIEG UND ROTATION: Die Konvergenz und die vertikale Windscherung führen zu einer Aufwärtsbewegung der Luft. Dieser Aufstieg verstärkt sich, wenn warme Luft unter die kältere Luft gedrückt wird. Durch diese Aufwärtsbewegung entsteht eine rotierende Säule aus Luft, auch als Mesozyklon bezeichnet. Der Mesozyklon kann mehrere Kilometer im Durchmesser haben und ist die Vorstufe eines Tornados. 

ENTSTEHUNG DES TRICHTERS UND BODENKONTAKT: Im nächsten Schritt kann der Mesozyklon einen Trichter formen, der sich von der Wolkenbasis bis zur Erdoberfläche erstreckt. Dieser Trichter wird durch den schnellen Aufstieg der Luft und die Drehbewegung verstärkt. 

Die vertikale Windscherung bewirkt eine spiralförmige Rotation, in der die warme Luft nach oben angesaugt wird (Inflow). Dadurch bildet sich der charakteristische Rüssel, der für Tornados typisch ist. Ein weiterer Inflow verstärkt die Rotationsgeschwindigkeit, und es kommt auch zu kalten Fallwinden. Das rotierende Windsystem eines Tornados reicht von der Unterseite einer Wolke bis zum Boden. Sobald der Trichter den Boden berührt, spricht man von einem Tornado. Ohne Bodenkontakt wird er als Funnelcloud bezeichnet.

VERHALTEN: Tornados sind äußerst plötzlich und haben eine Lebensdauer von nur wenigen Sekunden oder Minuten, obwohl es auch schon Tornados mit einer Lebensdauer von über einer halben Stunde gegeben hat. Ein Tornado kann verschiedene Formen annehmen, von dünnen Röhren bis hin zu massiven Kegeln. Die Rotationsgeschwindigkeit kann dabei sehr hoch sein. Diese Sturmsysteme hinterlassen eine Schneise der Verwüstung, die von wenigen Metern bis zu mehreren hundert Metern breit sein kann. In einigen extremen Fällen bilden sich Tornados, die aus mehreren Luftwirbeln bestehen und einen Durchmesser von bis zu 3 km aufweisen können. Aber es gibt auch Fälle, in denen Gebäude und Bäume von einem Tornado verschont bleiben.

FUJITA SKALA

In der amerikanischen Klimatologie werden Tornados nach der Fujita-Skala mit 13 Stufen (F0 - F12) klassifiziert. Bislang wurde jedoch noch kein Tornado der Stärke F6 beobachtet, sodass die oberen Windgeschwindigkeiten theoretischer Natur sind. Winde der Kategorie F12 werden künstlich im Hyperschall-Windkanal erzeugt. Seit dem 1. Februar 2007 gibt es eine erweiterte Fujita-Skala (Enhanced Fujita), die eine genauere Klassifizierung des Zerstörungspotenzials ermöglicht. In Europa findet hingegen die TORRO-Skala offizielle Anwendung, die in den USA jedoch kaum genutzt wird.

Pro Jahr werden in den USA an die 700 Tornados gezählt.

77 Prozent aller Tornados in den Vereinigten Staaten zählen zu der Kategorie F0 oder F1 und gehören somit zu den weniger gefährlichen Wirbelstürmen. 22.9 Prozent aller Tornados im Staatsgebiet zählen zu den bedrohlichen Wirbelstürmen der Kategorie F3 und F4. Die verbleibenden 0.1 Prozent sind extrem gefährliche Tornados der Kategorie F5.

Die höchste Windgeschwindigkeit, welche bisher auf der Erde gemessen wurde, trat mit mehr als 500 km/h im Jahr 1999 im US-Bundesstaat Oklahoma auf.