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In dieser Woche beschäftigst du dich mit Wirbelstürmen aller Art und den Unterschieden zwischen einem Hurrikan, Tornado oder auch Taifun. Du findest hier Filme, Infoseiten und Arbeitsaufträge zu dem Thema.
Ich wünsche euch viel Spaß beim Erforschen und bin schon ganz gespannt auf eure Ergebnisse!!!

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Infoblatt: Wirbelstürme - Hurrikan, Taifune, Tornados

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Infoblatt: Wirbelstürme - Hurrikan, Taifune, Tornados

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Ernst Klett Verlag - Infoblatt Wirbelstürme - Hurrikane, Taifune, Tornados - Schulbücher, Lehrmaterialien und Lernmaterialien

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Naturkatastrophen

Tornados

Ein Tornado ist ein kleinräumiger Luftwirbel, welcher Großtrombe, Windhose, Wasserhose oder Twister genannt wird. Der Tornado erstreckt sich im Gegensatz zu den Kleintromben vom Erdboden bis zu den Wolken. Diese Definition stammt von Alfred Wegener (1917) und hat auch heute noch seine Gültigkeit.

Die Bezeichnung Windhose, die im deutschen Sprachraum verwendet wird, wird von den Meteorologen abgelehnt, da dieser Begriff zu oft mit allen möglichen Wettererscheinungen in Verbindung gebracht wurde. Auch könnte man annehmen, eine Windhose sei etwas anderes als der Tornado, doch sie unterscheiden sich weder in ihrem Ausmaß noch in ihrer physikalischen Natur.

Entstehung

Die Entstehung der Tornados ist bis heute nicht eindeutig geklärt. Eine Vorraussetzung für die Entstehung ist die labile Luftmasse, d.h. die Luftmasse im bodennahen Bereich ist warm und feucht und in der Höhe ist die Luftmasse kühl und trocken. Zum Anderen wird auch eine Windscherung benötigt, d.h. eine Zunahme der Windgeschwindigkeit und Änderung der Windrichtung mit der Höhe. Durch diese Ausgangslage wird die Bildung von Gewitterzellen mit einem rotierenden Aufwind(Mesozyklone) ermöglicht. Diese sogenannten Superzellen haben eine Langlebigkeit von mehreren Stunden und gehen mit Hagel, Sturzregen und Gewitterfallböen von bis zu 200 km/h einher.

Der wesentliche Engerielieferant für die Entstehung von Superzellen ist der Wasserdampf. Bei der Kondensation wird die latente Wärme freigesetzt. Erst diese Wärmemenge ermöglicht ein freies Aufsteigen der Luftmasse.

Ein weiterer Entstehungsmechanismus setzt keine Mesozyklone voraus. Durch eine bodennahe Rotation und einen darüber befindlichen feuchtkonvektiven Aufwind einer Schauer- oder Gewitterwolke können ebenfalls Tornados entstehen. Diese sind aber schwächer als die Tornados der Mesozyklone. Tornados enstehen hauptsächlich im Frühsommer, wobei aber das Maximum der Tornados mit steigenden Breitengraden später eintritt. Über dem Wasser wird das Maximum im Spätsommer erreicht, weil dort das Wasser am wärmsten ist.

Auf der Nordhanlbkugel drehen sich die Tornados gegen den Uhrzeigersinn und auf der Südhalbkugel drehen sich die die Tornados mit dem Uhrzeigersinn. Bei den Tornados ist aber die Corioliskraft nicht direkt die beeinflussende Kraft, da ein Tornado zu kleinräumig ist.

Aussehen, Größe, Lebensdauer und Geschwindigkeiten

Zu Beginn ist eine Tornado für das menschliche Auge nicht sichtbar. Erst wenn Wasserdampf kondensiert oder Staub, Trümmer und dergleichen aufgewirbelt werden, wird der Tornado sichtbar. Die Gestalt reicht von dünn und schlauchartig bis hin zu zu Trichtern, die nach oben hin breiter werden. Dabei kann der Durchmessers von wenigen Metern bis zu 500 Metern reichen. Auch gibt es Tornados mit über einem Kilometer Durchmesser. Nicht selten treten bei den großen Tornados mehrere kleine Tornados auf, die um ein gemeinsames Zentrum kreisen. Diese Art der Tornados wird als Multivortex-Tornado bezeichnet.

Die Lebensdauer kann von wenigen Sekunden bis zu mehr als einer Stunde reichen. Im Durchschnitt betägt die Lebensdauer weniger als zehn Minuten.

Der Tornado bewegt sich mit rund 50km/h fort. Seine Geschwindigkeit der Rotation ist aber wesentlich höher. Die höchste jemals gemessene Geschwindigkeit lag bei 510 km/h und ist damit die höchste gemessene Windgeschwindigkeit auf der Erdoberfläche.

Verbreitung und Häufigkeit

Tornados können Überall dort entstehen, wo es Gewitter gibt. Schwerpunkt sind fruchtbare Ebene in den Subtropen und gemäßigten Breiten. Am häufigsten treten die Tornaods im Mittleren Westen der USA auf, da dort die Bedingung für die Entstehung von Superzellen aufgrund der weiten Steppen am günstigsten ist. Daneben kann es aber auch in Argentinien, Mittel- und Süd- und Osteuropa, Südafrika, Bengalen, Japan und Australien zu Tornados kommen.

Jährlich werden etwa 1200 Tornados in den USA registriert. Die meisten Tornados treten in der „tornado alley" auf. Diese erstreckt sich Über die Bundesstaaten Texas, Oklahoma, Kansas und Nebraska. Dort werden etwa 500 bis 600 Tornados registriert. In Europa liegt die Anzahl bei 170. Man schätzt aber, dass es bis zu 300 Tornados sind. Hinzu kommen 160 registrierte Wasserhosen, geschätzte 290. Die mesiten Tornados sind aber nur schwache Tornados. Verheerende Tornados ist eher selten. In Deutschland wurden bislang nur acht F4- und zwei F5-Fälle registriert. Die F5-Tornados wurden bereits 1917 von Alfred Wegener dokumentiert. Weitere verheerende Fälle sind aus Nordfrankreich, den Benelux-Staaten sowie aus Oberitalien bekannt.

In Deutschland werden jährlich 10 bis 20 Tornados registriert, wobei die Dunkelziffer recht hoch sein dürfte. Man geht von etwa 30 Fällen oder mehr pro Jahr aus. Die meisten Tornados sind sehr schwache Tornados (F0 oder F1). Pro Jahr treten etwa 1 bis 3 F2-Fälle auf. Ein F3-Tornado tritt alle 3 bis 5 Jahre auf, ein F4 alle 20 bis 30 Jahre. F5-Tornados sind sehr selten und gelten als Jahrhundertereignisse. Auf dieser Grafik sind alle F3 und F4 in Deutschland seit 1900 verzeichnet. Wie man auf der Karte sieht, ist das Bundesland Niedersachsen am stärksten gefährdet.

Oftmals werden Tornados im Zusammenhang mit der globalen Klimaerwärmung gestellt. Aber für Europa reicht die Datenmenge nicht aus, um daraus irgendwelche Schlüsse zu ziehen. Das Ansteigen der regsitrierten Tornados ist auf die verbesserte Tornadoregistrierung zurück zu führen. In den USA gibt es dank der Tornadoforschnung seit den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts eine bessere Datenbasis. Bei dieser kann man aber keine Veränderung feststellen, die man irgendwie mit der globalen Klimaerwärmung in Zusammenhang bringen kann.

Quellen:
- http://de.wikipedia.org/wiki/Tornados
- http://wetterchronik.de/tornadogeruecht.htm

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Ein Tornado ist ein kleinräumiger Luftwirbel, welcher Großtrombe, Windhose, Wasserhose oder Twister genannt wird. Der Tornado erstreckt sich im Gegensatz zu den Kleintromben vom Erdboden bis zu den Wolken. Diese Definition stammt von Alfred Wegener (1917) und hat auch heute noch seine Gültigkeit.

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Kann man Wirbelstürme aufhalten?

Es wird viel in die Überwachung von Wirbelstürmen investiert, um die bedrohte Bevölkerung frühzeitig zu warnen und zu schützen. Zudem wird erforscht, wie verhindert werden kann, dass Wirbelstürme auf Land treffen.

Eine Idee ist, mit Hilfe von Schläuchen kaltes Wasser aus der Tiefe an die Meeresoberfläche zu pumpen, um die Verdunstung zu stoppen. Doch erst mit 10 Millionen Pumpen, die 10 Stunden lang arbeiten, wäre der Effekt groß genug. Und da Wirbelstürme oft ihre Richtung ändern, wäre das Risiko groß, dass die Pumpen am falschen Ort liegen.

Einfluss des Klimawandels & Maßnahmen zur Katastrophenvorsorge

Viele Wissenschaftler sind der Ansicht, dass wegen des menschengemachten Klimawandels die Anzahl und Stärke von Wirbelstürmen zunehmen werden. Beobachtungen im Nordatlantik zeigen, dass das dort bereits seit den 1960er Jahren der Fall ist.

Erhöht sich - wie zum Beispiel in der Karibik - die Ozeantemperatur, nimmt auch die Verdunstung und damit die Wahrscheinlichkeit eines Wirbelsturms zu. Da Meerestemperaturen auch aufgrund natürlicher Zyklen schwanken, ist es strittig, die Entwicklung allein auf den menschengemachten Klimawandel zurückzuführen.

Weltweit arbeiten Forschergruppen an Wegen, um auf die Auswirkungen des Klimawandels zu reagieren und den Schutz vor Naturkatastrophen wie Wirbelstürmen zu verbessern. Verstärkte, höhere Deiche und Entwässerungsmöglichkeiten sollen tiefliegende Küstenregionen schützen und an der Küste gepflanzte Mangroven und Mischwälder die Kraft von Flutwellen bremsen. Zudem wird über den Rückbau von gefährdeten Siedlungen und Städten nachgedacht.

Quellen: Deutscher Wetterdienst, Welt der Physik, National Hurricane Center, Planet Wissen (Stand: 12/2018)

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Aktion Deutschland Hilft - Bündnis deutscher Hilfsorganisationen

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Es wird viel in die Überwachung von Wirbelstürmen investiert, um die bedrohte Bevölkerung frühzeitig zu warnen und zu schützen. Zudem wird erforscht, wie verhindert werden kann, dass Wirbelstürme auf Land treffen. Eine Idee ist, mit Hilfe von Schläuchen kaltes Wasser aus der Tiefe an die Meeresoberfläche zu pumpen, um die Verdunstung zu stoppen.

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Hat ein Wind eine höhere Geschwindigkeit als 74 Kilometer pro Stunde, nennt man ihn Sturm. Gemessen werden Stürme nach der Beaufort-Skala, die nach dem britischen Admiral Sir Francis Beaufort benannt ist.

Die Skala reicht von 1 bis 12, ein Sturm mit Geschwindigkeiten von 75 bis 88 Kilometern pro Stunde erreicht Beaufort 9. Ab 117 Kilometern pro Stunde wird ein Sturm als Orkan bezeichnet, er erreicht auf der Beaufort-Skala die Stufe 12.

Generell bezeichnet ein Orkan Windgeschwindigkeiten von mindestens 117 Kilometern pro Stunde. Inzwischen hat sich aber durchgesetzt, dass die Bezeichnung Orkan nicht für tropische Wirbelstürme verwendet wird, sondern für starke Stürme über Mittel- und Nordeuropa.

Orkane brausen vor allem im Herbst und Winter über Mitteleuropa. Dann ist der Temperaturunterschied zwischen dem Pol und den südlicheren Breiten besonders groß. Kalte Luft aus der Polarregion trifft auf warme Luft, die aus Richtung Äquator strömt. Treffen diese Luftmassen aufeinander, spricht man von einer Okklusion - dabei können starke Stürme in Orkanstärke entstehen.

Durch den Klimawandel beobachten die Meteorologen in den vergangenen Jahren und Jahrzehnten vermehrt Stürme auch in Deutschland. Zwei prägnante Beispiele dafür waren die Orkane Lothar (26./27. Dezember 1999), der mit rund 180 Kilometern pro Stunde über Süddeutschland wehte, und Kyrill (18. Januar 2007), der sogar mit bis zu 225 Kilometern pro Stunde über große Teile Nordeuropas hinwegfegte. Beide gelten als sogenannte Jahrhundertstürme und richteten großen Schaden an.

Tropische Wirbelstürme entstehen über dem Meer. Auf der Nordhalbkugel treten sie meist zwischen Juni und November auf, auf der Südhalbkugel zwischen Dezember und Mai. Ihre Bezeichnung richtet sich nach der Region der Entstehung.

Hurrikane heißen tropische Wirbelstürme über dem Atlantik, östlich der Westindischen Inseln und in der Karibik. Im nordwestlichen Teil des Pazifischen Ozeans, im asiatischen Raum, heißen diese Wirbelstürme Taifune. Im Golf von Bengalen, im Indischen Ozean südlich des Äquators und im Südpazifik bezeichnet man diese Wirbelstürme als Zyklon.

Wirbelstürme entstehen über dem Meer, wenn das Wasser an der Oberfläche mindestens 26 Grad Celsius warm ist und stark verdunstet. Die feuchten Luftmassen steigen auf, durch die sogenannte Corioliskraft entsteht ein riesiger Wirbel, in dessen Mitte sich das Auge des Sturms befindet. Im Auge ist es vollkommen windstill.

Die feuchte Meeresluft strömt zum Auge hin und steigt dort immer weiter auf. Sie reißt kühlere Luft mit sich, die sich dann erwärmt. Es bildet sich ein ziemlich stabiles System, in dem sehr hohe Windgeschwindigkeiten entstehen können. Rund um das Auge kann die Luft bis zu 300 Kilometer pro Stunde schnell werden.

Solange der Wirbelsturm über dem Meer bleibt und mit genügend feuchter Luft versorgt wird, kann er sich bis zu zwei Wochen halten. Trifft er irgendwann auf die Küste, geht ihm der Antrieb aus: Die aufgestauten Wolken regnen ab und kühlen die Landoberfläche, es fließt keine warme Luft mehr nach, der Wirbelsturm löst sich auf.

Die großen Windgeschwindigkeiten, gepaart mit heftigen Regenfällen, können allerdings an Land verheerende Schäden anrichten. Sie entwurzeln Bäume, bringen Häuser zum Einsturz, Flutwellen setzen ganze Landstriche unter Wasser.

Die Erdrotation bewirkt, dass die Corioliskraft auf die Windströmungen einwirkt. Auf der Nordhalbkugel werden Winde nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt. Dadurch verwirbeln sich die Luftmassen, Wirbelstürme können sich bilden. Direkt am Äquator ist die Corioliskraft aber gleich null, sodass die heiße Luft nach oben aufsteigen kann.

Erst ab fünf Grad nördlicher und südlicher Breite ist die Corioliskraft stark genug, dass tropische Wirbelstürme entstehen können. Zwar sind Wirbelstürme am Äquator nicht komplett ausgeschlossen, sie können dort grundsätzlich aber nicht entstehen.

Tornados, die auch als Großtrombe oder Windhose bezeichnet werden, entstehen anders. Sie sind vor allem in Nordamerika bekannt und treten örtlich begrenzt auf. Tornados können entstehen, wenn sich große Gewitterwolken über einer Schicht aufgeheizter Luft bilden. Dann stürzt die Kaltluft aus mehreren Kilometern Höhe herab, und eine Warmluft-Säule schraubt sich immer schneller nach oben.

Es entsteht ein Rüssel mit extrem hohen Geschwindigkeiten: Mehr als 400 Kilometer pro Stunde wurden schon gemessen. Wo der Rüssel auf die Erde trifft, verwandelt er alles, was im Weg liegt, in Schutt und Kleinholz. Häuser stürzen ein, Fahrzeuge werden durch die Luft gewirbelt. Nur wenige Meter davon entfernt bleibt alles ruhig und unbeschädigt.

Auch in Mitteleuropa treten Tornados auf. Durchschnittlich gehen Experten von rund 100 Tornados pro Jahr in Deutschland aus. Bei rund der Hälfte handelt es sich um Wasserhosen an den Küsten - denn auch über dem Meer können sich Tornados bilden.

Tropische Wirbelstürme kann man durch Satelliten in der Regel schon sehr früh erkennen. Trotzdem kommt es immer wieder vor, dass vermeintlich harmlose Tiefdruckgebiete unterschätzt werden und plötzlich eine wesentlich höhere Zerstörungskraft entwickeln als ursprünglich vermutet. Doch selbst bei früher Warnung kann man Sturmschäden nur schwer begrenzen - oft bleibt lediglich die Evakuierung der betroffenen Landstriche.

Viele Wissenschaftler sind der Ansicht, dass Zahl und Stärke von Orkanen in Folge des Klimawandels zunehmen werden. Daher werden Maßnahmen zum Schutz der Erdatmosphäre immer wichtiger. Gleichzeitig ist klar, dass eine bloße Verringerung der Treibhausgase nicht ausreicht.

Schon jetzt ist sicher, dass sich die Menschen auch an den Klimawandel anpassen müssen. Weltweit arbeiten Forschergruppen daran, Maßnahmen für diese Anpassung zu entwerfen. Dazu gehören zum Beispiel besserer Küstenschutz mit höheren Deichen sowie bessere Entwässerungsmöglichkeiten in tief liegenden Küstenregionen.

Zudem sollten diese Bereiche nicht so intensiv genutzt beziehungsweise nicht so dicht besiedelt werden. Schutz vor Sturmschäden bietet auch eine angepasste Forstwirtschaft, in der widerstandsfähigere Mischwälder statt Monokulturen gepflanzt werden.

Auch Versicherungsgesellschaften schlagen Alarm: Nach Angaben der Münchner Rückversicherungsgesellschaft gehen rund die Hälfte der gemeldeten Schäden auf schwere Stürme in Orkanstärke zurück. So könnte Versicherungen künftig das Risiko zu groß werden, Folgen von Naturkatastrophen zu decken.

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Hat ein Wind eine höhere Geschwindigkeit als 74 Kilometer pro Stunde, nennt man ihn Sturm. Gemessen werden Stürme nach der Beaufort-Skala, die nach dem britischen Admiral Sir Francis Beaufort benannt ist. Die Skala reicht von 1 bis 12, ein Sturm mit Geschwindigkeiten von 75 bis 88 Kilometern pro Stunde erreicht Beaufort 9.

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