tropische Zyklone, auch tropische Wirbelstürme (siehe Satellitenbild) sind starke Tiefdruckwirbel (=Zyklonen) im Bereich der Tropen und Subtropen.




Je nach Gebiet ihres Auftretens werden sie Hurrikan (Raum USA, Karibik: Huracan=Gott des Bösen) oder Taifun (Ostasien) genannt. Die Bezeichnung Hurricane ist in USA eine Klassifizierung für einen tropischen Sturm mit mehr als 64 Knoten Windgeschwindigkeit.




Tropische Zyklone entstehen und verstärken sich über den warmen Ozeanen (Karte der Ozeantemperaturen) mit mehr als 26 Grad Celsius Wassertemperatur.




Nach unserer heutigen Kenntnis funktionieren sie nach dem Prinzip der Carnot-Maschine, einem thermodynamischen Kreisprozess, nach dessen Prinzip auch Dampfmaschine und Automotor funktionieren. Dabei wird der Tropische Zyklon durch den Temperaturgegensatz warme Ozeanoberfläche - kalte Tropopause (liegt etwa bei Obergrenze der Wolken) am Laufen gehalten.  Dementsprechend wird feuchte Luft in der Grenzschicht angesaugt und im Gebiet der maximalen Winde gehoben (siehe Querschnitt). Im Gebiet des Auges (ca. einige 10km Durchmesser) herrscht Absinken. Deshalb erkennt man oftmals das wolkenfreie Auge (Satellitenbild). Wird der Temperaturgegensatz zu klein, also über kälterem Wasser oder über Land, so verliert die tropische Zyklone schnell an Intensität.




Die Bahn von tropischer Zyklone kann man mit mathematischen Modellen studieren. Auf einer mathematischen Modell-Erde, deren Atmosphäre nur aus einer Flüssigkeitsschicht bestehen würde, kann man sich einen tropischen Zyklon als einen Wirbel denken, der zyklonal, also im gleichen Drehsinn wie die Erde rotiert, d. h. auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel im Uhrzeigersinn. Wird ein solcher Wirbel in der Nähe des Äquators, nicht aber direkt am Äquator eingepflanzt, so beginnt er sich polwärts und westwärts zu bewegen. Verantwortlich dafür ist der Coriolis-Effekt (benannt nach Gaspard Coriolis), der auf Grund der Rotation des Planeten (Erde) eine Rechtsablenkung von Bewegungen auf der Nordhalbkugel und Linksablenkung auf der Südhalbkugel verursacht. Dieser Effekt allein legt nur den Drehsinn der tropischen Zyklone fest. Die Drift resultiert davon, dass die Stärke des Coriolis-Effekts auf Grund der Kugelgeometrie vom Äquator zu den Polen hin zunimmt. Diese Eigenschaft bezeichnet man als Beta-Effekt. Er führt dazu, dass sich ein ursprünglich symmetrischer Wirbel deformiert. Die Abweichung von der Symmetrie ist zwar schwach, wird aber sichtbar, wenn man die Abweichung von der Symmetrie, die Asymmetrien betrachtet. Die Asymmetrien zeigen 2 Strudel, einen zyklonalen im Westen und ein antizyklonalen im Osten. Diese wirken wie 2 Zahnräder, die Flüssigkeit durch das Zentrum des Wirbels vom Äquator in Richtung Pol leiten. Nach einiger Zeit verdrehen sich die beiden Strudel so, dass durch diese Strömung der Wirbel in Richtung Pol und Richtung Westen treiben. Diese Bewegung wird als Beta-Drift und die Strudel als Beta-Strudel bezeichnet. Betrachtet man eine Karte der Zugbahnen tropischer Zyklone, so verlaufen viele tatsächlich Polwärts und Westwärts. Es gibt allerdings viele Ausnahmen. So werden tropische Zyklone durch Land daran gehindert sich Modell-gemäß zu bewegen. Wenn sie auf Land treffen spricht man von Landfall. Meeresströmungen und benachbarte Druck- und Windsysteme sowie die starke Konvektion innerhalb der tropischen Zyklone beeinflussen die Zugahn. Die Zugbahnvorhersage ist außerordentlich wichtig, da tropische Zyklone und vor allem die damit verbundene Flutwelle zu den schwersten Naturkatastrophen zählen.

Verschieben sich die Gebiete warmen Wassers so wirkt sich dies auf das Auftreten und die Stärke der tropischen Zyklone aus. Während eines El-Niño Jahres verlagert sich das warme Wasser im Pazifik entlang des Äquators nach Osten. Eine Klimaänderung könnte zu einer allgemeinen Erwärmung der Ozeane führen. Die Folge könnte ein vermehrtes Auftreten tropischer Zyklone oder extrem starke tropische Zyklone sein. Es könnten aber auch tropische Zyklone in Gebieten auftreten, wo sie bisher nicht beobachtet wurden, weil das Wasser dort zu kalt ist, wie etwa vor Brasiliens Küste. Dies sind aber nur Spekulationen.

Manche der tropischen Zyklone, die von der Karibik entlang der Küste der USA nach Norden  ziehen wandern als normales Tiefdruckgebiet westwärts. Dies wird als außertropische Umwandlung bezeichnet. In einzelnen Fällen verstärken sich diese Tiefs überraschend schnell bevor sie in Europa ankommen. Numerische Wettervorhersagemodelle unterschätzen diese Verstärkung anscheinend, so dass es hier noch Forschungsbedarf gibt.

Link zu University of Illinois