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22. April 2004: Ein Wirbelsturm hat vor zwei Tagen die Ortschaft Utica im Mittleren Westen der Vereinigten Staaten weitgehend zerstört und acht Menschen in den Tod gerissen. Die Hälfte aller Häuser in der rund 1600 Einwohner zählenden Ortschaft im amerikanischen Bundesstaat Illinois ist zum Teil schwer beschädigt worden. Nach Angaben der Nationalen Wetterbehörde (NOAA) waren am Dienstag 51 Tornados über Illinois, Indiana und Iowa gefegt.
1.1. Tornado
Das Wort Tornado kommt ursprünglich aus dem Spanischen \"tomar\" und heißt \"drehen\".
Ein Tornado ist eine in extremem Ausmaß rotierende Luftsäule mit Bodenkontakt, die entweder von einer Cumuluswolke herabreicht oder sich unter einer Cumuluswolke befindet und häufig (jedoch nicht immer) als eine trichterförmige Wolke sichtbar wird.
Tornados, die sich über Wasser bilden, nennt man Wasserhosen.
1.2. Entstehung
Tornados entstehen, wenn die feucht-heiße Luft aus der Golfregion mit kalter Luft aus dem Norden aufeinander trifft. Die Folgen hiervon sind labile Luftschichten mit Gewitterbildung. Wenn dabei die Kaltluft aus dem Norden die Luftmassengrenze durchbricht, stürzt sie mehrere Kilometer strudelförmig nach unten. Dabei wird die herabstürzende Kaltluft am Rande des Strudels durch Warmluft ersetzt, die empor gerissen wurde. Die dabei angesogene Luft konzentriert sich auf einen Raum, der immer enger wird, wodurch sich die Rotationsgeschwindigkeit enorm erhöht. Die aufsteigende Warmluft kondensiert. Hierbei bildet sich der trichterartige Wolkenschlauch, der für Tornados typisch ist. Dieser trichterförmige Wolkenschlauch rotiert so lange nach unten, bis er den Erdboden erreicht. Hierbei rotiert er jetzt mit immens höherer Geschwindigkeit um seine Achse. Die Erdrotation ist die Ursache für diese starke Drehbewegung. Bei der Drehrichtung kommt es auch auf die geographische Lage an. Die angesogene Luft dreht auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel dagegen im Uhrzeigersinn. Durch seine immer höher werdende Rotationsgeschwindigkeit und den extrem niedrigen Luftdruck im Inneren (ca. 80 bis 100 hPa unter dem normalen Luftdruck der Umgebung) kommt es zu dieser zerstörerischen Kraft des Tornados. Im Inneren des Tornados herrschen Abwinde. Im Wolkenschlauch dagegen herrschen Aufwinde vor, die alles mit sich nach oben reißen. Nach ca. 30 Minuten löst sich ein Tornado meist weitgehend auf und hinterlässt eine Spur der Zerstörung.
1.3. Vorkommen
Tornados gibt es in vielen Teilen Europas, Asiens und Australiens aber die meisten und auch die kräftigsten Tornados entstehen in den Weiten des US-amerikanischen Mittelwestens zwischen den Rocky Mountains und den Appalachen (\"Tornado Alley\") vorwiegend in den Monaten April bis Juli.
In Mitteleuropa treten nur gelegentlich und dann nur kleinere Tornados auf, die in der Regel Windhosen genannt werden. Sie bilden sich bei uns in feuchtwarmer, subtropischer Luft, die vom Mittelmeer kommt.
Der bekannteste Tornado in Deutschland wütete am 10. Juli 1968 in Pforzheim. Er bildete sich am Abend nach einem sehr heißen und schwülen Tag. Die Zugbahn des Wirbelsturms, der großen Schaden anrichtete, war 27 Kilometer lang.
1.4. Frühwarnsysteme
Jedes Jahr werden die USA durchschnittlich von 800 Tornados heimgesucht, welche um die 80 Tote und 1500 Verletzte fordern und einen Sachschaden von 1,7 Milliarden US-Dollar verursachen (Hagelstürme mit eingerechnet). Dank dem flächendeckenden Einsatz von stationären Doppler-Radaren seit 1977 konnten die Vorwarnzeiten auf bis zu 25 Minuten erhöht werden. Die Zahl der Todesopfer und Verletzten ging dadurch in den letzten Jahren auch entsprechend zurück. Jedoch werden Tornados weiterhin intensiv erforscht, um die Vorwarnzeiten zu verbessern.
Doppler-Radar:
Das Doppler-Radar ist eine spezielle Art des Radars (\"Radio Detection And Ranging\"), das den Dopplereffekt nutzt, um genaue Informationen über Intensität und Verbreitung von Niederschlagselementen (Wasser, Eis) zu bekommen. Der Dopplereffekt ist eine Frequenzverschiebung von ausgesendeten elektromagnetischen Wellen und ist abhängig von der abnehmenden oder zunehmenden Entfernung des Erzeugers von Schall- oder Lichtwellen.
Die Fujita-Skala (Quelle: NSSL/NOAA)
F-Stufe
Umschreibung
Windgeschwindigkeit (in km/h)
Auswirkungen
F0
Sturmtornado
64 - 116
Einige Schäden an Schornsteinen, Äste brechen, flachwurzelnde Bäume kippen um
F1
gemäßigter Tornado
117 - 180
schiebt Autos von den Straßen, reißt Dachziegel ab, zerstört Garagenanbauten
F2
bedeutender Tornado
181 - 251
Erheblicher Schaden, entwurzelt große Bäume, reißt Dächer von Holzhäusern, wirbelt leichtere Gegenstände durch die Luft
F3
schwerer Tornado
252 - 330
zerstört auch Dächer und Wände von stabilen Häusern, wirft Züge um, entwurzelt ganze Wälder
F4
verwüstender Tornado
331 - 416
Häuser völlig zerstört, Gebäude mit schwachen Fundamenten werden als ganzes weggeweht, große Gegenstände und Autos fliegen durch die Luft
F5
unglaublicher Tornado
417 - 510
Hebt selbst stabile Gebäude von ihren Fundamenten, Autos fliegen mehr als 100 Meter weit, beschädigt Stahlbetonkonstruktionen, entrindet Baumstämme
F6
unvorstellbarer Tornado
> 510
Das Auftreten solcher Winde ist sehr unwahrscheinlich und wurde bisher noch nie erreicht. Die Zerstörungen lassen sich vermutlich kaum von denen der F5 Tornados unterscheiden.
Wie häufig sind starke Tornados? (Quelle: NSSL/NOAA)
Art
Anteil an der Gesamtzahl
Anteil an Todesopfern
Lebensdauer
Windgeschwin- digkeit
Schwache Tornados
69 % aller Tornados
weniger als 5 %
eine bis zehn Minuten
weniger als 110 mp/h
Schwere Tornados
29 %
fast 30 %
meist 20 Minuten oder länger
110 - 205 mp/h
verheerende Tornados
selten, nur 2 %
70 % aller Opfer
kann mehr als eine Stunde anhalten
mehr als 205 mp/h
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