Hurrikan-Jäger identifizieren 4 Warnsignale, dass ein Sturm sich gleich zusammenreißt

Tropische Wirbelstürme müssen sich, wie Menschen, im Allgemeinen erst zusammenreißen, bevor sie etwas Beeindruckendes leisten können. Für einen Sturm bedeutet das, dass seine rotierenden Zentren in verschiedenen Höhen der Atmosphäre sich vertikal ausrichten müssen, statt gegeneinander geneigt zu bleiben – ein Prozess, den Meteorologen als Ausrichtung bezeichnen.

Mithilfe von fast drei Jahrzehnten Beobachtungen von NOAA-Hurrikan-Jäger-Flugzeugen haben Forscher nun vier Merkmale identifiziert, die offenbar dazu beitragen, dass geneigte tropische Wirbelstürme sich vertikal ausrichten und eher intensivieren können. Die Forschung wurde von Wissenschaftlern der University of Miami Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science geleitet, in Zusammenarbeit mit Kollegen am Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der NOAA. Ihre Ergebnisse legen nahe, dass eine erfolgreiche Ausrichtung von mehreren zusammenwirkenden Faktoren abhängt, darunter die innere Struktur des Sturms, die Richtung der umgebenden Winde und die Umweltbedingungen um den Wirbelsturm.

Das Verständnis dieses Übergangs ist wichtig, weil sich schnell intensivierende Stürme Küstengemeinden und Katastrophenschutzmanagern sehr wenig Zeit zur Reaktion lassen können. Wenn Prognostiker früher erkennen können, wann ein schlecht organisierter tropischer Wirbelsturm günstigere Bedingungen für eine Verstärkung entwickelt, könnten sie Gemeinden zusätzliche Zeit für Evakuierungsentscheidungen und andere Vorbereitungen verschaffen.

„Ein tropischer Wirbelsturm muss aufrecht stehen, bevor er sich intensivieren kann“, sagte Michael S. Fischer, der Hauptautor und Assistant Professor in der Abteilung für Atmosphärenwissenschaften an der Rosenstiel School. „Starke Winde in höheren Atmosphärenschichten können die Oberseite der Sturmzirkulation vom Zentrum nahe der Meeresoberfläche wegdrücken. Bis diese Zentren wieder zusammenkommen, kann sich der Sturm normalerweise nicht wesentlich intensivieren.“

Die Forscher identifizierten vier Eigenschaften, die helfen können, festzustellen, ob ein geneigter tropischer Wirbelsturm sich wahrscheinlich vertikal aufrichten wird. Die erste ist eine kompakte, straff organisierte Zirkulation nahe der Meeresoberfläche. Die zweite ist eine Sturmneigung, die relativ zur vertikalen Windscherung günstig positioniert ist. Die dritte sind stärker aufsteigende Luft und stärkere Niederschläge nahe dem unteren Zentrum des Sturms. Die vierte ist eine Umgebung mit warmem Ozeanwasser, reichlich atmosphärischer Feuchtigkeit und relativ schwachen Winden in mittleren Atmosphärenschichten.

Meteorologen verwenden den Begriff „Neigung“ (Tilt), um die Trennung zwischen den Zirkulationszentren eines tropischen Wirbelsturms in niedrigen und mittleren Höhen zu beschreiben. Vertikale Windscherung bezeichnet Änderungen der Windgeschwindigkeit oder -richtung mit der Höhe. Starke Scherung kann die Organisation eines Wirbelsturms stören, indem sie die oberen Teile seiner Zirkulation vom Zentrum näher an der Meeresoberfläche wegdrückt.

Um zu untersuchen, welche Stürme sich erfolgreich ausrichteten, analysierten die Forscher Daten aus dem Tropical Cyclone Radar Archive of Doppler Analyses with Recentering, bekannt als TC-RADAR. Die von Fischer und Kollegen entwickelte Datenbank enthält 1.510 Radaranalysen, die von NOAA-Hurrikan-Jäger-Flugzeugen über 28 Hurrikansaisonen von 1997 bis 2024 gesammelt wurden. Diese umfangreiche Aufzeichnung ermöglichte es dem Team, Stürme zu vergleichen, die sich schließlich vertikal ausrichteten, mit solchen, die geneigt blieben.

„Die Stürme, die sich ausrichteten, sahen schon etwa einen Tag vorher anders aus“, sagte Fischer, der auch Kernfakultätsmitglied des Frost Institute for Data Science and Computing ist. „Sie hatten stärkere, straffer gewundene Zirkulationen nahe der Oberfläche und weitverbreitete, kräftige Gewitter, die Luft nahe diesem Zentrum anhoben. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass diese Gewitter nicht einfach ein Zeichen von Organisation sind. Sie könnten auch dazu beitragen, die geneigte Zirkulation des Sturms aufzurichten.“

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Gewitter, die sich nahe der unteren Zirkulation entwickeln, eine aktivere Rolle bei der Sturmorganisation spielen könnten, als nur ein sichtbares Zeichen dafür zu sein, dass eine Verstärkung im Gange ist. Mit anderen Worten: Die Gewitter feuern nicht nur von der Seitenlinie an – sie könnten einen Teil der Arbeit übernehmen.