Wenn tropische Wirbelstürme über Meeresregionen ziehen, die einen hohen Süßwasseranteil besitzen, kann ihre Intensität um bis zu 50 Prozent zunehmen. Das geht aus den Analysen von Forschern hervor, die das Verhalten von 587 tropischen Stürmen zwischen 1998 und 2007 untersucht haben. Der Grund für das Phänomen ist, dass Süßwasser, das durch Flüsse oder Regenfälle ins Meer gelangt, eine Isolationsschicht ausbildet, die eine Durchmischung mit kaltem Tiefenwasser verhindert. So bleibt das Oberflächenwasser warm und liefert dem Sturm Energie, erklären die Forscher um Karthik Balaguru von der Texas A&M University in College Station.
Hurrikans, Taifune oder Zyklone – prinzipiell bezeichnen diese Begriffe alle das Gleiche, nämlich gewaltige Wirbelstürme, die in den unterschiedlichen Regionen der Erde nur verschiedene Namen haben. Die Grundvoraussetzung für die Entstehung dieser Wetterphänomene sind Wassertemperaturen von über 26 Grad Celsius. Derartig warmes Wasser verdunstet in großen Mengen, steigt auf und bildet dann in kühleren Luftschichten Wolken. Die Kondensation solch riesiger Wassermassen setzt enorme Mengen Energie frei. Die Luft innerhalb der Wolken wird dadurch aufgeheizt, dehnt sich aus und steigt dann noch weiter auf. Über der Meeresoberfläche entsteht somit Unterdruck, der weitere feucht-warme Luft nachsaugt, die den Sturm anheizt. Durch die Erddrehung gerät dann das ganze System in Rotation und bildet einen großflächigen Wirbel aus, der sich fortbewegt.
Geschichtetes Meerwasser: Nachhaltige Energiequelle
Karthik Balaguru und seine Kollegen haben für ihre Studie nun den Verlauf von 587 tropischen Stürmen anhand von Satellitendaten ausgewertet. Sie konnten zeigen, dass die Sturmsysteme immer dann deutlich an Kraft tankten, wenn sie über Meerwasser zogen, dessen Salzgehalt an der Oberfläche gering war. Was hinter diesem Effekt steckte, konnten die Forscher mithilfe von Computermodellen nachvollziehen. Normalerweise sinkt die Wassertemperatur durch die Prozesse bei der Bildung eines Wirbelsturms, erklären sie: Die starken Winde mischen das Oberflächenwasser zunehmend mit kälterem Tiefenwasser. Somit ist die Energieaufnahme des Sturms begrenzt. Genau diesen limitierenden Faktor blockiert offenbar das Süßwasser, sagen die Forscher.
Die Ursache dafür ist die unterschiedliche Dichte von Süß- und Salzwasser: Das leichtere Süßwasser bleibt an der Oberfläche des Meeres und bildet dort eine Schicht. Am Übergang zwischen dem salzarmen Oberflächenwasser und dem vergleichsweise salzigen Tiefenwasser baut sich eine Barrierezone auf, erklären die Wissenschaftler. Sie behindert die Durchmischung des Ozeanwassers und somit den Temperaturaustausch. Auf diese Weise bleibt das Oberflächenwasser länger warm als in Meeresgebieten mit einheitlichem Salzgehalt. Ein Wirbelsturm erhält durch diesen Effekt also mehr Energie und nimmt an Stärke zu.
Den Forschern zufolge könnten diese Erkenntnisse nun der Vorhersage der Entwicklung von Wirbelstürmen dienen. Bewegt sich ein System beispielsweise auf ein Meeresgebiet zu, das sich nahe der Mündung eines großen Flusses befindet, ist damit zu rechnen, dass der Sturm mehr an Intensität zunimmt, als bisherige Modelle es voraussagen würden. Den Wissenschaftlern zufolge liegt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Wirbelsturmsystem über entsprechende Gebiete wandert, zwar nur bei 10 bis 23 Prozent, aber wenn es passiert, ist der Effekt offenbar deutlich: Etwa 50 Prozent an zerstörerischer Kraft kann der Sturm in diesen Fällen zunehmen, ergaben die Berechnungen von Karthik Balaguru und seinen Kollegen.
Karthik Balaguru (Texas A&M University in College Station) et al.: PNAS, doi: 10.1073/pnas.1201364109 © wissenschaft.de ? Martin Vieweg
