facharbeit

Inhaltsverzeichnis

Einleitung Seite 2

1.0 Hurrikan
1.1 Allgemeines zu den Hurrikanen Seite 3
1.1.1 Bedeutung
1.1.2 Namensgebung
1.2 Die Entstehung eines Hurrikan Seite 3
1.2.1 Entstehungsorte
1.3 Klassifikation der Hurrikan Seite 4
1.4 Die Gefahr eines Hurrikane Seite 4
1.4.1 Mechanische Gewalt des Windes
1.4.2 Anhaltende Niederschläge
1.4.3 Sturmfluten
1.5 Kurzinformationen über Hurrikane in Nordamerika Seite 5
1.5.1 Atlantische Hurrikansaison 2005
1.5.2 Hurrikan Katrina
1.6 Hurrikane und das Klima Seite 6


2.0 Tornado
2.1 Allgemeines zu Tornados Seite 7
2.2 Entstehung der Tornados Seite 7
2.2.1 Besonderheiten
2.2.2 Beginn einer Tornadoentwicklung
2.3 Tornadotypen Seite 8
2.3.1 Mesozyklonale Tornados
2.3.2 Nicht- Mesozyklonale Tornados
2.4 Klimatologie Seite 8
2.5 Tornado Alley Seite 9
2.6 Tornados in Nordamerika Seite 10
2.6.1 Tri-State Tornado
2.6.2 Super-Outbreak


3.0 Vergleich von Hurrikane un Tornados Seite 11
3.1 Anhang
3.1.1 Saffir-Simpson-Hurrikan-Skala Seite 12
3.1.2 Fujita-Skala Seite 13

4.0 Worterklärungen Seite 14
5.0 Quellenangaben Seite 14

Einleitung

Hurrikane und Tornados gehören zu den verheerendsten Naturkatastrophen der Welt.
Sie sind Wirbelwinde, die eine riesige Verwüstung erzeugen können. Die Stürme sind nicht zu stoppen und beeinflussen das Leben der Menschen in den Regionen wo sie wüten, besonders in Nordamerika. Es gibt keine Möglichkeiten sie zu vermeiden und nur wenige Möglichkeiten sich vor ihnen zu schützen.
Tornados kommen fast überall auf der Welt vor, doch im Tornado Alley kommen sie am häufigsten vor. Sie entstehen überall, wo verschiedene Luftmassen aufeinander treffen.
Aber was paasiert bei diesem Zusammenprall der Luftmassen genau?
Kann man dies verhindern?
Und hat die globale Erwärmung Einfluss auf die Tornadobildung und deren Verheerung?


Hurrikans kommen seltener vor wie Tornados, dafür sind sie wesentlich größer. Von den Tornados entscheiden sich Hurrikane nicht nur in der größe und der Lebenszeit.
Diese Wirbelstürme entstehen nicht auf dem land, sondern im Wasser, aber warum können diese nur in tropischen Meeren entstehen?
Hat die globale Erwärmung etwas mit der steigenden Verwüstungskraft dieser Naturkatastrophen zu tun?

Allgemeines zu den Hurrikane


Ein Hurrikan hat eine Windgeschwindigkeit von "Orkanstärke" (Windstärke 12 auf der Beaufortskala, das ist die Geschwindigkeit von mehr als 64 Knoten oder 118 km/h). Jedoch bewegt sich ein Hurrikan nur mit 15 bis 30Km/h. Der Durchmesser von Hurrikans kann bis zu 500Kilometer steigen und dabei wochenlang bestehen und Flächen von tausenden Quadratkilometern verwüsten. Das Auge eines Hurrikan ist der windstille Mittelpunkt des Hurrikane. In seltenen Fällen kann der Luftdruck im Auge des Hurrikans
auf 900 Hektopascal (Einheit für die Ermittlung des Luftdruck) sinken(der normale Hektopascalwert liegt bei ca. 1100). Hurrikane bewegen sich spiralförmig in einem Kreis.

Bedeutung

Ein Hurrikan ist ein tropischer Wirbelsturm der die Windgeschwindigkeit Orkanstärke(geschwindigkeit von mindestens 117,7 km/h) erreicht.
Diese entwickeln sich im Atlantik.

Namensgebung

Die Bedeutung des Wortes Hurrikan entstamt den Maya-Sprachen und bedeutet übersetzt: „Gott des Windes“ . Andere Namen für tropische Wirbelstürme sind Zyklon (Wirbelstürme in Indien), Taifun (im westlichen Pazifik) oder Willy-Willy (tropische Wirbelstürme in Australien).

Die Entstehung eines Hurrikan

Ein Hurrikan entsteht in tropischen Meeren und bewegt sich dann an Westen.
Für die Entstehung eines Willy-Willy (australischer Name eines Hurrikane) müssen bestimmte Bedingungen vorhanden sein.
Für die Entstehung muss die Wassertemperatur mindestens 26,5 °C betragen.
Das Enstehungsmeer für einen Hurrikan muss sehr groß sein (wie zum Beispiel der Atlantik, der Pazifik und der Indische Ozean).
Eine zusätzliche Bedingung ist die hohe Feuchtigkeit der Luft, aber auch eine Wechselströmung oder ein außertropisches Tief im Entstehungsort ist notwändig. Höhenwinde und Oberflächenwinde dürfen nicht ungleich wehen.
Wenn diese Winde aufeinander treffen, steigt die Luft auf und weitere Luftmassen ziehen nach. Durch die kondensierende Luftfeuchtigkeit( Änderung des Aggregatzustandes vom gasförmigen zum flüssigen) entsteht mehr Wärme. Der Wirbelsturm wird durch die Erdumdrehung in Rotation versetzt.

Entstehungsorte

Die Entstehungsorte von einem Hurrikan sind im Bereich des Karibischen Meeres, der Westindischen Inseln und des Golfes von Mexiko.
Der Hurrikan Vince (am 9. Oktober 2005) war der erste Hurrikan, seit dem „Spanien-Hurrikan“ (1842), der vor den Küsten Südeuropas und Nordafrikas entstanden ist.
Der Hurrikan Epsilon und der tropische Sturm Zeta sind auch im östlichen Atlantik entstanden.

Klassifikation der Hurrikane


Die Wirbelwinde werden in drei Gruppen unterschieden.
Die kleinsten Wirbelstürme, die zu einem Hurrikan werden können, werden Tropical Depression (zu deutsch: tropisches Tiefdruckgebiet) genannt.
Tropical Storm (zu deutsch: tropischer Sturm) wird ein Wirbelsturm genannt, der eine Windgeschwindigkeit von 60 km/h besitzt.
Hurrikan wird ein Wirbelstum genannt, wenn er die Windgeschwindigkeit von 119 km/h erreicht hat.






Die Gefahr eines Hurrikan

Ein Hurrikan ruft durch drei Ursachen große Zerstörungen hervor.

1. Mechanische Gewalt des Windes

Die hohen Windgeschwindigkeiten können unmittelbar durch den Impuls der Luftmassen oder indirekt durch das Hochschleudern von Gegenständen Schäden an beispiels Weise Gebäuden, Fahrzeugen oder Bäumen verursachen.

2. anhaltende Niederschläge

Durch anhaltende Niederschläge kann es zu Überschwemmungen kommen. Diese Überschwemmungen können Strassen und Häuser unter Wasser setzen.
Bei einer Überschwemmung in Haiti kommen 23 Menschen ums Leben.

3. Sturmfluten

Strumfluten entstehen, wenn Wind mit Sturm- oder Orkanstärke größere Wassermassen gegen eine Küste drückt.
Für den Schutz vor Sturmfluten werden Speerwerke, Fluttore und Deiche gebaut.

Kurzinformationen über Hurrikane in Nordamerika

Atlantische Hurrikansaison 2005

Wie jede Saison begann auch Hurrikansaison 2005 offiziel am 1. Juni und endete am 30. November. Es bilden sich Hurrikane nur in in dieser Jahreszeit, da dies der einzige Zeitraum ist andem alle Bedingungen (Temperatur der Luft und des Wassers,....) vorhanden sind. Die Bildung des ersten Sturms begann mit dem Tropischen Sturm Arlene, am 8. Juni und endete am 13. Juni. Die Wirbelstürme Hurrikan Dennis (Kuba, USA), Hurrikan Katrina (USA), Hurrikan Rita (Kuba, USA), Hurrikan Stan (Mittelamerika), Hurrikan Vince (Azoren, Kanaren, Spanien) Hurrikan Wilma (Mexiko, USA) erreichten auf der Saffir-Simpson-Hurrikan-Skala die Hurrikan-Kategorien.



Hurrikan Katrina

Der verheerendste Hurrikan war der am 23. August 2005 entstandene Hurrikan Katrina. Dieser Wirbelsturm der Kategorie-5 wütete in südöstlichen Teilen der USA und an der Golfküste. Die Bundesstaaten mit den größten Schäden sind Florida, Lousiana, Mississippi, Alabama und Georgia. Bei diesem Surm kamen etwa 1800 Menschen ums Leben. Die Spitzenwindgeschwindigkeit betrug 280 km/h und einen Luftdruck von nur 902 hPa (Pascal).
Katrina hatte tiefgreifende Auswirkungen auf die Umwelt. An den Küsten entstanden Erosionen (vom lateinischen: erodere = abnagen). Flutwellen transportierten die Sandbank, an der Dauphin Island, 150 Kilometer östlich. Dies zerstörte einen des Mississippi Sound. Am 31. August 2005 löste sich dieser Hurrikan auf, doch die Verwüstung dieser 9 Tage waren auch noch Monate später nicht behoben.

Hurrikane und das Klima


Da die Hurrikane nur durch hohe Temperaturen der Luft und des Wassers entstehen können, ist es möglich das die Globale Erwärmung die Verheerung von Wirbelstürmen steigern kann.
Diese These lässt sich verstärken anhand der Hurrikan-Durchschnittsauswirkungen der letzen 100 Jahre.

Name des Hurrikane
Jahr des Hurrikane
Galveston-Hurrikan
Okeechobee-Hurrikan
Labor-Day-Hurrikan
Hurrikan Hattie
Hurrikan Camille
Hurrikan Fifi
Hurrikan David
Hurrikan Allen
Hurrikan Gilbert
Hurrikan Hugo
Hurrikan Andrew
Hurrikan Mitch
Hurrikan Charley
Hurrikan Frances
Hurrikan Ivan
Hurrikan Jeanne
Hurrikan Dennis
Hurrikan Katrina
Hurrikan Rita
Hurrikan Stan
Hurrikan Vince
Hurrikan Wilma
Hurrikan Dean
Hurrikan Felix
Hurrikan Ike
1900
1928
1935
1961
1969
1974
1979
1980
1988
1989
1992
1998
2004
2004
2004
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2005
2007
2007
2008


Anhand dieser Beispiele kann man erkennen das in den letzen Jahren mehr verheerende Wirbelspürme auftreten als in den 60er bis 90er. Daraus ist zu schlussfolgern, dass die Erwärmung die Verheerung der Hurrikane vergrößern kann.

Allgemeines zu Tornados


In keiner Gegend der Welt kommen Tornados so häufig vor, wie in den USA. Vor allem im Zentrum des Landes gibt es eine Region mit besonders vielen Tornados: das sogenannte "Tornado-Alley" (zu deutsch Tornado-Straße). Hier entstehen sie durch die kalte Luft der Rocky Mountains und wärmerer Luft vom Golf vom Mexico.In den USA treten jährlich rund 1.000 bis 1.200 solcher Stürme auf. Nicht mehr messbare Windgeschwindigkeiten bis über 500 km/h lassen viele Gegenstände zu lebensgefährlichen Geschossen werden. Dieser oft auch als Großtrombe, Wind- oder Wasserhose oder auch Twister bezeichneter Luftwirbel weist annähernd eine senkrecht Rotationsachse (eine Gerade, um die eine Drehung eines Körpers erfolgt) auf. Twister werden on zwei Typen eingeteilt, in Mesozyklonale Tornados und in Nicht-mesozyklonale Tornados. Da die Wissenschaftler keine Geräte entwickeln konnten,die der Verwüstung stand halten können, wird die Geschwindigkeit nach der Zerstörung gemessen. Es ist aber Möglich die Bewegungsgeschwindigkeit zu messen. Die Tornados können eine Geschwindigkeit von 100Km/h erreichen. Tornados sind auf dem Land und auf dem Wasser zu finden. Auf dem mehr nennt man diese Seehose und auf dem Land Twister, Windhose oder Tornado. Twister entstehen bei dem aufteinander treffen von sehr verschiedenen Luftmassen, aber was passiert dort genau?


Entstehung von Tornados


Tornados entstehen durch das Zusammen treffen von verschiedenen Luftmassen (heiß-tocken, heiß-feucht, kühl). Da die klate Luft eine höhere Masse besitzt sinkt sie , und die leichtere warme Luft steigt auf, dadurch wird die Drehbewegung eines Twistern erzeugt.

Besonderheiten

Der Wirbelsturm ist kleinräumig, denoch hat er eine enorme Zerstörungskraft.
Die lebensdauer ist sehr gering. Im gegensatz du den Hurrikans die mehrere Tage überlegen, erreichen die Tornados nur 5 bis 10 Km/h. Am Fuß des Tornadoschlauches hat die Zerstörungszone einen Durchmesser von wenigen 100 Metern. Denoch hat der Tornado die Kraft um kleine Gegenstände bis zu 100km zu transportieren. Diese Wirbelstürme kommen nicht in ganz Amerika vor, nur in den Südstaaten der USA. Ebenso treten sie nur im Frühling und Sommer auf.
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Tornadotypen


Man unterscheidet Tornados in zwei Typen. In Mesozyklonale Tornados und Nicht-Mesozyklonale Tornados.

Mesozyklonale Tornados

Für mesozyklonale Tornados ist Windscherung notwendig, sie können also im Zusammenhang mit Mesozyklonen und Superzellen entstehen. Da Tornados im Aufwindbereich entstehen, wird die Luft zur Drehachse hinauf gesogen. In Kombination mit der Rotation entsteht ein Druckgefälle, die die nach oben gesogene Luft erzeugt. In dieses Druckgefälle strömt von unten nun neue Luft nach und rotiert. Dadurch entstehen enorme Windgeschwindigkeiten. Dieser Typ, auch TYP-I genannt, tritt oft bei Richtungs -und Geschwindigkeitsscherungen auf. Da Tornados im Aufwindbereich entstehen, wird die Luft zur Drehachse hinauf gesogen. In Kombination mit der Rotation entsteht ein Druckgefälle, die die nach oben gesogene Luft erzeugt. In dieses Druckgefälle strömt von unten nun neue Luft nach und rotiert. Dadurch entstehen enorme Windgeschwindigkeiten.


Nicht-mesozynale Tornados

Nicht-mesozyklonale Tornados sind nicht an Superzellen gebunden. Es reicht eine horizontale Windscherung aus, die erst einmal harmlose, kreisförmige Bodenwirbel erzeugt. Kommen diese Wirbel in einen Aufwindbereich, so entsteht zusätzlich eine vertikale Windscherung, eine rotierende Luftsäule entsteht. Die Windscherung am Boden gibt den Drehsinn des Tornados vor, bei dieser Art ist somit kein zyklonaler Zusammenhang vorhanden, die Drehrichtung kann mit oder gegen den Uhrzeigersinn verlaufen.

Klimatologie


Die Lebensdauer von solchen Wirbelwinden kann von wenigen Sekunden bishin zu mehreren Stunden betragen (Durchschnitt 10 Minuten). Die dazu gehörige Mutterwolke entscheidet die Vorwärtsbewegung der Tornados und deren Geschwindigkeit (Durchnschnitt 50 km/h). Die interne Rotationsgeschwindigkeit des Windes ist jedoch meist wesentlich höher als die der linearen Bewegung. Die Globale Erwärmung kann die Verheeung von Tornados nicht vergrößern, denn ein Tornado entsteht bei dem zusammen treffen von kalter und warmer Luft.

Tornado alley

Das Tornado Alley ist das Gebiet um Texas, Florida, den Rocky Mountains und den Appalachen. Also beinhaltet dieses Gebiet die Bundesstaaten Kansas, Oklahoma, Missouri, Nebraska und South Dakota.
Im Zentrum der Tornado Alley sind bestimmte Baubestimmungen strikter, als in anderen Teilen der USA, insbesondersizwischen Häusern sowie ihren Fundamenten. Zu weiteren üblichen Vorsichtsmaßnahmen gehören der Bau von Schutzkellern und die Installation von Tornadosirenen. Auch die Wetterberichte in den Massenmedien stellen sich auf die Berichterstattung über und den Schutz vor Tornados ein.


Tornados in den USA


Am 18. März 1925 forderte der Tri-State Tornado innerhalbt 3 1/2 Stunden 695 Todesopfer. Das besondere an diesem Tornado war sein enorme Zuggeschwindigkeit, sie betrug 95 km/h. Wegen seiner hohen Geschwindigkeit richtete dieser Wirbelwind in kurzer Zeit einen erheblichen Schaden an. Dadurch spricht man vom gefährlichsten Tornado in der Geschichte der Vereinigten Staaten. Er verwüstete die Bundesstaaten Missouri, Illinois und auch Indiana.



Einer der größten Anhäufungen von Tornados fand im Super Outbreak statt.
148 Tornados, davon 30 verheerende, zerstörten am 4. April 1974 große Teile der Bundesstaaten Illinois, Indiana, Michigan, Ohio, Kentucky, Tennessee, Alabama, Mississippi, Georgia, North Carolina, Virginia, West Virginia und New York.
Das auch Jumbo Outbreak genannte Gebiet entstannt in Folge des La Niña-Jahres (ein Jahr mit überdurchschnittlichen hohen Luftdruckunterschieden).

Vergleich von Hurrikane un Tornados


Hurrikan

Tornado
Entstehungsort
Hurrikane bilden sich nur in tropischen Meeren
Tornados entstehen meißtens auf dem Land, abgesehen von Windhosen

Bedingungen für die Entstehung
Für die Entstehung muss die Wassertemperatur mindestens
26,5 °C betragen.
Das Enstehungsmeer für einen Hurrikan muss sehr groß sein .
Eine zusätzliche Bedingung ist die hohe Feuchtigkeit der Luft, aber auch eine Wechselströmung oder ein außertropisches Tief im Entstehungsort ist notwändig.
Höhenwinde und Oberflächenwinde dürfen nicht ungleich wehen.
Für die entstehung sind sehr verschiedene Luftmassen nötig.
hochreichende Feuchtkonvektion
bei Mesozyklone Tornados sind Superzellen nötig.
es ist eine hohe Luftfeuchtigkeit notwendig.

Entstehungszeit
während der Hurrikansaison (meißtens vom 1. Juni bis zum 30 November)
Frühling und Hochsommer
Lebenszeit
ein Hurrikan kann mehrere Tage "überleben"
ein Tornado hat eine beschränkte Lebensdauer, sie liegt zwischen mehreren Minuten bishin zu 10 Stunden.
Größe des Wirbelsturms
Der Duchmesser kann bis zu 500Km ansteigen
der Duchmesser des Tornadoschlauchs reicht zwischen 1 bishin zu 100Metern
Zuggeschwindig-
keit
ein Hurrikan bewegt sich mit
15 bis 30Km/h
Ein Tornado kann eine Zuggeschwindigkeit von 150 Km/h erreichen, jedoch kann dieser auch bewegungslos bleiben.
Namensgebung
Die Bedeutung des Wortes Hurrikan entstamt den Maya-Sprachen und bedeutet übersetzt: „Gott des Windes“ . Andere Namen für tropische Wirbelstürme sind Zyklon (Wirbelstürme in Indien), Taifun (im westlichen Pazifik) oder Willy-Willy (tropische Wirbelstürme in Australien).
Die Bedeutung des Wortes Hurrikan kommt vom spanischen tomar und bedeutet umkehren und wirbeln
Andere Namen sind Großtrombe, Wind- oder Wasserhose und Twister.
Vorkommen jährlich in den USA
viele kleine tropische Wirbelstürme entstehen, doch nur wenige, die die Hurrikan Stufe erreichen.
Jährlich verwüstens bis zu 1200 Tornados Gebiete der USA.
Anhang


Ein Hurrikan wird in fünf verschiedene Kategorien eingeteilt. Diese wurden in den 1970er von den Wissenschaftlern Herbert Saffir und Bob Simpsons in die
Saffir-Simpson-Hurrikan-Skala veröffentlicht.


Kategorie

Knoten

mph

Km/h
Anstieg des Meeresspiegels
Zentraldruck (in Pascal gemessen)

Tropisches Tief


< 34

< 39

< 63

» 0


Tropischer Surm


34 - 64

39 - 73

63 - 118

0,1 - 1,1


Hurrikan Kategorie 1


65 - 83

74 - 95

119 - 153

1,2 - 1,6

über 980

Hurrikan Kategorie 2


84 - 96

96 - 110

154 - 177

1,7 - 2,5

965 - 979

Hurrikan Kategorie 3


97 - 113

111 - 130

178 - 209

2,6 - 3,8

945 - 964

Hurrikan Kategorie 4


114 - 135

131 - 155

210 - 249

3,9 - 5,5

920 - 944

Kategorie 5


über 135

über 155

über 249

über 5,5

unter 920


















Ein Tornado wird in 12 verschiedene Kategorien eingeteilt. Die Fujita-Skala wurde 1971 vom Wissenschaftler Dr. Tetsuya Theodore Fujita entwickelt.


Stufe
Geschwindigkeit in Km/h
Schäden
F0
64 - 116 Km/h
Es zeigen sich leichte Schäden an Schornsteinen, abgebrochene Äste und Baumkronen, Entwurzelung flach wurzelnder Bäume und umgeworfene Plakatwände

F1
117 - 180 Km/h
Wellblech oder Dachziegel werden abgehoben und Wohnmobile umgeworfen, fahrende PKW werden verschoben.

F2
181 - 253 Km/h
Dächer werden als Ganzes abgedeckt, Wohnmobile werden vollständig zerstört, große Bäume werden entwurzelt, leichte Gegenstände werden zu gefährlichen Projektilen.

F3
254 - 332 Km/h
Dächer und leichte Wände werden abgetragen, Züge entgleisen, Wald wird großteils entwurzelt, Lkw werden umgeworfen oder verschoben.

F4
333 - 418 Km/h
Holzhäuser mit schwacher Verankerung werden verschoben, PKW werden umgeworfen, schwere Gegenstände werden zu gefährlichen Projektilen.

F5
419 - 512 Km/h
Holzhäuser werden von ihren Fundamenten gerissen, weit verschoben und zerlegt. Sogar asphaltierte Straße können vom Boden "gesaugt" werden.

F6
513 - 612 Km/h
Theoretischer Wert, der bisher wahrscheinlich nicht beobachtet wurde. (Es wurden offiziell als F5 eingestufte Tornados registriert, die spekulieren lassen, ob es sich um F6-Stürme handelte.)

F7
613 - 717 Km/h
Theoretische Werte, die bisher nicht beobachtet wurden.

F8
718 - 827 Km/h
Theoretische Werte, die bisher nicht beobachtet wurden.

F9
828 - 943 Km/h
Theoretische Werte, die bisher nicht beobachtet wurden.

F10
944 - 1063 Km/h
Theoretische Werte, die bisher nicht beobachtet wurden.

F11
1064 - 1188 Km/h
Theoretische Werte, die bisher nicht beobachtet wurden.

F12
höher als 1188 Km/h
Physikalisch nicht überschreitbare Grenze der Schallgeschwindigkeit auf der Erde.


Worterklärung


Wort

Bedeutung

Hurrikan


Gott des Windes

Tornado


wirbeln

Beaufortskala

ist eine Skala zur Klassifikation von Winden nach ihrer Geschwindigkeit

Orkanstärker


Windstärke 12 auf der Beaufortskala

Mesozyklonal


rotieren bei Wirbelstürmen

Schallgeschwindigkeit


maximale Geschwindigkeit

Rotationsachse

eine Gerade, um die eine Drehung eines Körpers erfolgt

Tornado Alley


Ein Gebiet in den USA

Klimatologie


Wissenschaft die sich mit dem Klima befasst

Wirbelsturm

Stürme, die Luftmassen um eine Drehachse wirbeln


Quellenangaben

http://www.wetter-klimawandel.de/entstehung-hurrikan.php
http://www.naturgewalten.de/tornado2.htm
http://www.gohlkeweb.com/lkek/2006-04-23/tornados-in-den-usa/
http://www.spiegel.de/panorama/0,1518,521224,00.html

http://www.magic-point.net/fingerzeig/facharbeit-t/facharbeit/facharbeit.html
(für den Aufbau einer Facharbeit)