Die Klimaforscher des Weltklima-Rates der UNO, des IPCC, haben die Häufigkeit von tropischen Wirbelstürmen untersucht. In Ihrem fünften Bericht zeichnen sie ein detailliertes Bild, wie sich die Häufigkeit von Wirbelstürmen verändert: Global nimmt die Anzahl Wirbelstürme leicht ab, allerdings nimmt die Zahl der starken Wirbelstürme der vierten und fünften Kategorie zu, so die Prognose bis 2100. Betrachtet man nur den Nordatlantik, wo tropische Wirbelstürme «Hurrikane» genannt werden, ist der Klimatrend nicht eindeutig, die Anzahl starker Hurrikane zeigt einen Trend, die Unsicherheit ist allerdings gross.
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Bild 1 von 3. Globaler Trend. Veränderung der Anzahl tropischer Wirbelstürme. Jahre 2081–2100 verglichen mit 2000–2019. Annahme: rasches Wirtschaftswachstum, ab Mitte des 21. Jahrhunderts rückläufige Weltbevölkerung, rasche Einführung effizienter Technologien, ausgewogene Nutzung aller Energiequellen. I: alle Wirbelstürme, II Kategorie 4-5, III max. Intensität, IV Niederschlag. Bildquelle: IPCC, Fifth Assessment Report - Climate Change 2013.
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Bild 2 von 3. Trend Nordatlantik. Veränderung der Anzahl tropischer Wirbelstürme. Jahre 2081–2100 verglichen mit 2000–2019. Annahme: rasches Wirtschaftswachstum, ab Mitte des 21. Jahrhunderts rückläufige Weltbevölkerung, rasche Einführung effizienter Technologien, ausgewogene Nutzung aller Energiequellen. I: alle Wirbelstürme, II Kategorie 4-5, III max. Intensität, IV Niederschlag. Bildquelle: IPCC, Fifth Assessment Report - Climate Change 2013.
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Bild 3 von 3. «Landfall» von Kategorie 4 und 5 Hurrikanen. Von 1926 bis 69 machten 14 starke Hurrikane in den USA «Landfall», nach 1969 nur noch 3. Dies widerspricht auf den ersten Blick dem Klimatrend. Denn: Ob ein Hurrikan «Landfall» macht oder nicht, hängt von der Lage des Subtropenhochs ab. Und so sagen die Amerikaner einfach «Glück gehabt». Bildquelle: Philip Klotzbach, Colorado State University, Tropical Meteorologoy Project.
Eine lange Zeitreihe über Hurrikane zu erstellen, ist schwierig. Erst seit dem Satellitenzeitalter (1960) können Stürme flächendeckend erfasst werden. Vor 1960 kennt man vor allem die Wirbelstürme, die auf Land trafen, Stürme über dem Meer wurden nicht flächendeckend beobachtet. Analysiert man nur Hurrikane, die in den USA auf Land trafen, stellt man fest, dass in den 44 Jahren zwischen 1926 und 1969 14 Hurrikane «Landfall» machten, in den 46 Jahren ab 1970 nur deren 3. Die amerikanischen Forscher nennen diesen Sachverhalt Glück, denn die Zahl der starken Hurrikane im gesamten Gebiet des Atlantiks und der Karibik steigt.
Problem Meeresspiegel
Hurrikane sind Stürme, Schlagzeilen macht zunächst der Wind. Ein wichtiger Faktor bei Hurrikankatastrophen geht oft vergessen: Der Meeresspiegel. Wenn ein Wirbelsturm übers Meer fegt, schiebt er gewaltige Wassermassen vor sich hin, die an den Küsten eine Sturmflut bringen. In einigen Gebieten Floridas brachte der aktuelle Hurrikan «Matthew» 9 Meter hohe Wellen. Der IPCC weist für die Ostküste der USA einen Meersspiegel-Anstieg von 2 bis 8 Zentimeter pro 10 Jahre aus, verursacht durch die Eisschmelze in Grönland, in den Gebirgen und in der Antarktis. Das Problem: Mit einem höheren Meeresspiegel wird auch die Sturmflut eines Hurrikans mächtiger.
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Bild 1 von 3. Höhe der Sturmflut bei «Matthew». 1 ft entspricht etwa 30 cm. Bildquelle: NCH und u-surge.net.
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Bild 2 von 3. Veränderung des Meeresspiegels bei New York seit 1890. Seit etwa 1920 steigt der Meeresspiegel an. Bildquelle: IPCC, Fifth Assessment Report - Climate Change 2013.
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Bild 3 von 3. Meerespiegelanstieg global. Meerespiegelanstieg in cm pro 10 Jahre. Bildquelle: IPCC, Fifth Assessment Report - Climate Change 2013.
Problem Besiedlung
Derart starke Hurrikane wie «Matthew»haben heute viel dramatischere Auswirkungen als noch vor 50 Jahren. Wäre Hurrikan «Matthew» 1940 entlang der US-Küste gezogen, wären 116‘655 Häuser von ihm in irgend einer Form betroffen gewesen. Nun aber, 2016 sind es fast 4 Millionen Häuser. Dies stellt nicht zuletzt auch logistische Probleme im Falle einer Evakuierung. Die USA schützen Ihre Bevölkerung im Gegensatz zur Schweiz nicht am Wohnort sondern evakuieren die Bewohner, wenn sich eine grossflächige Katastrophe ankündigt. Im aktuellen Fall wurden rund 1.5 Millionen Menschen evakuiert.
Problem warmes Meer
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Bild 1 von 4. Das Leben eines Hurrikans. Die Geburt findet über dem Atlantik als kleine Welle statt, die nach Westen zieht. Sie verwirbelt sich immer mehr zum tropischen Tief und schliesslich zum Wirbelsturm. Wenn der Hurrikan nicht auf Land trifft und so stirbt, lebt er als einfaches Tief weiter und kommt manchmal zu uns nach Europa. Bildquelle: SRF Meteo.
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Bild 2 von 4. Gebiete mit über 26.5 °C Wassertempertur. Für die Entstehung des Hurrikans braucht es eine Wassertemperatur von mehr als 26.5 Grad. Aktuell ist das Gebiet gross, das mehr noch als 26.5 Grad warmes Wasser hat. Entsprechend dauert die Hurrikansaison auch noch bis Ende November an. Bildquelle: SRF Meteo.
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Bild 3 von 4. Zugbahnen von Hurrikanen. Sie entstehen vor Afrika, knapp nördlich des Äquators und ziehen dann nach Westen. Bildquelle: SRF Meteo / NHC.
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Bild 4 von 4. Energie der Erde. Akkumulierte Energie der gesamten Erde seit 1970 in Zetajoule. 1 Zetajoule entspricht 1'000'000'000'000'000'000'000 Joule. Der grösste Teil wird im Meer gespeichert. Bildquelle: SRF Meteo / ClimateCentral .
Für die Entstehung eines Wirbelsturms braucht es warmes Wasser, mindestens 26.5 Grad muss das Wasser haben. Je wärmer das Wasser, desto mehr Energie kann der Hurrikan aus dem Meer ziehen. Aufgrund des Klimawandels ist im System Erde mehr Energie gespeichert. Die zusätzliche Energie wird zum grössten Teil in den Weltmeeren gespeichert: 93%. Nur 7% der zusätzlichen Energie wird in der Atmosphäre gespeichert.
Wie viel Energie hat ein Hurrikan?
Apropos Energie: wie viel Energie hat so ein Hurrikan? Eine nicht ganz einfache Frage, denn messen kann man nicht direkt, bloss berechnen. Und da gibt es zwei Energie-Arten, die wir berücksichtigen müssen: Windenergie und die latente Energie, also die Energie, die frei wird, wenn der Wasserdampf im Hurrikan zu Wassertropfen kondensiert. Die Windenergie um das Zentrum des Hurrikans herum beträgt rund 1.3 x 10 Joules pro Tag (Annahmen: Wind mit 40 m/s, in einem Gebiet mit Radius von 60 km/h). Das entspricht etwa der Hälfte der weltweiten Stromproduktion.
Der grösste Teil der Energie ist latente Energie. Wenn der Wasserdampf im Hurrikan zu Wassertropfen kondensiert, wird diese Energie freigesetzt. Man kann sich also den Niederschlag anschauen und so die Hurrikan-Energie berechnen. Ein Hurrikan produziert 1.5 cm Regen pro Tag in einem Bereich von 665 km (Annahme). Ergibt ein Volumen von 2.08 x 10 cmWasser pro Tag. Ein cmwiegt 1 Gramm. Wenn man die latente Energie für die Kondensation von Wasser einrechnet für dieses Volumen, ergibt dies 5.2x10 Joules pro Tag oder 200 Mal die weltweite Stromproduktion.
Saffir Simpson skala
Die Stärke eines Hurrikans wir mit der «Saffir Simpson Skala» angegeben. Sie richtet sich nach der Windstärke und zwar nicht etwa nach den Böenspitzen wie bei unseren Stürmen sondern nach der durchschnittlichen Windgeschwindigkeit über eine Minute.
