Tornados in Deutschland

In diesem Jahr gab es schon elf Wirbelstürme. Tornados sind in Deutschland keineswegs selten. Per Zufall konnten Forscher jetzt einen der wirbelnden Riesen genau vermessen.
Am blauen Himmel schweben ein paar Schäfchenwolken - eine heitere und friedliche Szene. Doch plötzlich ändert sich das Bild: Der Himmel verfärbt sich in giftiges Grün. Die Cumulus-Wolken wachsen zu gespenstigen Blumenkohlköpfen. Donner kracht, Blitze zucken und Regen prasselt nieder.

Im Mittleren Westen der USA ist all das gefürchtet - schließlich können sich so Tornados ankündigen. Europäer dagegen wähnen sich in Sicherheit. Zu Unrecht: "Durchschnittlich zehnmal pro Jahr gibt es in Deutschland Tornados ", sagt Dr. Gerhard Berz, Leiter der Forschungsgruppe Geowissenschaften der Münchner Rückversicherungs-Gesellschaft. Mit Ausnahme von 1998 gab es in den letzten fünf Jahren allerdings weniger Wirbelstürme als im längerfristigen Mittel.

Erstmals ist nun einem Forscherteam ein deutscher Wirbelsturm ins Netz gegangen: Wissenschaftler vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung der Universität Karlsruhe konnten Daten über einen kleinräumigen Tornado sammeln, der am 9. September 1995 bei Oberkirch-Nußbach östlich von Offenburg Bäume entwurzelte und einen Kilometer weit die Dächer abdeckte.

Messungen und Beobachtungen in Amerika haben gezeigt, daß kräftige Tornados in Gewitterwolken entstehen, die als Superzellen bezeichnet werden. In ihnen gerät der gesamte Gewitterwolkenturm bis in die Höhe von zwölf Kilometern in eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn, die als zyklonal bezeichnet wird. "Solche Superzellen-Gewitter entwickeln sich bevorzugt, wenn Windrichtung und Windgeschwindigkeit sich mit der Höhe stark ändern", sagt Nikolai Dotzek von der Karlsruher Forschungsgruppe. Ideale Voraussetzungen für einen Tornado sind starke westliche bis nordwestliche Winde, die in etwa drei bis sieben Kilometer Höhe über schwachen Bodenwinden aus südlicher Richtung wehen.

Je höher die Geschwindigkeiten der westlichen Winde sind, desto wahrscheinlicher ist es, daß innerhalb der Gewitterwolke ein Miniatur-Tiefdruckgebiet - eine Misozyklone - entsteht. Sie hat höchstens einen Durchmesser von vier Kilometern und gilt als Geburtsstätte eines Tornados.

Während sich die Misozyklone mit rund 80 Kilometern pro Stunde dreht, kann sich in ihrem Inneren ein sehr viel kleiner dimensionierter Wirbel entwickeln: der Tornado. Gebildet wird er vor allem durch die feucht-warme Luft, die vom Boden ständig zuströmt und schnell nach oben strudelt. Die Misozyklone schickt schließlich ein rüsselartiges Gebilde in Richtung Erdboden, das manchmal sichtbar Staub vom Erdboden saugt, teilweise aber auch ganze Eisenbahnwaggons wegträgt.

"Es war ein Glücksfall, daß unser Doppler-Radar lediglich 70 Kilometer vom Ort des Wirbelsturms entfernt stand", sagt Ronald Hannesen, Leiter des Karlsruher Forschungsteams. Das Doppler-Radar wird in den USA seit Anfang der siebziger Jahre zur Tornado-Analyse und zur Vorwarnung eingesetzt. Das Gerät sendet Mikrowellen-Signale aus, die von Regentropfen und Eiskörnern zurückgeworfen werden. Abhängig davon, ob sich diese Teilchen auf das Doppler-Radar zu- oder von ihm wegbewegen, haben die Reflexionen eine geringere oder größere Wellenlänge als das ursprüngliche Signal. Daraus läßt sich errechnen, wie sich die Tropfen bewegen.

Außerdem erhalten die Wissenschaftler mit Hilfe des Gerätes Einblicke in Bereiche von Gewitterwolken, in denen sich Windrichtung und Windgeschwindigkeit auf kleinstem Raum rasch ändern. Die Karlsruher Meteorologen spürten bei dem Tornado von Oberkirch-Nußbach mit dem Doppler-Radar eine Misozyklone anhand ihres typischen Windmusters auf - und konnten damit die amerikanischen Beobachtungen für Deutschland bestätigen. Bei einer genauen Analyse der Daten fanden die Karlsruher Forscher heraus, daß sich die Misozyklone vertikal bis zum Erdboden ausdehnte und horizontal zusammenzog. Dadurch nahm die Rotationsgeschwindigkeit in dem Wirbel stark zu - ähnlich wie der physikalische Effekt, wenn eine Eisläuferin bei der Pirouette ihre Arme an den Körper legt .

Weil ein Superzellen-Gewitter rotiert und oft schneller als 60 Kilometer pro Stunde weiterrast, bekommt es von bodennahen Luftschichten permanent feuchtwarme Luft nachgeliefert. Die Tornado-produzierenden Superzellen können dadurch einige Stunden lang existieren. Am 10. Juli 1968 beispielsweise sauste ein Tornado rund 60 Kilometer weit durch Ostfrankreich und nach einer Unterbrechung von rund 35 Kilometern noch einmal 35 Kilometer weit durch Deutschland. In Pforzheim richtete er dabei Sachschäden von über 50 Millionen Mark an.

Tornados in Europa können bis zu 400 Kilometer weit kommen. Auch sonst stehen sie ihren bekannteren amerikanischen Verwandten in nichts nach: Sie sind in der Lage, Eisenbahnwaggons viele Meter durch die Luft zu tragen oder Kirchtürme einstürzen zu lassen. Bisweilen bringen sie auch kuriose Dinge zustande: So wehte am 1. Mai dieses Jahres ein Tornado einem Mann lediglich die Brille von der Nase, während der Kleinwagen seiner Nachbarin in drei Meter Höhe im Wolkenschlauch rotierte.

Der mittlere Oberrheingraben wird besonders häufig von der wirbelnden Naturgewalt heimgesucht - mehr als ein Dutzend Mal in den letzten 100 Jahren. Wie die Karlsruher Gruppe herausfand, fördert der Nord-Süd-Verlauf des Oberrheingrabens die Entstehung von Superzellengewittern: Die Grabenstruktur ver-hindert ein Drehen des Windes am Boden von Süd auf West. Dadurch können schwülwarme Luft-massen aus unteren Luftschichten in die darüberliegende Zone, in der starke Winde aus Westen wehen, hinein brodeln. Die Folge sind gewaltige Gewittertürme. Doch einen deutschen Tornado-Rekord der besonderen Art hält eine andere Gegend: An einem einzigen Tag, dem 20. Juni 1920, fegten zwischen Hamburg und Wolfsburg sieben Wirbelstürme nacheinander über die Landschaft. Die außergewöhnlichen atmosphärischen Verhältnisse waren an diesem Tag so stabil, daß gleich mehrere Gewitterwolken Tornados produzierten.
Raymund Windolf


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