Ein Tornado bezeichnet eine kleinräumige, stark rotierende Luftsäule mit senkrechter Drehachse, die Bodenkontakt haben muss. Durch die hohen Windgeschwindigkeiten im Randbereich und dem starken Unterdruck im Zentrum sind Tornados mit einem außerordentlich hohen Schadenspotenzial verbunden. Der Durchmesser eines Tornados liegt zwischen 50 und 1.000 m (Mittel ~ 100 m), die Windgeschwindigkeit beträgt nach der Enhanced Fujita-Skala (EF) über 105 km/h (EF0, siehe Tab.). Sehr starke Tornados ab Kategorie EF3 treten ausschließlich in Verbindung mit Superzellen auf, während sich schwächere Tornados auch an den Flanken einer Gewitterlinie bilden können. Die Abschätzung der Windgeschwindigkeiten erfolgt meistens durch das Schadensmuster am Boden, da Messungen in der Regel nicht vorliegen. Die bisher höchste Windgeschwindigkeiten eines Tornados (~ 480 km/h) wurde mit Hilfe eines mobilen Doppler-Radars am 3. Mai 1999 im US-Bundesstaat Oklahoma gemessen.
Enhanced Fujita-Skala (EF)
Klasse | Geschwindigkeit (km/h) | Wahrscheinlichkeit des Auftretens (%) |
|---|---|---|
EF0 | 105–137 | 53,3 |
EF1 | 138–178 | 31,6 |
EF2 | 179–218 | 10,7 |
EF3 | 219–266 | 3,4 |
EF4 | 267–322 | 0,7 |
EF5 | > 323 | 0,1 |
Die Lebensdauer eines Tornados reicht von wenigen Sekunden bis zu einer halben Stunde. In sehr seltenen Fällen kann sie auch über eine Stunde andauern. Die Rotation von Tornados ist auf der Nordhalbkugel aufgrund der Rechtsdrehung des Windes in der Grenzschicht meistens zyklonal (gegen den Uhrzeigersinn).
Die Entstehung eines Tornados ist recht kompliziert und bis heute nicht vollständig verstanden. Wichtige Voraussetzungen sind die typischen Bedingungen für hochreichende Feuchtkonvektion – insbesondere feuchtwarme Luftmassen (= Energie) – sowie eine hohe Windrichtungsscherung (vertikale Änderungen des Horizontalwindes mit der Höhe).
USA: 1.100 Tornadoereignisse pro Jahr
Tornados treten auf fast allen Kontinenten und in sehr vielen Regionen in den mittleren Breiten auf. Am häufigsten werden sie in den USA beobachtet. Dort kommt es pro Jahr im Mittel zu 1.100 Tornadoereignissen (Brooks, 2013). Europaweit sind es nach der European Severe Weather Database (ESWD) etwa 300-500 Ereignisse pro Jahr. In Deutschland sind jährlich durchschnittlich 30-50 Ereignisse zu beobachten, wobei die relative Verteilung in den verschiedenen Intensitätsklassen ähnlich zu der in den USA ist (Dotzek et al., 2003). So wurde beispielsweise am 10. Juli 1968 in Baden-Württemberg (Pforzheim) ein Tornado der Stärke EF4 (bzw. F4) mit maximalen Windgeschwindigkeiten von fast 400 km/h beobachtet.
Der Unterschied in der relativen Häufigkeit zwischen USA und Deutschland (Europa) lässt sich damit erklären, dass in Europa die Alpen ein direktes Aufeinandertreffen kalter Polarluft mit feucht-warmer mediterraner Luft verhindern. Relevant ist hier also die Energie aus den bodennahen Luftschichten, die ihr Maximum im Juli hat. Da in Nordamerika das zentrale Gebirge, die Rocky Mountains, in Nord-Süd-Richtung ausgerichtet ist, können dort feucht-warme Luftmassen aus dem Golf von Mexico auf kalte Luftmassen aus Alaska bzw. auf trockene Luft aus dem Westen treffen (Graf et al., 2011). Da der Temperaturgradient im Frühjahr noch sehr stark ausgeprägt ist, die bodennahe Luft aber schon einen hohen Energiegehalt aufweist, ergibt sich hier die größte Häufigkeit schwerer Tornadoereignisse.
Studien in den USA können derzeit keine Zunahme der Tornadotage feststellen (außer der, der durch die Zunahme an Beobachtungen verursacht wird). Allerdings beobachtet der US-amerikanische Metereologe Harold E. Brooks (Brooks 2013) eine Zunahme der Anzahl der Tornadoereignisse an einem Tag sowie eine Änderung des jahreszeitlichen Auftretens.
Text: Dr. Susanna Mohr, Karlsruher Institut für Technologie
Literatur
Brooks, H., 2013: Increased variability of tornado occurrence in the United States in recent years. 7th Eur. Conf. on Severe Storms, 3 – 7 Juni 2013, Helsinki, Finnland.
Dotzek, N., 2001: Tornados in Germany, Atmo.Res. 56, 233 – 251.
Dotzek, N., 2003: An updated estimate of tornado occurrence in Europe, Atmo.Res. 67, 153 – 161.
Dotzek, N., Grieser, J. und Brooks, H. E., 2003: Statistical modeling of tornado intensity distributions. Atmo.Res., 67, 163 – 187.
Graf, M., 2008: Synoptical and mesoscale weather situations associated with tornadoes in Europe. Institut für Geographie, Universität Zürich, Zürich, Schweiz.
Sävert, Th., 2008: Tornadoliste Deutschland. Velbert, Deutschland.
