Daten der „Hurricane Hunter“-Flotte zeigen erste Anzeichen für eine Zunahme der Stärke tropischer Wirbelstürme
Auf der Grundlage von fast drei Jahrzehnten luftgestützter Radarbeobachtungen wurden vier Merkmale identifiziert, die dazu beitragen, dass sich tropische Stürme vor ihrer Intensivierung in eine bestimmte Richtung ausrichten.
Damit sich tropische Wirbelstürme deutlich verstärken können, müssen sie sich in der Regel vertikal ausrichten, wobei sich ihre rotierenden Zentren in der Atmosphäre überlappen. Eine neue Studie, die auf fast drei Jahrzehnten Beobachtungen der „Hurricane Hunters“ der NOAA basiert, identifiziert vier Merkmale, die dazu beitragen können, dass sich ein schräg stehender Sturm ausrichtet und sich stärker intensivieren kann.
Die Studie, die von Wissenschaftlern der Rosenstiel School of Marine, Atmospheric, and Earth Science der Universität Miami, ihres Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies sowie von Kollegen des Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der NOAA geleitet wurde, ergab, dass die vertikale Ausrichtung von einer Kombination aus der Struktur des Sturms, der Windrichtung und den umgebenden Umweltbedingungen abhängt.
Schnelle Intensivierung tropischer Wirbelstürme: ein ungelöstes Problem
Tropische Stürme, die sich rasch verstärken, lassen den Anwohnern an der Küste und den Einsatzkräften oft nur wenig Zeit, sich darauf vorzubereiten. Ein besseres Verständnis dieser strukturellen Veränderungen könnte Meteorologen dabei helfen, zu erkennen, wann ein unorganisierter tropischer Wirbelsturm mit größerer Wahrscheinlichkeit an Stärke zunimmt, sodass die Gemeinden mehr Zeit hätten, Entscheidungen über Evakuierungen zu treffen und andere wichtige Vorbereitungen zu treffen.
„Ein tropischer Wirbelsturm muss sich erst ausrichten, bevor er an Stärke gewinnen kann“, erklärte Michael S. Fischer, Hauptautor und Assistenzprofessor am Institut für Atmosphärenwissenschaften der Rosenstiel School. „Starke Winde in den oberen Schichten der Atmosphäre können den oberen Teil der Zirkulation des Sturms vom Zentrum nahe der Meeresoberfläche wegziehen. Solange diese Zentren nicht wieder zusammenkommen, kann sich der Sturm in der Regel nicht wesentlich verstärken“.
Vier Merkmale, die die Abstimmung begünstigen
Die Studie identifiziert vier Merkmale, die Aufschluss darüber geben, ob ein geneigter tropischer Wirbelsturm sich wahrscheinlich vertikal ausrichten wird: eine enge Zirkulation nahe der Meeresoberfläche; eine günstige Ausrichtung der Neigung im Verhältnis zur Windscherung; stärkere Aufwärtsbewegung und stärkere Niederschläge in der Nähe des Zentrums in den unteren Schichten; sowie warmes Meerwasser, reichlich vorhandene atmosphärische Feuchtigkeit und relativ schwache Winde in den mittleren Schichten.
Meteorologen verwenden den Begriff „Neigung“, um den Abstand zwischen den Zirkulationszentren in den unteren und mittleren Schichten eines tropischen Sturms zu beschreiben. Vertikale Windscherung, also Änderungen der Windgeschwindigkeit oder -richtung in verschiedenen Höhen, kann die Struktur eines Sturms stören, indem sie diese Zentren verschiebt.
Die Forscher analysierten Beobachtungen aus dem „Tropical Cyclone Reanalysis Doppler Radar Archive“ (TC-RADAR), einer von Fischer und seinen Kollegen entwickelten Datenbank, die 1.510 Radaranalysen enthält, die von den „Hurricane Hunter“-Flugzeugen der NOAA während 28 Hurrikansaisons von 1997 bis 2024 erfasst wurden.
„Die tropischen Stürme, die sich in einer Linie aufstellten, sahen bereits einen Tag zuvor anders aus“, sagte Fischer, der auch Mitglied des Lehrkörpers am Frost Institute for Data Science and Computing, Earth System Science, ist. „Sie wiesen stärkere, kompaktere Zirkulationen in Bodennähe sowie ausgedehntere und heftigere Gewitter auf, die Luft in der Nähe ihres Zentrums anhoben. Ure Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Gewitter nicht nur ein Zeichen für eine gewisse Organisation sind. Sie könnten auch dazu beitragen, die geneigte Zirkulation des Sturms zu begradigen“.
Da Aufklärungsflugzeuge während ihrer Einsätze die Windstärke in Bodennähe, die Größe des Sturms, die Ausdehnung des Gewitters und die Neigungsrichtung messen können, bieten die Ergebnisse zudem eine Möglichkeit zu beurteilen, ob hochauflösende Hurrikanmodelle den Ausrichtungsprozess genau nachbilden.
„Selbst eine geringfügige Verbesserung der Vorhersagesicherheit einen Tag früher kann den Gemeinden im Sturmgebiet wertvolle zusätzliche Vorbereitungszeit verschaffen“, sagte Fischer. „Diese Studie liefert uns praktische Belege dafür, was einen Sturm, der sich organisiert, von einem unterscheidet, der unorganisiert bleibt und sich weniger stark verstärken kann“.
Die Studie mit dem Titel „To Align or Not to Align? That Is the Question“ wurde in der Fachzeitschrift Journal of Geophysical Research: Atmospheres veröffentlicht. Neben Fischer gehören zu den Autoren George R. Alvey III vom Cooperative Institute for Marine and Atmospheric Studies und dem Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der NOAA; Deelan Jariwala, der im Frühjahr 2026 einen Bachelor-Abschluss in Meteorologie und Mathematik an der University of Miami erwarb; sowie Paul D. Reasor von der Hurricane Research Division des Atlantic Oceanographic and Meteorological Laboratory der NOAA.
Quelle: Universität Miami
Artikelreferenz
Fischer, M. S., Alvey, G. R., Jariwala, D., & Reasor, P. D. To align or not to align? That is the question. Journal of Geophysical Research: Atmospheres.