// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Woran erkennt man, ob sich ein Tropensturm bald aufrichtet?
Bevor sich ein tropischer Wirbelsturm stark intensiviert, müssen seine rotierenden Zentren in verschiedenen Höhen meist übereinanderliegen. Radardaten aus fast drei Jahrzehnten zeigen nun vier Merkmale, die eine solche vertikale Ausrichtung schon etwa einen Tag vorher kennzeichnen. Die Signale könnten Prognosen verbessern, sind aber noch kein eigenständiges Vorhersageverfahren.
Miami (U.S.A.). Tropische Wirbelstürme sind fast ständig vertikaler Windscherung ausgesetzt, also Änderungen von Windstärke oder Windrichtung mit der Höhe. Diese Scherung kann den Wirbel kippen, sodass das bodennahe und das mittelhohe Zirkulationszentrum seitlich gegeneinander versetzt sind. Schwächere Tropenstürme zeigen eine solche Neigung häufiger als bereits ausgewachsene Hurrikans.
Forscher der University of Miami (UM) um Michael S. Fischer haben nun erstmals in einer Mehrsturm-Beobachtungsanalyse untersucht, welche Strukturen einer raschen vertikalen Ausrichtung vorausgehen. Entscheidend war dabei nicht nur, wie stark ein Sturm anfangs geneigt war, sondern wie sich diese Neigung während der folgenden Stunden veränderte.
„Ein tropischer Wirbelsturm muss sich erst aufrichten, bevor er sich verstärken kann. Starke Winde weiter oben in der Atmosphäre können den oberen Teil der Zirkulation eines Sturms vom Zentrum nahe der Meeresoberfläche wegdrücken. Solange diese Zentren nicht wieder zusammenkommen, kann sich der Sturm in der Regel nicht wesentlich verstärken“, sagt Michael S. Fischer.
Grundlage war das Tropical Cyclone Radar Archive of Doppler Analyses with Recentering (TC-RADAR) mit 1.510 Analysen des Heck-Dopplerradars an Bord von Hurricane-Hunter-Flugzeugen der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) aus den Jahren 1997 bis 2024. Für den Vergleich berücksichtigte das Team zunächst nur schwächere, deutlich geneigte Wirbelstürme, deren Zentren in zwei und bis zu 6,5 Kilometer Höhe mindestens 30 Kilometer auseinanderlagen.
Als schnell ausrichtend galten Fälle, deren relative Neigung innerhalb der folgenden 27 Stunden um mindestens 75 Prozent abnahm. Diese Gruppe umfasste 67 Radaranalysen. 59 Analysen entfielen auf dauerhaft geneigte Fälle, deren Neigung höchstens um 40 Prozent sank oder sogar zunahm. Weil einzelne Stürme mehrfach vermessen wurden, prüften die Forscher die Robustheit zusätzlich mit 1.000 Monte-Carlo-Ziehungen, die jeweils nur eine Analyse pro Sturm berücksichtigten.
Schon beim ersten Messzeitpunkt unterschieden sich beide Gruppen. Die sich später rasch ausrichtenden Stürme erreichten im Mittel 50 Knoten maximale Windgeschwindigkeit, die dauerhaft geneigten 43 Knoten. Ihr Radius der stärksten Winde in der unteren Troposphäre war zugleich kleiner, im Mittel 89 statt 111 Kilometer. Die anfängliche Neigung war mit rund 63 beziehungsweise 60 Kilometern dagegen ähnlich.
„Die Stürme, die sich ausrichteten, sahen bereits etwa einen Tag vorher anders aus. Sie hatten stärkere, enger gewundene Zirkulationen nahe der Oberfläche und ausgedehntere, kräftigere Gewitter, die Luft nahe diesem Zentrum anhoben. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass diese Gewitter nicht nur ein Zeichen der Organisation sind. Sie könnten auch dazu beitragen, die geneigte Zirkulation des Sturms aufzurichten“, sagt Michael S. Fischer.
Auch die Richtung der Neigung spielte offenbar eine Rolle. Schnell ausrichtende Wirbel waren häufiger so orientiert, dass ihr mittelhohes Zentrum relativ zur Windscherung weiter nach links versetzt lag. Dieser Unterschied war im vollständigen Datensatz signifikant, im strengeren Monte-Carlo-Test mit nur einer Messung pro Sturm jedoch nicht mehr statistisch abgesichert.
Besonders deutlich waren die Unterschiede nahe dem bodennahen Zirkulationszentrum. Dort zeigten die später ausrichtenden Stürme mehr Niederschlagsfläche, stärkere Aufwinde und einen größeren vertikalen Massenfluss. Die Kontraste konzentrierten sich vor allem auf die inneren 35 bis 50 Kilometer und wurden in größeren Entfernungen schwächer.