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In den Monaten Juli bis Oktober bilden sich über dem Atlantik die gefürchteten tropischen Wirbelstürme, die man Hurrikane nennt. Sie entstehen in der Passatwindzone von Afrika, circa 5 bis 10 Grad nördliche Breite. In diesem Gebiet knapp nördlich des Äquators wächst sehr feuchter Regenwald, dazu kommen starke Sonneneinstrahlung und Hitze. Das Gebiet umfasst die afrikanischen Staaten Guinea, Liberia, Ghana und Nigeria.
Am Vormittag bilden sich hier regelmässig aufquellende Gewitterwolken. Sie bringen die berühmten «Mittagsgewitter». Fürchterliche Blitze zucken und Donnerschläge krachen vom Himmel, begleitet von sintflutartigem Regen.
Vom Land aufs Meer
Solche Gewitterzellen können durch die Nordost-Passatwinde auf den Atlantik hinausgetragen werden. Wenn dann das Meerwasser eine Temperatur von 26,5 Grad Celsius oder mehr aufweist, entsteht unter diesen Gewitterzellen ein richtiger Antriebsmotor. Die Luftmassen steigen in den Gewitterzellen bis in Höhen von 12 bis 16 Kilometern hinauf. Damit über dem Meerwasser kein Vakuum entsteht, wird Luft von allen Seiten angesogen. Diese Meeresluft ist nicht nur warm, sondern enthält auch viel Feuchtigkeit. Die Luftmassen in den Gewitterzellen schrauben sich im Gegenuhrzeigersinn in die Höhe.
Mit der Zeit entsteht ein riesiger, trichterförmiger Wirbel, der einen Durchmesser von 200 bis 300 Kilometern erreichen kann, ein atlantischer Hurrikan. Im Innern des Hurrikans werden durch die Kondensationsprozesse von Wasserdampf zu flüssigem Wasser gigantische Energiemengen (Kondensationswärme) freigesetzt, die den Hurrikan zusätzlich antreiben. Er hat nun genügend Energie, um den Atlantik zu überqueren und mit seinen orkanartigen Stürmen und dem sintflutartigen Regen auf den Karibik-Inseln oder dann in den Südstaaten der USA anzukommen.
Dort verliert er, abgekühlt durch die Landmassen, seine Energie, fällt in sich zusammen und verwandelt sich dabei in ein Sturmtief. Oft hat dieses Sturmtief noch genügend Energie, um über Südgrönland und Island bis nach Europa weiterzuwandern.
Auffallend ruhig
Der amerikanische Wetterdienst NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) macht jedes Jahr schon früh eine Vorhersage der erwarteten Anzahl Hurrikane. Die «Hurricane Season» ist in diesem Jahr auffällig ruhig verlaufen, was aber nicht heisst, dass sie schon vorbei ist.
Was ist nun der Grund für diese ungewöhnliche Ruhe? Gerade in den Monaten Mai bis Juli 2020 konnte man immer wieder gigantische Sandstürme beobachten, die in den Atlantik hinaustrieben (siehe Abbildung 1 in den FN vom 26. August 2020). Der feine Saharastaub überquerte den Atlantik bis nach Südamerika und zu den Karibischen Inseln. In so einem Fall kann er einige Tage oder sogar Wochen in der untersten Atmosphärenschicht, der Troposphäre, in einer Höhe von 8 bis 12 Kilometern fein verteilt schweben.
Dann bewirken aber die Anziehungskräfte der Erde (Gravitation), dass Staub und Sand langsam wieder auf die Erdoberfläche hinunterfallen. In den Sommermonaten fallen die Sonnenstrahlen fast senkrecht auf die Meeresoberfläche. Sie werden aber auf ihrem Weg zur Erde von den Sand- und Staubteilchen absorbiert und reflektiert. Das hat zur Folge, dass nicht alle Sonnenstrahlen bis auf die Meeresoberfläche gelangen und das Meerwasser somit nicht mehr auf mindestens 26,5 Grad Celsius, dem Schwellenwert für die Bildung von Hurrikanen, erwärmt wird. Mit kühlerem Meerwasser sinkt die Wahrscheinlichkeit, dass sich Hurrikane bilden.
Forscher von der Texas A & M University konnten dank ihren Beobachtungen und Auswertungen von Satellitenbildern noch auf ein weiteres Phänomen aufmerksam machen. Sie zeigten, dass Saharastaub nicht nur die Entstehung von Hurrikanen behindert, sondern auch die Wolkenbildung über dem Atlantik massiv beeinflusst.
Die Entstehung von Wolken hat immer mit Feuchtigkeit zu tun. Wenn aber in Jahren mit grösseren Saharastaub-Ausbrüchen die Sonnenstrahlen absorbiert werden und sich die Sandpartikel dabei erwärmen, wird die Wärme wieder an die Umgebungsluft abgegeben. Diese wärmere Luft in grosser Höhe kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen, so dass die Wolkenbildung verhindert wird.
Himmel in Orange
In unseren europäischen Gebieten, im Alpenraum und in Mitteleuropa, kann saharastaubhaltige Luft gelegentlich besonders beeindruckende Farbspiele bei Sonnenauf- oder -untergängen verursachen. Die Partikel verändern nämlich die farbliche Zusammensetzung des Lichts, das aus verschiedenen Farben wie Violett, Blau, Grün, Gelb, Orange und Rot besteht. Die kurzwelligen blauen und die langwelligen roten Lichtstrahlen werden von den Sand- und Staubkörnchen abgelenkt. So leuchtet der Himmel in einem auffälligen, warmen Orangeton. Das kommt für unser Auge und unser Gemüt richtig romantisch daher.
Weniger romantisch ist dieser Effekt für die Luftfahrt. Je nach Sand- und Staubmenge, also bei grösseren Konzentrationen, kann es zu Schäden in den Triebwerken kommen – die Luftfahrt muss kurzzeitig unterbrochen werden.
Die beeindruckenden Abläufe und Kombinationen von Hitze, Sandstürmen und Hurrikanen bis zu prachtvollen Farbspielen bei Sonnenauf- und -untergängen zeigen uns immer wieder die Grösse und Kraft der Natur.
Mario Slongo ist ehemaliger DRS-Wetterfrosch. Einmal im Monat erklärt er in den FN spannende Naturphänomene. Weitere Beiträge unter: www.freiburger-nachrichten.ch, Dossier «Wetterfrosch».