Language
Country/Area
No result found
Das Geheimnis des Supertornados: Wie wurde RFD zur Geheimwaffe der Tornados?
Bei Superstürmen spielt der abwärts gerichtete Luftstrom von hinten, auch als Rearward Precipitation Cooling (RFD) bekannt, eine entscheidende Rolle. Diese Bereiche trockener Luft umgeben die Rückseite einer Mesozyklone und winden sich wie das Auge eines Sturms in der Dunkelheit. RFD gilt als einer der wichtigsten Faktoren bei der Entstehung vieler Supersturm-Tornados. Wenn ein Wetterradar großen Hagel in einem RFD erfasst, zeigt es häufig ein charakteristisches Hakenecho, das oft auf das Vorhandensein eines Tornados hinweist.
Viele Studien haben gezeigt, dass Niederschläge und Abkühlung auf der Rückseite eng mit der Entstehung von Tornados zusammenhängen.
Bildungsmechanismus
Die Bildung von Niederschlag und die Abkühlung auf der Rückseite sind hauptsächlich auf den negativen Auftrieb zurückzuführen. Dieses Phänomen kann auf die Kälteanomalie zurückzuführen sein, die hinter dem Supergewitter entsteht. Diese kalte Luft entsteht durch die Verdunstungskühlung des Niederschlags oder das Schmelzen von Hagel Gleichzeitig wird trockene und kalte Luft in die Wolke geblasen. Vertikale Störungsdruckunterschiede können außerdem durch Faktoren wie vertikale Gradienten der vertikalen Vortizität, stationäre Umgebungsströmung im Aufwindbereich und Druckstörungen aufgrund vertikaler Auftriebsänderungen verursacht werden. Beim Absenken erwärmt sich diese trockene Luft adiabatisch und es bilden sich Lücken in der Wolkenschicht, sogenannte klare Tröge. Diese klare Mulde kann den Tornado umgeben oder in Hufeisenform unterhalb oder seitlich des Tornados auftreten.
Thermische Eigenschaften
Niederschlag und Abkühlung auf der Rückseite können als deutliche Mulde um den Tornado herum erscheinen, diese deutliche Mulde ist jedoch nicht in allen Fällen klar sichtbar. Einige Studien haben gezeigt, dass der Oberflächendrucküberschuss bei RFD mehrere Millibar erreichen kann. Darüber hinaus ist die äquivalente potentielle Temperatur (θe) im RFD im Vergleich zum Luftstrom normalerweise kühler, und die niedrigsten an der Oberfläche beobachteten Werte der Feuchtkugelpotentialtemperatur (θw) liegen normalerweise auch innerhalb des RFD. Allerdings wurde auch im RFD warme Luft mit hohem θe-Wert beobachtet.
Unterschiede zwischen Niederschlag und Abkühlung an der Vorderseite
Im Vergleich zur vorderseitigen Niederschlagskühlung (FFD) besteht die rückseitige Niederschlagskühlung (RFD) hauptsächlich aus trockener und warmer Luft. Dies liegt daran, dass die RFD aus der mittleren Atmosphäre nach unten gedrückt wird, was zu einer Kompressionserwärmung der absteigenden Luftmasse führt. Die FFD entsteht aufgrund der Niederschlagslast und der Verdunstungskühlung im Niederschlagskern des Supergewitters. Im Vergleich zur RFD ist die FFD kalt und feucht. Ungeachtet dessen gelten beide Faktoren als wichtig für die Entstehung von Tornados.
Rolle bei der Entstehung von Tornados
Der Zusammenhang zwischen der Abkühlung durch Niederschläge auf der Rückseite und Hakenechos ist gut belegt. Die anfängliche Abkühlung durch Niederschläge auf der Rückseite erfolgt, wenn Luft aus der Höhe mit dem Boden zusammenstößt und sich dort vermischt. Ein Hakenecho wird durch die Bewegung des Niederschlags entlang der Rückseite des Hauptechos gebildet. Daher können die durch das Hakenecho verursachte Niederschlagsmenge und die Verdunstungskühlung die Niederschlagsintensität weiter erhöhen. Beobachtungen zeigen, dass verstärkter Niederschlag in der Nähe des stärksten Wirbels in geringer Höhe zur Entstehung des Hakenechos beiträgt und dass dem Niederschlag außerdem trockene Umgebungsluft zugeführt wird, was den negativen Auftrieb weiter verstärkt.
Das Vorhandensein von RFD kann zu einer starken Niederschlagsverstärkung führen und somit die Bildung von Tornados fördern.
Tornado-Verbindung
Viele Forscher haben erkannt, dass die Abkühlung des Niederschlagsnachlaufs, insbesondere im Zusammenhang mit dem Hakenecho, für die Entstehung von Tornados von entscheidender Bedeutung ist. Bereits 1975 veröffentlichte Ted Fujita die Recycling-Hypothese der Tornado-Bildung. Zunächst wird die durch den Niederschlag eingebrachte Luft in den sich entwickelnden Tornado recycelt, und dann wird der durch den Niederschlag eingebrachte Drehimpuls nach unten übertragen, wodurch schließlich eine starke Zirkulation entsteht. Es ist die positive Rückkopplungsschleife, die zur Verstärkung eines Tornados erforderlich ist. Beobachtungen zeigen Assoziationen schwacher Wirbelstärke innerhalb des RFD, was darauf schließen lässt, dass der RFD für die Entstehung von Tornados von entscheidender Bedeutung ist. Diese Beobachtungsdaten im Zusammenhang mit Niederschlag und Abkühlung auf der Rückseite stützen Fujitas Recyclinghypothese.
AbschlussTatsächlich hat nach aktuellen Erkenntnissen die Abkühlung der Niederschläge auf der Rückseite bei Supergewittern eine richtungsweisende Funktion und fördert so die Entstehung von Tornados. Während die Wissenschaft immer weiter fortschreitet, ist die Erforschung der genauen Mechanismen noch immer im Gange. Unser heutiges Wissen ist allerdings nur die Spitze des Eisbergs: Welche anderen unbekannten Elemente könnten Ihrer Meinung nach die Entstehung von Tornados beeinflussen?
