Meteorologen waren schockiert über die Tornados, die am Wochenende den Mittleren Westen und den Süden der USA verwüsteten. Die Twister, die am Abend des 10. Dezembers zuschlugen, pflügten viel später im Jahr mit unglaublicher Heftigkeit über mehrere Staaten hinweg, als die meisten Tornados normalerweise trafen. Ganze Gemeinden wurden verwüstet und mindestens 90 Menschen verloren ihr Leben. Einwohner in Kentucky, Arkansas, Missouri, Tennessee, Mississippi, Illinois, erholen sich immer noch und suchen nach vermissten Angehörigen.
Tornados sind für Wissenschaftler immer noch ein Rätsel. Wir kennen die grundlegenden meteorologischen Zutaten, die für die Entstehung eines Tornados erforderlich sind, und wissen, wo und wann sie auftreten. Aber was für die USA normal ist – die mehr Tornados sehen als jedes andere Land der Erde – könnte sich laut einigen frühen Untersuchungen ändern. Doch der Zusammenhang zwischen Klimawandel und Tornados ist noch unklar. Wissenschaftler müssen noch besser verstehen, was der perfekte Sturm der Bedingungen ist, um Tornados auszulösen, um herauszufinden, wie sich die Dinge in einer sich erwärmenden Welt ändern könnten.
“Sie möchten dieses Ergebnis wirklich nicht sehen.”
The Verge sprach mit John T. Allen, einem außerordentlichen Professor für Meteorologie mit Schwerpunkt Tornados an der Central Michigan University. Er erzählt uns, was Wissenschaftler noch über Tornados herausfinden wollen und was wir in Zukunft erwarten könnten.
Dieses Interview wurde aus Gründen der Länge und Klarheit leicht bearbeitet.
Als jemand, der sich schon lange mit Tornados beschäftigt hat, was war Ihnen durch den Kopf gehen, während Sie sich angeschaut haben, was am Wochenende passiert ist?
Ich bin ehrlich, es ist nie ein angenehmer Gedanke. Nachdem Sie einige dieser High-End-Tornados persönlich gesehen und die Verwüstung gesehen haben, die sie hinterlassen, gibt es ein Gefühl der Ohnmacht, das von … Sie wissen, dass es passieren wird, aber Sie können sehr wenig dagegen tun.
In diesem speziellen Fall hofft ein Teil von euch einfach, dass sich im Sturm etwas ändert: dass er damit aufhört und keine Stadt trifft oder eine Stadt im Süden verfehlt , oder es verfehlt dieses besiedelte Gebiet. Sie möchten dieses Ergebnis wirklich nicht sehen.
Was machte die Tornados, die am Wochenende zutrugen, ungewöhnlich?
Was diese Veranstaltung meiner Meinung nach auszeichnete, waren einige besonders langwierige Tornados, die sich von Arkansas bis nach Kentucky erstrecken. Ein besonderer Sturm erzeugte einen extrem langen Tornado. Wir wissen nicht genau, wie lange diese Strecke war, aber sie wird sich wahrscheinlich in der oberen Reihe der längsten Streckentornados in der Geschichte wiederfinden. Ein weiterer Aspekt dieses Tornados war, dass er besonders intensiv war. Wir haben eine ganze Reihe von Todesopfern im Zusammenhang mit diesem Tornado gesehen, einige Städte wurden davon völlig verwüstet. Es wird also sicherlich eines dieser historischen Ereignisse sein, die in die Erinnerungen der Menschen eingehen und von diesen Gemeinschaften für sehr lange Zeit wahrgenommen werden.
“Etwas, das diese Gemeinschaften für eine sehr lange Zeit fühlen werden lange Zeit.”
Dieser Tornado-Ausbruch war sicherlich von größerem Ausmaß für die Tornado-Ausbrüche im Dezember. Wir hatten zuvor im Dezember Tornados, sogar am Weihnachtstag kann es zu Tornadosausbrüchen kommen, wenn die Bedingungen stimmen. Zumindest in Bezug auf Tornados im Dezember ist das nicht allzu überraschend. Die Zahl der Tornados war nicht allzu groß. Wir sprechen von ungefähr 30 Tornados insgesamt, wir werden es nicht wissen, bis die Umfrage in den kommenden Tagen abgeschlossen ist.
Gab es noch etwas, das diesen Tornado-Ausbruch besonders gefährlich gemacht haben könnte, wie sein Weg oder die Tatsache, dass er nachts passierte, wenn es für die Leute schwierig ist, ihn kommen zu sehen?
Dieses Gebiet ist relativ dicht besiedelt, und das ist bei Tornados nie gut. Draußen in den Ebenen ist die Bevölkerung relativ spärlich. Dies bedeutet, dass es weniger Orte gibt, die wahrscheinlich betroffen sind. Aber wenn Sie eine sehr lange Strecke wie diese haben, steigt die Chance, etwas zu treffen. Wenn Sie in den Südosten der Vereinigten Staaten ziehen, nimmt sie exponentiell zu. [Anmerkung der Redaktion: Einige Untersuchungen haben auch einen Trend zu mehr Tornados in Teilen des Mittleren Westens und Südostens und weniger in den Great Plains festgestellt, wo sie in der Vergangenheit häufiger auftraten.]
Hinzu kommt, dass wir einen Tornado haben, der spät in der Nacht ist, wenn die Leute ihn nicht unbedingt erwarten. Dass wir uns nicht in dem befinden, was die Leute normalerweise als Tornado-Saison bezeichnen, bedeutet, dass die allgemeine Verwundbarkeit und die Wahrscheinlichkeit, dass Menschen unerwartet erwischt werden, viel höher war. Nächtliche Tornados haben sicherlich einen überproportionalen Anteil an Todesopfern.
Es werden bereits Fragen aufgeworfen, was getan werden kann oder sollte, um sich in Zukunft auf Tornados vorzubereiten. Was wissen wir bisher darüber, wie sich der Klimawandel auf Tornados in den USA auswirken könnte?
Es ist sehr schwierig, speziell für Tornados zu sagen. Sie sind sehr kleine Phänomene. Und selbst im Alltag kann es ziemlich schwierig sein, vorherzusagen, ob ein Sturm einen Tornado produzieren wird oder nicht. Viele der bisherigen Forschungen beschäftigen sich mit der Art der Zutaten, den Bedingungen, die zu Tornados führen können: warme, feuchte Luft, wechselnde Windgeschwindigkeiten mit der Höhe, die eine Sturmorganisation ermöglichen. Und wir haben festgestellt, dass die Saison zumindest für die Zukunft definitiv länger wird. Wir sehen mehr Potenzial für diese Tornados. Die Stürme, die im Herbst und Winter sowie im frühen Frühjahr Tornados erzeugen, nehmen im Vergleich zu heute um bis zu 25 Prozent pro Grad Celsius Erwärmung zu.
Wir hatten eine ungewöhnlich warme Zeit – ich meine, Memphis erreichte am Freitag 80 Grad Fahrenheit, was für den Winter ungewöhnlich warm war. Stürme sind auf relativ warme, feuchte Luft nahe der Oberfläche angewiesen, um die verfügbare Energie zu erhöhen, um im Wesentlichen einen starken Aufwind zu erzeugen. In diesem Fall erhalten Sie also eine viel stärkere vertikale Bewegung in den Stürmen und dies tendiert dazu, stärkere Stürme zu bevorzugen, die Tornados erzeugen können.
Der andere Faktor, der da reinkommt und sich nicht wirklich ändert, ist die Windscherung. Wenn Sie also an Wolken denken, die sich in unterschiedlichen Höhen in verschiedene Richtungen bewegen, ist dies die Windscherung. Die Windscherung ermöglicht es den Stürmen, sich selbst zu etwas Dauerhaftem zu organisieren. Es dauert viel länger. Es ist kein typisches alltägliches Gewitter. Dies ist ein Sturm, der in diesem speziellen Fall über sieben Stunden andauern könnte. Und diese Art von Stürmen ist bekannt dafür, dass sie häufiger Tornados verursachen.
Und wie entsteht ein Tornado?
Es gibt viele verschiedene Mechanismen, die uns bekannt sind und die möglicherweise einen Tornado erzeugen könnten. Im Allgemeinen benötigen Sie ein Superzellengewitter. Dieses Superzellengewitter beginnt sich auf mittlerer Ebene zu drehen und dieser Prozess erzeugt einen Abwind, der dann eine intensivere Rotation an der Oberfläche verursacht, und schließlich bezeichnen wir es als Tornado, wenn es 80 Meilen pro Stunde überschreitet. Aber die genauen Mechanismen der Tornado-Bildung sind noch ein offenes Thema der wissenschaftlichen Forschung.
In diesem Fall hatten wir mehrere Stürme, die sehr starke und intensive Tornados produzierten. Normalerweise werden etwa sechs oder mehr als Ausbruch definiert, obwohl andere Metriken existieren. Tornado-Ausbrüche sind mit einem groß angelegten synoptischen System verbunden. Dieses spezielle System führte schließlich zu Schneefällen in den Dakotas. Es erzeugte starke Winde durch Michigan, etwa 60 Meilen pro Stunde. Dieses spezielle System zog bei seiner Bewegung nach Osten warme, feuchte Luft aus dem Golf von Mexiko, die etwas wärmer als normal war. Dieser warmen, feuchten Luft wird relativ kühle Luft gegenübergestellt, die hinter das System kommt. Das Zusammenspiel dieser und eines ebenfalls eingezogenen übergeordneten Systems ergibt eine große Fläche mit günstigen Bedingungen. Es bringt diese Zutaten zusammen. In diesem speziellen Fall hatten wir also ein System, das ein ungewöhnlich großes Gebiet mit günstigen Bedingungen erzeugte, was langspurige Tornados ermöglichte.
Wie Meteorologen vorhersagen Tornados? Und wie viele Warnungen haben wir normalerweise?
Die Warnzeiten betragen im Durchschnitt mehr als 13 Minuten. In diesem Fall hatten wir für Mayfield, einen der am stärksten betroffenen Orte, mehr als 20 Minuten Zeit. Die Vorfreude auf dieses besondere Ereignis war also auf jeden Fall groß.
Was die Vorhersage der Wahrscheinlichkeit von Tornados angeht, kommt es wirklich auf die Zutatenbedingungen zurück, über die wir vorhin gesprochen haben.
“Eine Frage, die wir immer noch versuchen.”
Wir haben eine ganze Reihe von Modellen, die wir in unserem Sturmvorhersagezentrum und anderen Gruppen betreiben, um im Wesentlichen die Stürme selbst vorherzusagen und eine Vorstellung davon zu bekommen, ob sich ein Sturm bilden wird. Wie intensiv darf es sein? Und daraus formulieren wir Ausblicke, die bis zu acht Tage im Voraus ausgegeben werden. Die endgültigen Ausblicke stehen auf den Tag, dann werden Tornado-Uhren vorangetrieben. Tornado-Uhren sagen: “Die Bedingungen werden wahrscheinlich in den nächsten Stunden einen Tornado bekommen.” Und dann ist eine Tornado-Warnung: “Der Tornado kam zu Ihnen.”
Was versuchen Wissenschaftler noch immer über Tornados zu verstehen? Und was macht es schwierig, sie zu studieren?
Wirklich festzunageln, warum ein bestimmtes Szenario einen Tornado produziert, ist eine Frage, die wir immer noch irgendwie versuchen wickeln unsere Köpfe um.
Es ist nicht ungewöhnlich, dass Sie Feldprojekte haben, bei denen Sie extreme Schwierigkeiten hatten, tatsächlich ins Feld zu gehen, um einen Tornado zu beobachten. Gleichzeitig hatten wir andere Situationen, in denen wir diese Ereignisse sehr gut beobachten konnten. Die Herausforderung besteht darin, dass es viele physikalische Prozesse auf sehr kleinem Maßstab gibt, die für Tornados wirklich wichtig sind. Dieser kleine Einfluss bedeutet, dass es sehr schwer ist, tatsächlich zu identifizieren, welcher Sturm einen Tornado produzieren wird. Welches ist es? Wird es aus dem gleichen Grund einen langspurigen, größeren Tornado produzieren? Oder wird es einen relativ schwächeren Tornado produzieren? Darauf haben wir keine guten Antworten.
Wir brauchen wirklich mehr Feldbeobachtungen. Wir brauchen mehr Modellierungsstudien, um zu verstehen, was vor sich geht. Es gibt eine Menge Wissenschaft und Forschung, die getan werden muss, und diese Art von Dingen braucht dafür staatliche Unterstützung.