Stürme - Umwelt.Wissen
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Stürme - Umwelt.Wissen
KLIMA STÜRME S AC H I NF OR MAT IO N A LTERS GRU PPE 6 -10 Ihr Motor ist die Verdunstung riesiger Wassermengen über dem Meer : Tropische Wirbelstürme sind die größten und zerstörerischsten Stürme, die es gibt. Jede tropische Region hat ihre eigenen Namen für diese gefährlichen Orkane: In Nordund Mittelamerika sowie in der Karibik nennt man sie Hurrikan, in Ostasien heißen sie Taifun und im Südwesten des Indischen Ozeans und im Südpazifik spricht man vom Zyklon. Wirbelstürme sind gigantische wandernde Tiefdruckwirbel, in denen Windgeschwindigkeiten von bis zu 350 km/h herrschen. Sie sind kreisförmig und unterschiedlich groß. Viele haben einen Durchmesser von etwa 700 km und können somit großflächig verheerende Schäden anrichten. Hurrikans sind auf Satellitenbildern gut erkennbar, was rechtzeitige Sturmwarnungen möglich macht. Weit schwieriger ist es hingegen, Stärke und Zugstraße eines Hurrikans zu prognostizieren. Die Sachschäden aufgrund von verheerenden Stürmen sind in den vergangenen Jahrzehnten deutlich gestiegen. WIE ENTSTEHEN WIRBELSTÜRME? Voraussetzungen dafür sind labil geschichtete Luftmassen und eine kräftige Konvektion (Aufwär tsbewegung). Erwärmte Luft steigt in Form einer großen Spirale auf. Um das windstille, wolkenfreie Zentrum, auch „Auge” genannt, wirbeln riesige Cumuluswolken, aus denen die Blitze zucken und sintflutar tige Schauer niederprasseln. Der Wasserdampf in den sich auftürmenden Gewitterwolken kondensier t, weil die Luft sich beim Aufsteigen abkühlt. Um das normalerweise 15 bis 30 km breite Zentrum heulen die alles mitreißenden Orkane. Je enger das „Auge” und je Im „Auge“ des Wirbelsturms ist es windstill, aber rundherum heulen die alles mitreißenden Orkane. größer der Luftdruckunterschied zwischen dem „Auge” und der Umgebung, umso extremer sind die Windstärken. Ideale Bedingungen für die Bildung von Wirbelstürmen herrschen über warmen Meeren mit mindestens 27° C Wasser temperatur. Dies beschränkt solch gewaltige Sturmwirbel fast ausschließlich auf die tropischen Meere. Die gefährdetsten Regionen sind der westliche Pazifik, der Golf von Bengalen und die Karibik. Am Äquator können sich keine tropischen Wirbelstürme bilden, weil dor t die ablenkende Kraft durch die Erdrotation (Corioliskraft) nahezu Null ist oder das Aufsteigen von kaltem Meerwasser ihr Entstehen verhinder t. Der Wasserdampf in den sich auftürmenden Gewitterwolken kondensiert, weil die Luft sich beim Aufsteigen abkühlt. Wirbelstürme ziehen auf beiden Erdhalbkugeln in westlicher Richtung um dann parabelförmig nach Osten umgeleitet zu werden. Während sie sich auf ihrem weiten Weg über das Meer noch verstärken können, werden sie beim Erreichen der Küste stark gebremst und gleichzeitig von ihrer Energiezufuhr über dem warmen Ozean abgeschnitten. KLIMA STÜRME ÖKO LOG N I E D E R Ö S T E R R E I C H 3.6 SACH I N F O R MATION K L I M A STÜRME ALTERSGRU PPE 6 -10 TÖDLICHE TORNADOS Die fürchterlichsten Stürme auf der Erde sind jedoch die Tornados – auch Tromben genannt. Sie werden hauptsächlich in den mittleren Breiten beobachtet und gehen häufig mit Hurrikans einher. In ihrem wirbelnden Zentrum kann die Windgeschwindigkeit oft bis zu 400 km/h, manchmal sogar 800 km/h betragen. Tornados, nach dem spani- ZUSAMMENFASSUNG: Hurrikans, auch Zyklone oder Taifune genannt, sind tropische Wirbelstürme mit der weitaus zerstörerischsten Wirkung auf der Erde. Doch Tornados, obwohl nur ein Hunder tstel so groß wie ein Hurrikan und von höchstens drei Minuten Dauer, erreichen noch vernichtendere Sturmgeschwindigkeiten. Zwar sind nur zwei Prozent wirkliche Todestornados, doch diese lassen einen Streifen der Vernichtung zurück. Die meisten verheerenden Tornados suchen die USA heim. schen „tronada” (Gewitter) und „tornar” (drehen) benannt, treten in vielen Ländern auf, aber nirgendwo so häufig und heftig wie in den Great Plains der USA. Dor t wird die „Tornado-Alley” – eine Schneise durch neun Staaten zwischen Florida und Nor th Dakota – jährlich im Durchschnitt von 850 Sturmwirbeln heimgesucht, die über 200 Menschenleben fordern. Die stärksten erreichen Aus den riesigen Cumuluswolken zucken furchteinflößende Blitze. die Energie einer Atombombe vom Typ Hiroshima. WARUM GIBT ES IN DEN USA SO VIELE TORNADOS? Ursache ist der in den USA durch keinen Gebirgszug behinder te Zusammenprall feuchtheißer Luftmassen aus dem Süden und trockenkalter Luft aus dem Norden, speziell im Frühjahr und im Frühsommer. Das führ t zu starken Gewittern, bei denen sich Tornados bilden können. Dann senken sich aus gewitterdüsterem Himmel geisterhaft die unheilbringenden Rüssel herab, in denen die mit Abstand stärksten Winde auf der Erde rasen. Die wirbelnden Schläuche ziehen mit 50 bis 60 km/h übers Land, stehen zuweilen still oder beschleunigen auf über 100 km/h. Meist ist der Spuk nach drei Minuten vorbei. Im Zentrum des Tornados herrscht enormer Unterdruck: Der Sog deckt Dächer ab, lässt Häuser regelrecht explodieren, schleuder t Autos und selbst schwere Baufahrzeuge in die Luft. Manchmal sind die Schneisen der Verwüstung nur zehn Meter breit, gelegentlich erreichen sie aber auch eine Ausdehnung von einem Kilometer. Auch in Mitteleuropa treten wirbelnde Wolkenschläuche auf. Die Wirbel sind jedoch relativ klein und schwach, weshalb sie hierzulande nicht als Tornados, sondern als Windhosen bezeichnet werden. Im Durchschnitt einmal jährlich treten solche Luftwirbel in Österreich auf, die aber auch Millionenschäden anrichten können. Tornados über Seen oder dem Meer heißen Wasserhosen. Sie sind weniger heftig als Tornados über Land. KLIMA STÜRME 3.6 ÖKO LOG N I E D E R Ö S T E R R E I C H KLIMA STÜRME D I DAKT IS C H E U MS ET ZU NG A LTERS GRU PPE 6 -10 Heute regnet es, morgen scheint wieder die Sonne – jeder Or t auf dieser Welt hat sein ganz bestimmtes Wetter, das oft sehr rasch wechseln kann. Alle diese Wettererscheinungen sind Teil der großen „Wettermaschine“. Über die Erde ver teilt treten die unterschiedlichsten Wetterphänomene auf. Manche davon sind unspektakulär und alltäglich, manchmal aber kommt es zu dramatischen Erscheinungen. Dazu zählen vor allem Wirbelstürme. LERNZIELE: Anhand von Experimenten erkennen die SchülerInnen wie ein Wirbelsturm zustande kommt. Die SchülerInnen erfahren, wo derar tige Stürme auftreten und welche Zerstörung sie bewirken können. TORNADO SELBST GEMACHT INFORMATION: Tornados sind die fürchterlichsten unter den Stürmen. Ein Tornado misst zwar nur wenige Meter im Durchmesser, enthält aber so viel Energie, dass New York eine Nacht lang mit Energie für seine Straßenbeleuchtung versorgt werden könnte. Alles, was das untere Ende des Tornadotrichters berühr t, wird Jeder kann einen Tornado erzeugen, wenn auch nur einen Minitornado: Man benötigt dazu nur eine drehbare Tortenplatte, sprudelndes Mineralwasser, Klebestreifen, Salz und ein Glas. INFO SERVICE: Zahlreiche Experimente und Versuche zu Wetterelementen finden Sie auch im Ordner Klima, Kapitel Wetter – Experimente. zerstör t, ob es sich nun um Autos, Häuser oder Bäume handelt. Tornados finden wir auf der ganzen Welt, am heftigsten wüten sie jedoch in der sogenannten „Tornado Alley“ (Straße der Tornados) in Amerika. An die 200 Personen fallen jährlich den Tornados in den Vereinigten Staaten zum Opfer. ORT: Klassenzimmer. ZEITAUFWAND: 10 Minuten. MATERIALIEN: Mineralwasser, stark sprudelnd; drehbare Tor tenplatte, Glas, Klebestreifen, Salz. Wenn das Salz mit der Kohlensäure des Wassers reagiert, wird das Kohlendioxid verdrängt: Ein Minitornado entsteht! KOSTEN: 1,- Euro. UMSETZUNG: Mit einem Wasserglas kann man den Tornado auch im Klassenzimmer erzeugen. Dafür wird das Glas mit Klebestreifen auf einer drehbaren Platte befestigt, damit es nicht umfällt. Mineralwasser einfüllen, bis das Glas fast voll KLIMA STÜRME ÖKO LOG N I E D E R Ö S T E R R E I C H 3.6 DI DAK TIS C HE UM SET ZU N G K L I M A STÜRME ALTERSGRU PPE 6 -10 ist. Die Platte nun gleichmäßig drehen und dabei Salz in die Glasmitte rinnen lassen. Es entsteht ein Wirbel an der Oberseite und setzt sich verjüngend bis zum Glasboden for t. Durch die Reaktion von Salz mit der Kohlensäure des Wassers wird das Kohlendioxid verdrängt. Es wird in Form winziger Gasbläschen freigesetzt, die Form des Minitornados ist gut sichtbar. Funktionier t so lange, wie Kohlensäure im Wasser ist. STURM IM WASSERGLAS INFORMATION: Ein Tornado kann alles aufheben, was sich ihm in den Weg In warmen Meeren mit mindestens 27° C Meerestemperatur herrschen ideale Bedingungen für die Bildung von Wirbelstürmen. Die gefährdetsten Regionen sind der westliche Pazifik, der Golf von Bengalen und die Karibik. stellt und an einer anderen Stelle wieder fallen lassen. Aus historischen Schriften sind Phänomene überliefer t, die die Menschen damals in Angst und Schrecken versetzten. So wird berichtet, dass an manchen Tagen Fische, Frösche oder anderer Wasser tiere „vom Himmel regneten“. Man hielt das für einen böses Vorzeichen für die kommenden Jahre. Dabei waren die Tiere Tornado-Opfer, die aus einem See gehoben wurden. ORT: Klassenzimmer. ZEITAUFWAND: 10 Minuten. MATERIALIEN: Gurkenglas, Löffel, Pipette, Lebensmittelfarbe, Wasser. KOSTEN: ca. 1,- Euro. UMSETZUNG: Für unser Experiment das Glas mit Wasser anfüllen und gleichmäßig umrühren bis eine starke Strömung entsteht. Sobald sich ein Strudel gebildet hat, die Lebensmittelfarbe hinein tropfen, die Form des Strudels wird sichtbar. Noch einfacher funktioniert dieses Experiment, wenn man die Lebensmittelfarbe vorher in Wasser auflöst oder Tinte verwendet. KLIMA STÜRME 3.6 ÖKO LOG N I E D E R Ö S T E R R E I C H A R B EIT S B LAT T KLIMA STÜRME A LTERS GRU PPE 6 -10 Wirbelstürme (Orkane) kommen in heißen und feuchten Meeresgebieten vor. Sie haben unterschiedliche Namen. Schau dir die Gebiete im Atlas oder auf einem Globus an: Hurrikan werden sie in Nord- und Mittelamerika und der Karibik genannt. In Ostasien bezeichnet man einen Wirbelsturm als Taifun. Von einem Zyklon spricht man im Indischen Ozean und im Südpazifik. Ein Tornado ist eine Luftsäule, die sich sehr schnell dreht. Mehr als 600 Kilometer / Stunde wurden schon gemessen. Mit seiner Kraft zerstör t er alles, was ihm im Weg steht. Häuser werden zerstör t, Autos in die Luft gerissen, Bäume entwurzelt usw. KLIMA STÜRME ÖKO LOG N I E D E R Ö S T E R R E I C H 3.6 A R BEIT S BLATT K L I M A STÜRME ALTERSGRU PPE 6 -10 Viele Menschen interessieren sich besonders für die Windverhältnisse. Schreibe auf, für welche Berufe der Wind FULGGEUZILOTP besonders wichtig ist: F______________ Schreibe die Berufe auf, die diese Leute haben. IHCSERF Kennst du noch andere Berufe, bei denen es wichtig ist zu wissen, F______________ wie stark der Wind ist? ACHDECKERD ______________________________________________________ D_____________ ______________________________________________________ ÜCKEBRNAUREB B_____________ ______________________________________________________ RIENGREIFENSRET WINDMÜHLE F______________ an Hochhäusern Mit 4 gereinigten Joghur tbechern, einer leeren Hülle eines Filzstiftes, 2 langen dünnen Holzstäben, Draht, Klebeband, Zange, Hammer, einem langen Nagel und einem Stück Holz kannst du dir eine kleine Windmühle basteln. Als Erstes schlage den Nagel mit dem Hammer in das Holzstück und zwicke mit der Zange den Kopf ab. Am besten du lässt dir von einem Erwachsenen helfen! Die Becher kannst du in unterschiedlichen Farben bemalen und dann klebst du sie mit Hilfe eines Klebebandes an den gleichlangen Holzstäben fest. Die Holzstäbe befestigst du mit dem Draht und steckst die Enden in die leere Filzstifthülle. Nun brauchst du nur mehr die Filzstifthülle auf den Nagel setzen und deine Windmühle ins Freie stellen! KLIMA STÜRME 3.6 ÖKO LOG N I E D E R Ö S T E R R E I C H