Stürme - Umwelt.Wissen

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STÜRME
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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.
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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.
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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
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UM SET ZU N G
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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.
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A R B EIT S B LAT T
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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.
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A R BEIT S BLATT
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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!
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