Mesoskalige konvektive Systeme (MCS), sogenannte „Megastürme“, kommen auf der Erde in erster Linie in tropischen und außertropischen Regionen in Afrika, Australien, Asien und Amerika vor. Sie hinterlassen eine Spur der Verwüstung und kosten Menschenleben. „Megastürme können mehrere Stunden bis zu Tagen andauern und dabei Energie freisetzen, die dem österreichischen Stromverbrauch für ganze vier Jahre entspricht”, erklärt Dr. Cornelia Klein vom Institut für Atmosphären- und Kryosphärenwissenschaften der Universität Innsbruck und Hauptautorin einer neuen Studie, die im renommierten Journal PNAS veröffentlicht wurde. „Ihre Ausdehnung erreicht häufig die Größe Tirols, wobei sie eine Entfernung von 1000 Kilometern zurücklegen können. Über 100 mm Niederschläge pro Stunde sind keine Seltenheit.“
Aufgrund der globalen Erwärmung haben sich solche Stürme in der Sahelzone in Afrika seit Mitte der 1980er Jahre verdreifacht. Bisher gelten diese Naturgewalten als weitgehend unvorhersehbar. Klein und ihr Kollege Christopher M. Taylor vom UK Centre for Ecology & Hydrology (UKCEH) konnten in ihrer neuen Studie nun beweisen, dass die Bedingungen an der Landoberfläche die Richtung und Intensität von Megastürmen beeinflussen.
Trockener Boden als Verstärker
„Es ist bekannt, dass Hitze Gewitter mit großer Energie versorgt, aber man ging allgemein davon aus, dass sie, sobald sie sich einmal in Bewegung gesetzt haben, unabhängig von der Beschaffenheit des Bodens seien“, erklärt Klein. „Wir konnten nun zeigen, dass trockenere Böden die Intensität eines Sturms sogar erhöhen, was sich wiederum auf Niederschlagsmenge und Bewegungsrichtung auswirkt.“ So werde die Luft über trockenen Böden wärmer und steige somit leichter auf. Das fördere zusätzlich das Zusammenfließen von feuchteren Luftmassen aus der Umgebung. Starke Temperaturunterschiede zur Umgebung würden zudem Windzirkulationen erzeugen, die es Gewittern einfacher mache, warme feuchte Luft einzusaugen. „Die Stürme schlagen den Weg ein, auf dem sie diese vorteilhaften Bedingungen finden. Umgekehrt stellten wir fest, dass Stürme über feuchteren Böden oft sogar geschwächt wurden.“
Bis zu sechs Stunden Vorwarnung
Mit Hilfe satellitengestützter Beobachtungen der Oberflächenbedingungen könnte man nun Vorhersagen treffen, wie sich Stürme verhalten würden, wenn sie sich beispielsweise einer Stadt nähern. Eine Vorwarnung von bis zu sechs Stunden könnte der Bevölkerung somit einen entscheidenden Vorsprung verschaffen, um Schutzmaßnahmen zu ergreifen und sich in Sicherheit zu bringen.
Während der Sturmsaison zwischen Juni und September treten in der Sahelzone häufig auch Sturmfluten auf – mit verehrenden Folgen. „Das Verhaltensmuster dieser Megastürme schien undurchschaubar zu sein, aber wir haben ein überraschendes Maß an Vorhersagbarkeit gefunden“, sagt Prof. Christopher Taylor. „Sehr trockene Böden beeinflussten etwa die Hälfte der Stürme an ihrem Höhepunkt am späten Nachmittag oder frühen Abend. Die künftigen Fortschritte in der Satellitentechnologie werden die Genauigkeit unserer Vorhersagen noch weiter erhöhen und somit einen nachhaltigen Einfluss auf das Forschungsgebiet der Unwettervorhersage haben“.
