Doswell: What is a tornado?

 

 

 

0. Inhaltsverzeichnis

1. Missverständnisse
2. Wasserhosen, Landhosen, und...?
3. Klassifizierungsprobleme
4. Springen Tornados?
5. Ein weiterer, kurzer Exkurs
6. Möglichkeiten und Beobachtungen
7. Wir bewegen uns mühsam in Richtung einer Definition
8. Was machen wir mit "Böenfrontwirbeln" ?
9. Kaltlufttromben
10. Horizontale Homogenität?
11. Eine Datenbank über Tornados
12. Das Erkennen tornadischer Schäden
13. Beobachtungsmeteorologie
Quellen

 

 


1. Missverständnisse

Neben anderen Quellen findet man die meist verbreitet gültige Definition eines Tornados im Glossary of Meteorology (Huschke 1959):

 

 

Tornado -- Eine heftig rotierende Luftsäule, von einer Cumulonimbuswolke herunterhängend, und fast immer durch eine "Trichterwolke" oder tuba sichtbar.

 

Merkwürdigerweise sagt diese Definition nichts über einen rotierenden Schlauch mit Bodenkontakt aus. Vielleicht wird die nächste Auflage des Glossars diesen Flüchtigkeitsfehler korrigieren.

Update (01 Oct 2001): Tatsächlich wurde diese Definition durch das neue Glossar (Glickman 2000) berichtigt.

 

Tornado -- 1. Eine heftig rotierende Luftsäule, in Bodenkontakt, entweder von einer cumulusartigen Wolke herabhängend oder unterhalb einer cumulusartigen Wolke, und oft (aber nicht immer) als Trichterwolke sichtbar.

 

Es gibt sonst keine Definition eines Tornados, die so ausgiebig von Experten begutachtet worden ist.[4]


Ein kurzer Exkurs

Ich will mir einen Augenblick Zeit nehmen, um mich über das Wort "Touchdown" in Verbindung mit Tornados aufzuregen. Meiner Ansicht nach ist "touchdown" ungeeignet, um in Wirklichkeit am Boden beginnende tornadische Winde zu beschreiben. Es kommt nichts in dem Sinn herunter, dass ein massiver Schlauch aus dem Himmel fallen würde. Was wirklich passiert, wenn ein Wirbel in der Atmosphäre vorliegt, ist, dass der Wirbel entweder a) schon am Boden existiert oder b) sich selbst wie ein Rauchring umwickelt . Falls Du das verwirrend findest, schlage bitte in meinem Vorticity Primer nach, wo dieses Konzept genauer beschrieben wird. Das Gesetz der Hydrodynamik sagt uns, dass a) und b) nurzwei Möglichkeiten sind. Wie in Trapp und Davies-Jones (1997) angemerkt, kann der heftige Teil des Wirbels nach unten wachsen, aber das ist nicht das gleiche wie ein herabsteigender Tornado. In Wirklichkeit intensiviert sich der Wirbel (und verringert gleichzeitig seine Größe) am Boden zu tornadischen Ausmaßen, bis er Winde hervorbringt, die tornadische Schäden verursachen können... aber der Wirbel selbst hat nahezu sicher schon Bodenkontakt.

 

Strenggenommen sollte der "Wirbel" nicht mit dem "Tornado" gleichgesetzt werden, da der Wirbel auch mit nichtzerstörerischen Windgeschwindigkeiten vorhanden sein kann.Vor Beginn der schadensbringenden Winde am Boden ist der Bodenwirbel schwach und ausgedehnt... wenn er sich intensiviert, nehmen die Winde zu und die Größe der Zirkulation schrumpft. Der Wirbel kann sich auch nach oben intensivieren (wir glauben, dass dies in "landspouts" genannten Tornados geschieht, siehe unten). Statt "touchdown" würde ich "spin-up" bevorzugen, wenn am Boden tornadische Winde erzeugt werden. Ich beeile mich hinzuzufügen, dass "up" in diesem Kontext nicht aufsteigen, sondern eher eine Zunahme der Drehintensität beinhaltet.

Vielleicht haben manche von euch bereits dieses Video mit zwei Trichterwolken gesehen, die an der Wolkenbasis gesehen wurden...mit der Zeit kräuseln die Wirbel aufeinanderzu und scheinen sich "zu verbinden"... was dort passiert ,ist ein sich um sich selbst wickelnder Wirbel, ähnlich wie ein Rauchring. Da die Luft eine Flüssigkeit ist, gehorcht es den Gesetzen der Hydrodynamik, welche dieses Wirbel"gesetz" ( dass sie entweder Schleifen bilden oder nur auf einer festen Oberfläche enden) mit einschließt. NSSL besitzt ein Foto, das dieses Phänomen eines Wirbelrings zeigt ( betrachte Photo # 3 in der NSEA Photo Gallery) . Diese wurden von einigen Sturmjägern "bowtie funnels" benannt.

Während unserer Jagd im Jahr 1989 passierte es meinem Kollegen (Al Moller) und mir, dass wir unter einen stark rotierenden Cumulus congestus fuhren. Als er über unseren Köpfen war, änderten sich die Bodenwind von Südost zu Ost, Nordost, Nord, Nordwest, West bis zu Südwest , alles innerhalb einer oder zwei Minuten! Zu keinem Zeitpunkt erreichten die Winde mehr als 10-15 Knoten. Wir erlebten einen Bodenwirbel von fasttornadischem Ausmaß, aber nicht von tornadischer Intensität ! [ein F-(minus) 1- Tornado?], Später produzierte diese rotierende Wolke einen Tornado.

Der beobachtete "Abstieg" der Wolke, welcher die trichterförmige Wolke eines Tornados bildete, ist zudem nicht mit einem richtigen Abstieg verbunden. Wenn sich der Wirbel verstärkt, fällt sein Innendruck. Wenn der Druck dahingehend abgesunken ist, dass Kondensation von Wasserdampf bis zur Wolke einsetzen kann, erscheint die trichterförmige Wolke. Diese scheint oft aus vielleicht zwei verschiedenen Gründen abzusinken: 1) Nahe der Wolkenbasis muss der Luftdruck im Wirbel nicht so weit fallen, bis Kondensation erreicht wird wie weiter unten.. oder 2) die Intensität der Zirkulation nimmt tatsächlich abwärts zu.

Wir wissen natürlich die reale Druckverteilung in Tornados nicht und das tornadische Druckfeld kann eine große Komplexität aufweisen. Jedoch ist es unwahrscheinlich, dass Wolken von oben herabsteigend eine trichterförmige Wolke bilden. Im Allgemeinen führt Absinken zur Wolkenauflösung . Natürlich könnte es sein, dass das Absinken im Kern eines zweizelligen Wirbels eine trichterförmige Wolke produzieren könnte, indem einfach Wolkenmaterial in der Weise nach unten gezogen wird, dass die Verdunstung der Wolkentröpfchen vergleichsweise langsam entlang der Achse und vergleichsweise schneller entlang den Rändern ist, woraus ein zugespitzter Trichter resultiert. Vielleicht erhalten wir eines Tages eine Antwort...

Die breite Öffentlichkeit hat viele irrige Ansichten über Tornados, etwa, solange die Kondensation eines Wirbels nicht den Boden erreiche, kein Tornado vorliege. Offenbar ist das unwahr, wie viele Sturmjäger inzwischen begriffen haben.Denn es ist der Wind in Verbindung mit der rotierenden Luftsäule, welcher den Schaden anrichtet; es ist bewegte Luft (Wind) und nicht die Wolke, welche den Tornado ausmacht. Viele Tornados mit klarem Bodenkontakt, aber ohne vollständig auskondensierten Trichter werden beobachtet (Abb.1 ist eines von zahlreichen Beispielen). Es ist gut möglich, dass die Zirkulation phasenweise mehr oder weniger vollständig unsichtbar ist. Im Fall von Wasserhosen (s. unten) ist dies häufig der Fall, aber solche Ereignisse treten auch in den staubigen, trockenen mittelkontinentalen Ebenen auf (Fig. 2). Chasern dürften diese Fälle umgangssprachlich unter "dust bowls" oder "dirt-daubers" kennen.

 

Abb.1 Beispiel eines Tornados, wo der Trichter die Oberfläche nicht erreicht, am 15. Mai 1991, nahe Laverne, Oklohama [photo © 1991 DeWayne Mitchell, used by permission].

 

 

Abb. 2 Beispiel eines Tornados mit nicht sichtbarer Trichterwolke am 02. Juli 1987, nahe Denver, Colorado [photo © 1987 Bill Gallus, used by permission].

 

Wenn der sichtbare Trichter den Boden nicht erreicht, tauchen alberne Berichte über eine "Trichterwolke, die von Windschäden begleitet wird", auf, oder es werden solche Absurditäten berichtet wie "Der Trichter hat nur Baumkronenhöhe erreicht" oder was auch immer. Wir werden es vermutlich immer schwer haben, die breite Öffentlichkeit davon zu überzeugen, dass ein Tornado Wind und nicht die Trichterwolke ist. Hoffentlich wird kein Meteorologe mit Selbstachtung etwas unternehmen, um diese Missverständnisse aufrechtzuerhalten. Ferner können Sturmjäger, die dies glauben, schnell in Schwierigkeiten geraten ! Übrigens, "Tornado am Boden" ist redundant, weil die schadensbringenden Winde am Boden vorhanden sein müssen, damit von einem Tornado gesprochen werden kann.

Viele starke bis verheerende Tornados beinhalten eine Phase, in der der Tornado als abgeschnittener, kegelförmiger Trichter (der nicht den Boden erreicht) mit gelegentlichen seilartigen , mehrfachen Wirbeln daneben erscheint (z.B. , der Xenia, Ohio Tornado vom 3.April 1974 oder der Binger, Oklahoma Tornado vom 22.Mai 1981, Fig. 3). Laien können beträchtliche Schwierigkeiten haben, dies als das zu erkennen, was es ist, da es nicht wie eine "trichterförmige Wolke" aussieht. Jedoch impliziert solch eine Erscheinung nicht, dass ein Tornado starke bis verheerende Intensität erreicht - das Aussehen eines Tornados ist kein verlässlicher Hinweis für seine Intensität, ungeachtet von Jägerweisheiten .

 

Abb 3. Binger, Oklahoma tornado of 22 May 1981, zeigt einen abgeschnittenen , kegelförmigen Trichter mit mehrfachen Wirbeln [NSSL photo by Erik Rasmussen]

 

Unter Jägern herrscht allgemein die Annahme, dass beinahe mit Gewissheit eine tornadische Zirkulation am Boden vorliegen müsse, falls eine Trichterwolke die Hälfte oder mehr der Distanz zwischen Wolkenbasis und Boden überwinde. Das ist mal zutreffend, mal nicht zutreffend - vermutlich ist es öfters richtig als falsch. Für offizielle Zwecke jedoch ist solch eine "Sturmjägerregel" keine legitime Annahme. Per Definition muss die Existenz von schadensbringender Zirkulation am Boden nachgewiesen werden, bevor das Ereignis richtigerweise als Tornado bezeichnet werden kann. Falls so ein Nachweis nicht erbracht werden kann, muss das Ereignis als Trichterwolke oder "möglicher" Tornado betrachtet werden.

Kürzliche Nachforschungen, einige verbunden mit dem VORTEX -Programm, haben deutlich gemacht, dass wirbelhafte Strömungen oft auf dem Boden vorhanden sind, sogar ohne irgendeine sichtbare Trichterwolke. Falls ein kondensierter Trichter anwesend ist, der den Boden nicht "berührt", ist eine Art "Zirkulation" [10] nahezu sicher existent, aber sie kann nicht ausreichend dafür sein, Ablagerungen aufzuwirbeln. In der Abwesenheit von Ablagerungen ist es schwierig zu nachzuweisen, ob die Lage tornadisch wurde oder nicht. Ich werde später darauf zurückkommen. zurück

2. Wasserhosen, Landhosen, und...?

 

Da ich Wasserhosen erwähnt habe, spreche ich ein anderes Thema an. Es existiert ein spezieller Name für einen Tornado, der sich über dem Wasser bewegt : eine Wasserhose. Warum haben wir keine speziellen Namen für Tornados, die sich über Sand bewegen (Sandhose?), oder Asphalt (Teerhose?), oder Wohnwägen (Fertighaustornado?), oder Eucalyptusbäume (Kaugummiwirbel)? Ist es eine Wasserhose, wenn es sich eher um Süßwasser als um Salzwasser handelt? Wird es eine Wasserhose, wenn sie sich über einen See bewegt? Wie wäre es mit einem Teich? Was ist, wenn es ein Schwimmbad oder vielleicht eine Pfütze trifft? Wie groß muss die Wassermasse sein, um eine Wasserhose aus einem Tornado zu erzeugen? Was passiert, wenn sie einen Fluss überquert ? Einen Bach ? Ein trockenes Flussbett? Würde letzteres eine "trockene Wasserhose" genannt werden? Ich lasse mich absichtlich darauf ein, das hier ad absurdum zurückzuführen, weil ich nicht glaube, dass es irgendeine wissenschaftliche Unterscheidung im Resultat zwischen Wasserhose und Tornado gibt!

Im neuen Glossar (Glickman 2000) ist die Definition einer Wasserhose in der Tat nun:

 

Wasserhose -- 1. im Allgemeinen ein Tornado über einer Wassermasse 2. In seiner gewöhnlichsten Erscheinung ein nichtsuperzelliger Tornado über Wasser.

 

Jahrelang war die Bevölkerung der Meinung, dass Wasserhosen ein klar verschiedenes Phänomen sind, ausschließlich mit tropischer und subtropischer Konvektion verbunden, die nicht einmal als Cumulonimbuswolken bezeichnet werden könnten. Natürlich wussten die "Behörden" vom lästigen Problem der Superzellentornados über Wasser - die Anerkennung dessen führte zu dem abscheulichen Begriff "tornadische Wasserhose." Kürzlich wurde festgestellt, dass mit Wasserhosen ziemlich vergleichbare Phänomene über Land entstehen, was zu einem weiteren ,zweifelhaftem Begriff führte (den ich gebrauchte!): "landspout" (Landhose, in Analogie zu einem "wasserhosenähnlichen Tornado" ?).Meiner Meinung nach beziehen sich all diese Begriffe auf dasselbe Phänomen : ein heftiger Wirbel , welcher mit hochreichender Feuchtkonvektion verbunden ist. Daher zweifle ich die Standarddefinition an, welche konvektive Wirbel ausschließt , die bei Wolken vorkommen, die nicht das Kriterium eines Cumulonimbus erfüllen (z.B. solche ohne Vereisung an der Wolkenoberseite).

Ich schlage folgende überarbeitete Definition vor :

 

Tornado -- ein Wirbel, der sich vom Boden aus wenigstens bis zur Wolkenbasis (mit dieser Wolkenuntergrenze ist hochreichende Feuchtkonvektion verbunden) ausdehnt, der auf dem Boden heftig genug ist, um Schaden anzurichten, sollte als Tornado bezeichnet werden.

 

Dies ist unabhängig von

 

  • der zu Grunde liegenden Oberfläche
  • der Existenz oder Nichtexistenz von Kondensation von der Wolkenbasis bis zum Boden
  • der vertikalen Mächtigkeit der feuchtkonvektiven Wolke
  • der Präsenz/Absenz von Eis in den höheren Regionen der konvektiven Wolke
  • dem Auftreten/Nichtauftreten von Blitzen mit der konvektiven Wolken, oder sogar
  • der Intensität des Phänomens jenseits eines unteren Grenzbereichs.

 

Meine erweiterte Definition wurde erstellt , um das zu ignorieren, was ich als nebensächliche Aspekte der Situation betrachte. Ich glaube, dass der physikalische Prozess, der einen heftigen Wirbel entstehen lässt, nicht mit einer dieser zufälligen Umstände verbunden ist und somit die Kennzeichnung der eigentlichen Wirbeln, die sich entwickeln, nicht davon abhängen sollten. Sie schließt außerdem jegliche Phänomene aus, die nicht mit hochreichender Feuchtkonvektion verbunden sind, solche wie Staubteufel oder "mountainadoes" (Bergwirbel), und vermeidet das Entstehen künstlicher und wissenschaftlich ungerechtfertigter Unterscheidungen zwischen "spouts" ("Hosen") und Tornados. [5]

Ich beeile mich hinzuzufügen, dass ich nicht glaube , dass die physikalischen Vorgänge, die zu Tornados führen, alle die gleichen sind. Es hat den Anschein, dass sich Tornados auf unterschiedliche Weise entwickeln, und vielleicht kann ein unterschiedlicher Vorgang mit dem gleichen Tornado zu unterschiedlichen Zeiten seines Lebenszyklus verknüpft sein.Darüber hinaus stehen nicht alle Tornados in Zusammenhang mit einer gegebenen feuchtkonvektiven Wolke, die über denselben Prozess entsteht (siehe Doswell und Burgess 1993). Manche der vergleichsweise heftigen Wirbel, die mit einer konvektiven Zelle verbunden sind, sollten möglicherweise nicht als Tornados bezeichnet werden, z.B. Zirkulationen, die sich nicht zum Boden ausdehnen, und echte Böenfrontwirbel (, die sich nicht zur Wolkenbasis ausdehnen, siehe darunter), vorausgesetzt wir können sie als solche identifizieren. Es gibt eine ansehnliche Menge von Einzelberichten über nichttornadische heftige Wirbel in Verbindung mit Konvektion (siehe Moller et al. 1974;Cooley 1978; Doswell 1985; Bluestein 1988; Doswell and Burgess 1993; Bluestein 1994), aber kaum gehaltvolle Information über die Prozesse, die diese Wirbeln entstehen lassen.

Derzeit geben wir uns mehr oder weniger damit zufrieden, Tornados dahingehend zu klassifizieren, ob sie mit oder ohne Superzellen auftreten. (Ich bevorzuge die Unterscheidung von mesozyklonalen vs. nichtmesozyklonalen Tornados). In Zukunft kann es wissenschaftlich brauchbar werden, Tornados sogar noch weiter zu subklassifizieren, wenn wir mehr darüber lernen, wie die Ereignisse tatsächlich geschehen (im Gegensatz zu, nehmen wir an, Ereignissen in unseren Computersimulationen). Falls wir Unterteilungen vornehmen müssen, dann habe ich das Gefühl, dass wir dies auf der Basis der physikalischen Prozesse tun sollten und uns nicht mit den oberflächlichen Aspekten der Ereignisse befassen. Wir sind weit genug in unserem Verständnis von Tornados, dass wir dazu imstande sein sollten, tiefer als nur an der Oberfläche zu schürfen. zurück


 

 

3. Klassifizierungsprobleme [6]

 

Nun möchte ich in ein viel spekulativeres und unerforschteres Gebiet vordringen. Bei einem Tornado wie dem berühmten Union City, Oklahoma Tornado vom 24. Mai 1973 (im Folgenden wird als "UC" auf ihn verwiesen) kann der Lebenszyklus des Ereignisses halbwegs klar und verständlich begriffen werden. Die frühen Stadien mit einer rotierenden Wall cloud (Sockelwolke) gehen in die Entwicklung einer Trichterwolke über, dann beginnen die Schäden am Erdboden, gefolgt vom Absinken der Trichterwolke auf den Boden. Die Breite des Trichters vergrößerte sich zu einem bestimmten Maximum und begann darauf zu schrumpfen, bis sie schließlich eine seilartige Auflösung erreichte. Die Dokumentation des UC-Ereignisses ist umfangreich (siehe Brown 1976) und könnte sogar als Prototyp für viele Zwecke betrachtet werden.Es gibt verhältnismäßig wenig Mehrdeutigkeiten in solchen Fällen - offensichtlich gibt es nur einen tornadischen Wirbel und seine optische Entwicklung kann ohne großen Irrtum durch die spätere Betrachtung von Indizien entlang der Spur abgeleitet werden. Die UC-Schadensspur , ausgiebig unmittelbar nach dem Sturm begutachtet, setzt die visuellen Bilder äußerst fein zusammen. Der sichtbare Trichter war bis zur Auflösung mehr oder weniger durchgehend . Die Schadensspur überschneidet sich sehr schön mit der sichtbaren Wirbelbildung. Während der Auflösung verschwand der sichtbare Trichter , doch eine klare Trümmerwolke hielt sich noch für einige Sekunden länger am Erdboden.

Nicht alle Tornados sind jedoch so eindeutig. Die Realität tornadischer Ereignisse umfasst eine Reihe von erkennbaren Aspekten, die manchmal verwirrend sein können und einfachen Klassifikationsschemata trotzen. Mehrfache Wirbel führen gewisse Schwierigkeiten mit sich. Das UC-Ereignis besaß keine deutliche multi-vortex-Phase [multi-vortex = mehrfache Wirbel] , doch viele Tornados tun dies. Bis zu einem bestimmten Maß wird das multi-vortex-Phänomen relativ gut verstanden; die formale , wissenschaftliche Literatur zu diesem Thema (z.B. Snow 1978; Rotunno 1982; Gall 1985; Lewellen 1993) ist durchaus umfangreich.Kürzlich wurde das Auftreten von "Satelliten"-Tornados dokumentiert - augenscheinlich getrennte Tornados , die sich nahe eines bestehenden Tornados bilden und um den zuvor vorhandenen Tornado rotieren.Während Wirbel wie das UC-Ereignis "stabil" in dem Sinne sind, dass seine sichtbaren Bestandteile sich mit der Zeit nur langsam ändern, sind andere Wirbel nicht so stabil. Das klassische Video aus einem Hubschrauber in Minneapolis am 18. Juli 1996 zeigt den launischen, sich rasch ändernden visuellen Aufbau von Tornados, die durchgehendes multi-vortex-Verhalten zeigen. Betrachtet man es aus der Perspektive der Schadenserfassung nach dem Sturm, so könnte der Schadenspfad jedoch in solch einem Fall ein viel durchgehenderes "Bild" der Ereignisse aufzeigen. Wohingegen sich die sichtbaren Bilder rasch ändern, kann der schadensbringende Wind auf der Oberfläche mehr oder weniger durchgehend sein. Falls wir kein Video besitzen, kann unsere Schadensbegutachtung mit geringem Zweifel zu dem Schluss führen, dass ein einzelner Tornado beteiligt war, obgleich sogar Augenzeugenberichte dies ziemlich energisch zu widersprechen scheinen.Als Wissenschaftler können wir diese Augenzeugenberichte selbstgefällig mit der Betrachtung abweisen, es handle sich wahrscheinlich um ein multi-vortex-Ereignis. Im Fall von Minneapolis ist so einer Abweisung völlig in Ordnung; wenn ein bildlicher Beweis vorliegt - können wir es uns vielleicht erlauben, selbstgefällig zu sein.In Abwesenheit einer bildlichen Dokumentation neige ich eher weniger dazu, Augenzeugenberichte aufgrund scheinbar merkwürdigem Verhalten des Tornados mit Verachtung zu überhäufen. Ich war nicht dort, also kann ich nicht sicher sein, was die Augenzeugen sahen ! [1]

Nach dem Tornadoausbruch vom 8. Juni 1974 in Oklahoma und Kansas, sah ich 8 mm Filmmaterial (das war vor dem Videozeitalter !) von einer bemerkenswerten tornadischen Entwicklung; ich glaube , es war ein Tornado in der Nähe von Luther,OK. Unglücklicherweise war ich bisher nicht in der Lage, dieses Material wiederzufinden. Nach meiner Erinnerung an den Film bewegte sich ein ziemlich ausgeprägter Tornado (ein bisschen an den UC-Trichter in der Form erinnernd, aber mit einer tieferen Wolkenbasis) scheinbar in einer verhältnismäßig stabilen Art und Weise, als er sich plötzlich aufzulösen schien und ein anderer, ähnlicher Trichter rasch rechts von dem ursprünglichen Trichter erschien, alles innerhalb einer oder zwei Sekunden. Die Schnelligkeit , mit der die bemerkenswerte Umwandlung geschah, erstaunte mich. Es erscheint mir nun ziemlich offensichtlich, dass meine Erinnerung von dieser bildlichen Aufnahme der einzige , bekannte Anhaltspunkt ist, dass sich so ein Fall ereignete, da der Film offenbar verlorengegangen oder zumindest unauffindbar ist. Die Nähe der beiden Trichter zueinander garantiert nahezu, dass die Schadensspur, wenn begutachtet, als durchgehend erscheinen würde. Folglich, falls es geringe Abweichungen in der Schadensspur in Zusammenhang mit der Auflösung eines Trichters und mit der Entwicklung des nächsten gäbe, wäre das geradezu mit Gewissheit kein Indiz für jene, die den Schaden begutachten.Meines Wissens wurde der Tornado als Einzelfall klassifiziert. Vielleicht ist dies eine angemesse Klassifikation; vielleicht war dies einfach eine kurze, sichtbare Erscheinungsform eines vorübergehenden Abschnitts im Leben eines einzelnen Tornados.Ich spreche diesen Punkt einfach wegen der möglichen Implikationen zu diesem plötzlichen Übergang an.

Eine anderer, etwa ähnlicher Vorfall wurde von Davies et al. (1994) beim Hesston, Kansas Tornado vom 13. März 1990 dokumentiert.Im Hesston Sturm schien sich der sichtbare Trichter rasch aufzulösen und sich nahe der Achse neu zu bilden, wo er zuvor war, jedoch mit einem wesentlich kleineren Durchmesser, all dies in einer kurzen Zeitspanne. Die Frage drängte sich auf, aber wurde nicht beantwortet : War dies ein einzelner Tornado oder könnte es als die Auflösung eines Tornados , gefolgt von der nahezu unmittelbaren Entwicklung eines weiteren, angesehen werden ? Abermals erlaubt es der offensichtlich durchgehende Verlauf des Schadens, diesen besonderen Fall als klar definiertes Einzelereignis zu betrachten.Ist es möglich,sich solch ein Ereignis mit einer etwas längeren Zeitspanne zwischen der Auflösung eines Trichters und der Entwicklung eines anderen vorzustellen ? Mir bereitet die Vorstellung bestimmt keine Probleme, dass etwas derartiges in der Weise geschieht ,dass eine oberflächliche Untersuchung der Schadensspur solch eine Lücke noch nicht erfassen könnte. Nicht alle Schadensbegutachtungen beziehen eine gründliche Analyse der Spur vom Beginn bis zum Ende, beide vom Boden und der Luft, ein. Darüber hinaus könnte es mehrere Methoden geben, in denen die Einbildung eines durchgehenden Schadensweges sogar mit halbwegs gründlicher Begutachtung erscheinen würde.Wie groß muss die Lücke in einer Spur sein, um mit der Betrachtung des Ereignisses als Einzelfall beginnen ? Dies führt mich zur folgenden Diskussion:zurück

 

4. Springen Tornados? [7]

 

Nach meiner Erfahrungen springen Tornados nicht. Eher schwächeln oder verstärken sich und verursachen dadurch Lücken bei den Schäden, aber ihr Weiterbestehen als Wirbel bleibt verhältnismäßig groß. Ich habe von nicht wenigen Sturmjägern gehört, die darüber diskutieren, wie von ihnen beobachtete Tornados über das Land "hüpfen" und "springen". Lücken in der Schadensspur können auftreten, weil es a) nichts zu zerstören gibt, oder b) die Zirkulation bis zu dem Maße schwächelte, dass keine Hinweise für einen Tornadodurchgang hinterlassen wurden. Sollten wir letzteres als Andeutung betrachten, dass der Tornado während einer ansonsten durchgehenden Spur "sprang" oder "abhob" ? Radikaler ausgedrückt, würden wir sagen, das Ende des Schadens lege das Ende des Tornados fest ? In vielen solcher Fälle wird aus einem Film oder Video klar, dass ein sichtbarer Trichter und sogar eine Staub- oder Trümmerwolke (wenn auch vielleicht nur kleine Trümmer) durchgehenden sind, obgleich gar kein "Schaden" auftrat. In diesem Fall würde die Schadensspur die Einordnung des Ereignisses verfälschen , was oft zur Auffassung des "Springens" führt ,als ein Mittel, jegliche Lücke in einem ansonsten geradlinigen Pfad zu vermeiden, welche eine Lücke zwischen individuellen Tornados darstellt.

Daher schlage ich folge, leicht abgeänderte Definition eines Tornados vor:

 

 

Tornado --ein Wirbel, der sich vom Boden aus wenigstens bis zur Wolkenbasis (mit dieser Wolkenuntergrenze ist hochreichende Feuchtkonvektion verbunden) ausdehnt, der auf dem Boden heftig genug ist, um Schaden an einem oder mehreren Stellen seines Pfades anzurichten, sollte als Tornado bezeichnet werden.

 

In einigen dieser Fälle kann gewiss die Ansicht vertreten werden, ob sie vergänglich, oberflächliche Schwankungen sind, was richtigerweise als Einzelfall interpretiert wird. Ein durchgehender , mehr oder weniger geradliniger Schadenspfad wäre ein zwingendes Argument zugunsten dieser Interpretation. Jedoch wirft die Existenz von mehrfachen Wirbeln und Satellitentornados , jetzt anerkannte Varianten tornadischen Verhaltens, einige störende Sachverhalte zur Verbindung eines Tornado zu seinem Schadenspfad auf.

Des Weiteren habe ich es besonders vermieden, die Windgeschwindigkeit , ab der "Schaden" beginnt (oder endet) , festzulegen.Die aktuellen Windgeschwindigkeiten, welche in der Fujita-Skala [siehe hier (Ziel #B.11) und hier] vorgelegt werden, zeigen den Beginn von F0-Schäden ab 40 mph [ 1 Landmeile = 1,609 km ]. Dieser Wind reicht nicht einmal dazu aus, gemäß den operationellen Maßstäben (58 mph) einem "schweren" Gewitter zu entsprechen. Jedoch würde ein 40 mph starker Wind sicherlich in beispielsweise vielen Regionen von Westtexas Staub auf der Oberfläche aufwirbeln! Ein Beobachter muss "Trümmer" auf dem Boden sehen, wenn ein Fall als Tornado bezeichnet werden soll, aber diese Forderung ist recht nebulös. Die Fähigkeit, Trümmer aufzuwirbeln, hängt in einem sehr wirklichkeitsgetreuem Sinn von der zu Grunde liegenden Oberfläche und von den Bedingungen ab, die dem Ereignis vorangehen. Es ist schwerer , Staub auf einem matschigen Feld aufzuwirbeln als auf einem trockenen, oder einem grasbewachsenem Untergrund im Vergleich zu blankem Erdboden. Wir werden auch künftig kaum in der Lage sein, regelmäßig Windgeschwindigkeitsmessungen in Verbindung mit tornadischen Zirkulationen am Boden in Echtzeit zu erhalten (z.B. , wenn ein Beobachter einem Ereignis zuschaut), daher scheint es zwecklos Windgeschwindigkeitskriterien in der Definition einzuführen, was auch immer Prof. Fujita dazu angeregt haben mag. Der einzige Wert, den es haben mag, wäre im Abstraktem oder für die unvorhergesehen Zukunft, wo es eines Tages möglich sein könnte,regelmäßig detaillierte Windgeschwindigkeitsmessungen durchzuführen. Falls ich gezwungen wäre, eine Schwelle darzulegen, würde ich die minimale tornadische Windgeschwindigkeit mit 58 mph (50 Knoten oder über 25 ms-1) angeben, welche der aktuell gebräuchliche Schwellenwert für geradlinige Winde in Gewittern ist.

Für klar schadensbringende Tornados mit herausragender, klar sichtbarer Trichterwolke,etc. existieren kaum Mehrdeutigkeiten. Wir haben eher mit den Grenzen der Definition Probleme (obwohl das ein gemeinsames Problem mit jeglicher Definition in dieser Abhandlung zu sein scheint, überall diese Vorstellung erweckend). Die Mehrdeutigkeit darüber, welche Winde dazu in der Lage sind, "Schaden" zu verursachen, nährt natürlich das Problem der "springenden" Tornados

Lassen Sie mich für einen Augenblick abschweifen, um etwas mehr Hintergrund zu ermitteln. zurück

5. Ein weiterer, kurzer Exkurs

 

Atmosphärische Wirbel bilden ein Spektrum, das nach meiner Meinung unter kinematischen Gesichtspunkten keine klaren Grenzen zwischen den Ereignissen aufweist. Das heißt, daß in atmosphärischen Strömungen Wirbel von nahezu jeder Größenordnung ausgebildet werden. Die Tatsache, dass es bevorzugte Größen gibt, zeigt, daß oftmals gewisse dominierende physikalische Instabilität existiert, welche eine typische Skalenlänge besitzt (z.B. barokline Instabilität). Daher können Wirbel entsprechend der physikalischen Prozesse , die zu ihrer Entstehung führen, eingeordnet werden, jedoch gibt es keinen zwingenden Grund, Wirbel ausschließlich auf Grundlage ihrer Größe einzustufen. Offensichtlich neigen somit die Grenzen zwischen Ereignissen zu einer ziemlichen "Unschärfe". Beispielsweise glauben wir, die typische Skalengröße einer außertropischen Zyklone zu kennen. Wir wissen außerdem, dass zyklonale Stürme existieren, welche wir in gewisser Weise als von außertropischen Tiefdruckgebieten "unterschieden" betrachten (üblicherweise ist die Größe ein Faktor, wenn man solche Unterscheidungen vornimmt); Polartiefs oder tropische Wirbelstürme, um zwei zu nennen. Nichtsdestotrotz geschieht es bisweilen, dass Polarwirbel oder gar tropische Wirbelstürme zweifellos barokline Eigenschaften zu besitzen scheinen und man gerät in heftige Auseinandersetzungen darüber, welchem Typ von Tiefdruckgebieten der besondere Fall zuzuordnen ist. Es scheint, als gebe es selbst auf der synoptischen Skala Raum für Debatten über Klassifizierungen.

Wenn wir ein spezielles Ereignis in eine spezielle "Schublade" stecken , dann neigen wir dazu, eine Reihe von vorgebenen Annahmen über die Art dieses Ereignisses anzuwenden. Dies kann manchmal Quelle für beträchtliche Verwirrung sein, wie ich in einer Bemerkung über ein besonderes Klassifizierungsschema (Doswell 1991) versucht habe anzudeuten. Klassifizierung scheint für einige kein sehr wichtiger Aspekt der Wissenschaft zu sein, aber er beeinflusst die Art und Weise, wie wir die Wirklichkeit betrachten. In der Tat scheint das "Schubladendenken" für einen bestimmten Fall alles mögliche darüber einzuschließen, was für diesen besonderen Umstand nicht zulässig sein mag. Die Atmosphäre bringt eine große Auswahl an Wirbeln in Verbindung mit Konvektion (welche Staubteufel mit Trockenkonvektion miteinschließt!) hervor - falls uns die Klassifizierung dieser Wirbel Probleme bereitet, ist es wichtig , uns vor Augen zu halten, dass das unser Problem ist, nicht das der Atmosphäre.zurück

6. Möglichkeiten und Beobachtungen

 

Nachdem ich diese Einleitung vorgesetzt habe, erlauben Sie mir einen Nachschlag. Ich werde eine bunte Mischung an Fällen beschreiben, welche (a) ich direkt bei der Sturmjagd beobachtet habe, oder (b) mir von Sturmjägerkollegen (etwa mit Bildern) beschrieben wurden, (c) die ich in Filmen oder Videos gesehen, oder (d) begründete Extrapolationen von nicht bezeugten Sachen sind, die jedoch beobachtet werden könnten und bisher noch nicht dokumentiert wurden.

a. Mesozyklonen [2]. Eine Eigenschaft von Mesozyklonen ist die Verkörperung einer gestörten Strömung , welche annähernd dieselbe Größenordnung wie die Aufwindregion des Cumulonimbus besitzt. Obwohl Cumulonimbuswolken keine große Bandbreite aufweisen, haben sie nicht alle die gleichen Ausmaße. Daher haben Mesozyklonen geradezu notwendigerweise eine Bandbreite in der Größenordnung von wenigen Kilometern im Durchmesser, im Gegensatz etwa zu wenigen zehn Kilometern im Durchmesser oder wenigen hundert Metern im Durchmesser. Überdies besitzen Mesozyklonen eine Spannweite an Intensitäten, wobei diese gewöhnlich in Größen wie Scherung oder Vorticity (Wirbelhaftigkeit) abgeschätzt werden. Eine andere Bestimmung der Intensität könnte wohl die höchsteüberhaupt auftretende Windgeschwindigkeit innerhalb der mesozyklonalen Zirkulation sein (deren Grenze könnte ein wenig schwierig zu definieren sein, falls man dazu gezwungen wäre). Einige Mesozyklonen, vielleicht sogar welche am unteren Ende der Größenordnung, könnten einfacherweise mit den höchsten Windgeschwindigkeiten in einem Bereich in Zusammenhang gebracht werden, wo Schaden als ein Ergebnis der Wechselwirkung mit der Erdoberfläche auftritt. So ein Fall, wenn er denn tatsächlich passiert, entspricht der Tornadodefinition, welche ich zuvor bereits zitiert habe! Das bedeutet, dass es sich um eine heftig rotierende Luftsäule in Verbindung mit hochreichender Feuchtkonvektion handelt, die die Erdoberfläche berührt. Diese Fälle können in der entsprechenden Umgebung sogar Wolkenmaterial am Boden haben, wodurch sie sich als breiter Tornado manifestieren.

b. Mehrfachwirbel- Mesozyklonen Gene Moore (ein durchaus namhafter und sehr geschätzter Sturmjäger) zeigte mir einmal Bilder eines erstaunlichen Falls, dessen Zeuge er in Texas Panhandle wurde. Er ging mit einer deutlich rotierenden Wall cloud einher, die einen Durchmesser von offenbar einigen Kilometern besaß. Von Zeit zu Zeit habe sich eine Trichterwolke gebildet, die zu etwas führte, was wie ein schlanker, seilartiger Tornado um die Peripherie der Wall cloud erschien. Die Trichterwolke dehnte sich typischerweise kurz bis zur Erdoberfläche aus und löste sich dann auf, wenige Minuten später gefolgt von einem weiteren, derartigen Ereignis an anderer Stelle in der Peripherie der Wall cloud. Augenscheinlich setzte sich dies eine Weile fort. Ist jedes derartige Ereignis ein einzelner Tornado, oder sind sie lediglich in einen einzigen multi-vortex-Tornado eingebettete Wirbel mit Intensitätsschwankungen ? Falls sich jemand den Schaden sorgfältig angesehen hätte, wäre ihm nicht völlig klar, dass ein einzelner Schadenspfad daran beteiligt gewesen wäre. Der Schaden mag in Anbetracht der Launen der damit verknüpften Vorfälle und der Wahrscheinlichkeit eines schadensbringenden Ereignisses , das mit etwas (Bäume und Gebäude sind in Texas Panhandle sehr spärlich gesäet) Wechselwirkung hatte , um sichtbar zu werden, recht chaotisch erscheinen.

Kurze Abschnitte des Schadens könnten verschiedenartige Ausrichtungen haben und sich eher launisch präsentieren. Ohne bildliche Dokumentation wäre es anhand einer Schadensüberprüfung denkbar, aus dem Fall die Schlussfolgerung zu ziehen, eine Serie von Microbursts oder eine Reihe von kurzen Tornados sei dafür verantwortlich. Beachte, dass ein sehr geschätztes Expertenteam (, das anonym bleiben wird), den Weg eines dokumentierten Tornado vom 10. April 1979 nahe Seymour, Texas überflog und zu dem Ergebnis kam, dass es sich um eine schwere Fallböe handelte, daher habe ich Grund zur Annahme, dass eine Schadenserfassung, selbst von erfahrenen "Experten" vorgenommen, nicht zwingend endgültig ist.

 

Wer kann bei einer gegebenen Mesozyklone behaupten, dass es sich immer um dynamisch beständige, langsam entstehende Phänomene handelt? Eine Mesozyklone kann sicherlich die gleiche multi-vortex-Komplexität äußern, welche nahezu alle Wirbel aufweisen, die in einem kleinen Tornado"ausbruch" einer bestimmten Art gipfeln (wie von Snow und Agee 1975 beschrieben). Angenommen, es gab eine ziemlich geordnete Produktion dieser Vorkommnisse in Zusammenhang mit einem sich fortbewegendem Gewitter, absatzweise in Raum und Zeit. Dieser Fall würde als eine Tornado"familie" in Verbindung mit einer ziehenden Superzelle erscheinen (die Fargo-Fälle vom 20. Juni 1957 sind das prototypische Beispiel, wie von Fujita 1960 dokumentiert). Für diesen Fall haben wir es allgemein vorgezogen, sie als voneinander getrennte Tornados anzunehmen, doch es könnte eingewendet werden, dass es sich in Wirklichkeit um einfache Erscheinungsformen eines Einzelfalls handelt : eine langlebige Mesozyklone mit eingebetteten mehrfachen Wirbeln. Wo ziehen wir hier die Grenze ? Sind Situationen, wo sich die Klassifizierung als mühevoll erweisen könnte, so schwer vorstellbar ? Wie wäre es mit einer kleinen, heftigen Mesozyklone in einer Umgebung mit hoher Luftfeuchtigkeit? Solch ein Ereignis könnte eine nahezu durchgehende Absenkung und verstreute Schäden besitzen, mit Subvortices , welche als Tornados oder Tornadozyklone bezeichnet werden könnten. Wie groß (klein) und heftig (schwach) kann ein Tornado (Tornadozyklone, Mesozyklone) werden ? Wo schlägst Du vor, die Trennlinien zwischen Tornado, Tornadozyklone , Mesozyklone zu setzen ? Wie bereits angemerkt erzeugt die Atmosphäre lediglich Wirbel und weder weiß sie davon noch kümmert sie sich darum, wie wir es vorziehen, die Fälle zu interpretieren.

 

c. Umfangreiche Mehrfachwirbel-Vorkommnisse. Ich sah ein Video (in Tornado Video Classcis III) eines anderen, erstaunlichen Falls in der Texas Panhandle, nahe Lazbuddie am 10. Mai 1991. Dieser war mit einem verhältnismäßig großen Tornado (in der Größenordnung eines UC-Trichters) im Zentrum eines Rings aus kleineren tornadischen Wirbeln verbunden. Der mittige Trichter war beständiger als die Umgebenden, mit einigen von Zeit zu Zeit sich gleichzeitig in Bodenkontakt befindenden Trichterwolken. Handelt es sich bei jedem Trichter in diesem Fall um einen einzelnen Tornado, oder sind sie alle lediglich die Manifestation eines einzelnen tornadischen Falls , der mehrfache Wirbel aufweist? Ist es ein Tornado innerhalb einer multivortex- Mesozyklone ? Oder ist es ein primärer Tornado mit zahlreichen, zeitgleichen Satellitwirbeln ? Wie klassifiziert einer so ein Durcheinander ? Vermutlich sind das seltene Fälle, doch wieviele Tornados genau sollten für die solche Fälle festgehalten werden?

d. Tornadozyklone. Während dem Pampa, Texas Tornado, bei dem ich am 8. Juni 1995 die Ehre hatte, Augenzeuge zu werden, geschah eine faszinierende Entwicklung. Der Tornado, den ich den "ersten" Tornado nennen werde, begann als eine zerfetzte, rotierende Absenkung , welche einige kurze Phasen von Staubwirbeln und kleinen Trümmerwolken auf dem Boden hervorrief, offenbar draußen in der freien Landschaft südöstlich von Pampa. Zur gleichen Zeit erschienen und verschwanden dann Mehrfachwirbel- Trichter in niedrigen Höhen innerhalb weniger Sekunden bei verschiedenen Gelegenheiten. Im Anschluss daran schien sich der Tornado stark aufzulösen, mit einem neuen Gebiet sich entwickelnder Rotation, als ein wolkenfreier Einschnitt sich um einen abgeschnittenen , kegelförmigen Trichter wickelte, der sich nahe der ursprünglichen auflösenden Rotation befand. Dieser zweite Bereich entwickelte sich zu einem sehr "stabilen" Tornado. Nachdem dies geschah, entwickelte sich im Nordosten des von uns beobachteten Ereignisses ein weiterer Trichter, den ich den "dritten" Tornado nennen werde. Das Zusammenspiel von diesen beiden Zyklonen war in der Weise sonderbar, dass sich der zweite Tornado (die ganze Zeit südwestlich des sich bildenden dritten Tornados) zunächst westwärts, dann nordwärts und schließlich nordostwärts bewegte, wohingegen der dritte Tornado ( der sich rasch ausprägte, als der zweite sich auflöste) offenbar hauptsächlich nach Norden zog. War die erste Serie von kurzen Trümmerwirbeln und gelegentlichen Mehrfachwirbel-Trichtern (ohne vollständigen Kontakt zur Wolkenbasis) ein getrenntes Ereignis von jenem, das schließlich durch die westliche Pampa zog? Oder handelte es sich insgesamt um einen Tornado ? Existierten zwei Mesozyklonen oder sahen wir voneinander getrennte "Tornadozyklonen" innerhalb einer einzigen Mesozyklone? Vielleicht erlauben uns die verfügbaren Daten Antworten - aber höchstwahrscheinlich nicht. Natürlich wären in den meisten Fällen hochaufgelöste Daten und Videoaufnahmen des Ereignisses nicht verfügbar. Diese Einzelheiten sind in den meisten Fällen einfach verloren.

e. Andere ,seltsame Dinge. Es ist plausibel zu glauben, dass sich Böenfrontwirbel zu Tornados entwickeln können (s. unten); es gibt zumindest einige Hinweise (z.B. von Erik Rasmussen aus einigen persönlichen Treffen ). dass dies ein echter Staubsteufel ebenso könnte ! Im Wesentlichen gibt es viele Möglichkeiten, aus einem vorher existierenden , nichttornadischen Wirbel einen heftigen Wirbel zu erzeugen. Da wir Vieles nicht kennen oder verstehen, sollten wir , unter sorgfältiger Ausschau, damit fortfahren Beispiele zu finden, die nicht in unsere netten, sauberen Hypothesen passen. [8]

 

Die Fälle, die ich ich oben beschrieb und weitere , einige in der rezensierten Literatur (Doswell und Burgess 1993 , Davies et al. 1994, Forbes und Wakimoto 1983, etc.) und andere nicht, bringen mich alle dazu, mich stärker mit dem auseinanderzusetzen, was wir als Tornados im historischen Datensatz festgehalten haben. Insoweit es diese Statistik betrifft, war der Drei-Staaten-Tornado beispielsweise ein einzelner Tornadofall. Wie bereits anderswo diskutiert wurde (Doswell und Burgess 1988) , gibt es Raum für Erörterungen darüber, ob es sich tatsächlich um einen Einzelfall handelte oder nicht. Die Kontinuität des Schadensweges ist, wie ich andeutete, nicht völlig überzeugend , dass ein einzelner Tornado beteiligt war. Natürliche hinterfrage ich selbst, ob eine Tornado"familie" der Art [of the sort ], die mit dem Drei-Staaten-Fall zu tun haben könnte, wirklich mehr als ein Einzelfall ist. Mit anderen Worten, ich beziehe hier keine dogmatische Stellung - ich bin bereit und darauf erpicht, andere Ansichten ins Auge zu fassen, aber was mich betrifft, so haben wir (a) die Debatte und erreichen (b) einen gewisse Einigkeit darüber, wie man die tatsächlichen Geschehnisse festhalten sollte. zurück

7.Wir bewegen uns mühsam in Richtung einer Definition

 

Die Entwicklung von wissenschaftlichem Verständnis über Tornados bedeutet nicht , dass Klarheit durch den Einblick unmittelbar folgt. Wie bereits erwähnt empfinde ich in gewisser Weise eine Besorgnis über unsere Konzepte der Tornadoentstehung. Ein Tornado ist (wie ich es ausdrücken möchte) ungeachtet von Details bei der Definition kein Objekt ; er ist ein Vorgang. Das heißt, das Windfeld, welches wir als Tornado definieren ,existiert als Folge von , und entwickelt sich als Reaktion auf, andere Vorgängen. Aufgrund von Beobachtungen scheint es so, dass Wirbel dieser Intensität nahezu ausschließlich in Verbindung mit hochreichender Feuchtkonvektion entstehen. Es gibt sicherlich Staubteufel (trockenkonvektive Wirbel) , die schadensträchtige Ausmaße erreichen können, doch sind sie selten und wir wissen in Wirklichkeit nichts über ihre Verbreitung. Da sich der stärkste Staubteufel wahrscheinlich in Trockenzonen mit sehr spärlicher Bevölkerung ereignet, ist unsere Ignoranz gegenüber solchen Ereignissen groß.

Innerhalb der Bandbreite an Wirbeln, die mit hochreichender Feuchtkonvektion zusammenhängen, vermute ich eine Reihe von unterschiedlichen Vorgängen, die zu Wirbeln in konvektiven Wolken führen können, wovon sehr wenige die Oberfläche beeinflussen. Es gibt einige begrenzte Erwähnungen dieser Fälle in der Literatur (Moller et al. 1974; Cooley 1978; Doswell 1985 [p. 107]; Bluestein 1988; Doswell and Burgess 1993; Bluestein 1994; etc.). Beispielsweise nennt Cooley's Paper als Einziges "Kaltlufttromben" in den einschlägigen Fachzeitschriften. Hin und wieder hörte ich von Trichtern, die von den operationellen Vorhersagern beim NWS in Situationen als "Kaltlufttromben" tituliert werden, die äußerst verschieden von dem Prototyp sind, der von Cooley beschrieben und von Doswell und Burgess (1993) kurz diskutiert wurde. Eine irrtümliche Einteilung dieser Wirbel kann durch das wahrgenommene Bedürfnis, überraschende Beobachtungen von Trichtern zu "erklären" , angespornt werden, aber es richtet wahrscheinlich mehr Schaden als Gutes an , eine schlechte Erklärung anzubieten. Unglücklicherweise ermöglicht die Wissenschaft kaum mehr als Spekulation über die Ursprünge dieser meist nichttornadischen Wirbel (z.B. Bluestein 1994). Es ist denkbar, dass ein kleiner Prozentsatz dieser unwesentlichen Fälle (Beispiele werden in Fig.4 und Fig. 5 gezeigt) schadensbringende Winde auf dem Erdboden hervorrufen könnten, doch habe ich keinerlei Ahnung, wie groß dieser Prozentsatz sein könnte, noch durch welche Prozesse diese Wirbel schadensträchtige Intensität am Boden erreichen könnten, ganz zu schweigen von ihrer Herkunft.

 

Fig .4 Beispiel eines nichttornadischen Wirbels, der an der Nordwestflanke des UC-Sturms am 24. Mai 1973 gesehen wurde [photo © 1973 C. Doswell], wie in Moller et al. 1974 diskutiert

 

 

Fig 5. Beispiel eines nichttornadischen Wirbels in Verbindung mit einer sich auflösenden Haufenwolke am 13. April 1976 , hae Shamrock ,Texas [photo © 1976 C. Doswell]. Diese werden von Jägern manchmal unter "Hufeisenwirbel" -Trichter bekannt.

 

 

Ereignisse , die wir vernünftigerweise als Tornados bezeichnen, stehen offensichtlich in Zusammenhang mit:

  • der Mesozyklone (in Superzellen),
  • bodennahe Fronten , die durch den konvektiven Sturm verursacht werden (in Superzellen und Nichtsuperzellen),
  • bodennahe Fronten, die nicht durch Konvektion verursacht werden, jedoch mit der Konvektion (in Superzellen und Nichtsuperzellen) eine Wechselwirkung eingehen.

Wie in Davies-Jones und Brooks (1993) erwähnt und in einem anderen Essay von mir diskutiert, ist der Streitpunkt bei einem Tornado, wie man die hohe Vorticity nahe des Bodens erhält. Offenbar sind Vorgänge, die in Zusammenhang mit der Mesozyklone und bodennahen Fronten stehen, möglicherweise Kandidaten, um tornadische Vorticity am Erdboden zu erzielen. Ich merke an, dass eine Superzelle (in meinen Augen) lediglich eine mesozyklonale Zirkulation benötigt, die gewisse Kriterien (siehe Doswell 1996) erfüllen muss, um als Superzelle zu gelten und dass die Mesozyklone nicht notwendigerweise in tieferen Niveaus präsent sein muss (es gibt andere Ansichten, siehe z.B. Droegemeier et al. 1996). Bodennahe Mesozyklonen sind offensichtlich das Ergebnis verschiedener Vorgänge als solche, die mittelhohe Mesozyklonen entstehen lassen (siehe Brooks et al. 1994). Zum jetzigen Zeitpunkt ist unklar , welcher Prozentsatz an bodennahen Mesozyklonen Tornados verursacht, doch offenbar weniger als 50 % dieser Stürme mit Mesozyklonen auf jeglichem Niveau rufen Tornados hervor. (Beachte - ergänzt am 26 June 1998: Dieser Prozentsatz kann bei 10% liegen!)

 

Im Falle von "landspouts" scheint es so, dass vorher bestehende Wirbel entlang vorher bestehenden bodennahen Fronten die Tornadoentstehung "erklären" können. Hinsichtlich dieser Tornados, die sich in der Höhe zu bilden scheinen und absteigen (die TVS - siehe Trapp und Davies-Jones 1996) , kann die Geschichte unübersichtlich dynamisch werden, und die Wechselwirkung zwischen dem Aufwind und seinem eigenen niederschlagsgekühlten Ausströmen einbeziehen. Es wäre auch möglich, dass tatsächlich Fälle eine schwierige Mischung von allen drei Prozessen [(a)-(c), darüber] zeitweise beinhalten. Was wir auch immer in der Wirklichkeit über diese Vorgänge herausfinden, es wird beinahe mit Gewissheit darauf hinauslaufen, dass kein einzelner Pfad zu einem Tornado existiert, sogar wenn wir unser Augenmerk auf diese Fälle einschränken, bei denen es sich um klare und unzweideutige Tornados handelt ( Landspouts miteinbezogen - landspouts sind Tornados - infolge jeder angemessenen Tornadodefinition. Wie bei waterspouts bevorzuge ich keinen speziellen Begriff für diesen Spezialfall, da er nur Verwirrung zu erzeugen scheint). Nicht alle bedeutenden Tornados sind identisch, sogar wenn sich ihre Strömungsfelder am Ende ähneln - ein Wirbel hat nach all dem eine bestimmte charakteristische kinematische Struktur ungeachtet der dynamischen Prozesse, die ihn entstehen ließen.zurück

8. Was machen wir mit "Böenfrontwirbeln" ?

 

Es gibt eine weitere Klasse von Ereignissen, die uns jede Menge Kopfzerbrechen bereitet hat : Böenfrontwirbel. Beobachtungen weisen eindeutig darauf hin, dass sich entlang der Südkante einer Outflow Boundary verhältnismäßig schwache, kurzlebige Wirbel entwickeln können. Die Mechanismen , die zu diesen Wirbeln führen? Niemand hat wirklich eine Ahnung davon. Daher ist beinahe alles, was ich über diese Ereignisse sagen kann, reine Spekulation.

Wir haben darüber keine detaillierten Dopplerradarbeobachtungen ; wir haben darüber keine numerischen Simulationen ; wir haben praktisch kein gesichertes Wissen.Alles, was wir haben, sind Einzelberichte von Sturmjagden und einige Parallelen zu Dingen, die wir in Laborsimulationen gesehen haben (Idso 1975). Die optische Erscheinungsform von echten Böenfrontwirbeln (im Gegensatz zu Tornados entlang einer Böenfront, bei denen es sich um deutlich andersartige Phänomene handelt) gibt zu erkennen, dass sie sehr flach sind (vielleicht 10-100m hoch) und keine augenscheinliche Verbindung zu irgendeinem Prozess aufweisen, der an der Wolkenuntergrenze oder darüber geschieht (Fig.6). Wenn sie entstehen, und das meiner Ansicht nach häufig, dann treten sie in "Schwärmen" derartig auf, dass mehrere gleichzeitig entlang derselben Böenfront existieren, sich innerhalb von nicht mehr als ein paar Minuten entwickeln und auflösen und wahrscheinlich nur relativ schwache Böigkeit besitzen. Einer schadensträchtigen Böenfront vorgelagert (d.h. einem Downburst) können sie lokale Schadensdichten verkörpern. Einer nicht schadensträchtigen Böenfront vorgelagert, können sie sich als isolierte Schadensfälle in einer ansonsten harmlosen Lage äußern. Meine Vermutung lautet, dass sie typischerweise eine kleinere Störung von im Wesentlichen keinerlei Bedeutung darstellt, ausgenommen in seltenen Fällen.

 

 

Fig.6 - Einer von mehreren Böenfrontwirbelereignissen nahe Welch, Texas am 23. Mai 1982 [photo © 1982 by Chuck Doswell]

 

Ich besitze Einzelberichte von einem Böenfrontwirbel, der sich zu einem echten Tornado fortentwickelte [Dave Blanchard, persönliche Kommunikation], aber diese Entwicklung beinahe mit Gewissheit sehr selten. Während einige echte Tornados anfangs einem Böenfrontwirbel zu Beginn ähneln mögen, würde ich es sicher für bequem halten, Böenfrontwirbeln (so wie ich sie definierte) den Status von echten Tornados zu verweigern. Unglücklicherweise wird es sehr schwierig werden, den Leuten beizubringen, wie sie diese von anderen Wirbeln, die sich in Zusammenhang mit hochreichender Feuchtkonvektion ereignen, unterscheiden können. Ich stieß sicher auf eine Reihe von unterschiedlichen Ansichten über Tornados, nämlich unter Meteorologen, viel weniger unter den Normalbürgern. Es scheint da einen beunruhigenden Trend zu geben, von allen Tornados, die an einer Böenfront geschehen, als "Böenfrontwirbel" zu sprechen, wohingegen ich offenbar ohne großen Erfolg versuchte, diesen Begriff auf seichte Wirbel an Böenfronten zu beschränken, die sich nicht weit von der Wolkenbasis entfernt ausdehnen. Darüberhinaus begegne ich , selbst nach 20+ Jahren der (Sturm)jagd auf dem Buckel, noch Sachen, die ich niemals zuvor gesehen habe. Wie verhält es sich mit jemanden, der so etwas zum ersten Mal erlebt ? Falls dieser jemand verwirrt ist und eine lange Zeit braucht, um die Dinge ins Reine zu bringen, die er/sie erfahren hat, dann bin ich der Meinung, dass ihnen vergeben werden sollte. Doch jederzeit dürfen wir nicht annehmen, dass die Öffentlichkeit angeboren dumm ist. Manche Leute berichten ziemlich genau von dem, was sie sahen, doch beschreiben sie es in unpassenden Wörtern (z.B. , ein Tornado mit mehreren Wirbeln wird zu mehreren Tornados, die zu einem verschmelzen).

Es gibt da eine Menge, was wir nicht wissen, was entlang scheinbar langweiligen zweidimensionalen Böenfronten passiert! Wahrscheinlich sind Böenfronten dynamischen Instabilitäten in einer Vielfalt von Skalen zugeneigt, darunter bleiben einige klein (Böenfrontwirbel), andere sind groß und ausdauernd genug ("misoskalige" Wirbel) ,um ein echter Tornado zu werden. Es kann ein umfangreiches Spektrum an Wirbelstrukturen entlang von Böenfronten geben, worunter viele keine "tornadischen" Ausmaße erreichen (jedoch können wir es vorziehen, diese als Tornado zu bezeichnen). Falls das der Fall ist, dürfte die Vorhersage ziemlich schwierig werden , wann eine Böenfront zerstörerische Wirbel produzieren würde ,von Böenfrontwirbel bis - inbegriffen - dem was ,man unzweifelhaft als Tornados bezeichen würde.Die Thematik darüber, was entlang von Böenfronten passieren könnte, wurde von Isdo (1974,1975) in einer sehr spekulativen Art und Weise verfasst, jedoch wurde kaum zur Kernfrage vorgedrungen.zurück

9. Kaltlufttromben

 

Diese Thematik scheint nie enden zu wollen, daher glaube ich, dass ich ein wenig mehr über Kaltlufttromben sagen sollte. In der Literatur findet man nicht viel über sie - das einzige veröffentlichte Paper darüber , von dem ich weiß, is das oben erwähnte von Cooley (1978) und es bietet relativ wenig Erkenntnisse. Doswell und Burgess (1993) behandelten sie, jedoch nicht in die Tiefe gehend, da wenig Tiefergehendes gesagt werden könnte. Sie ereignen sich in Verbindung mit konvektiven Wolken (die mit kaum oder keinem Donner auftreten) , welche sich innerhalb eines Kaltluftreservoirs in der Höhe entwickeln, in Umgebungen mit verhältnismäßig wenig vertikaler Windscherung. Diese sollten von Tornados unterschieden werden, die bei Superzellen mit niedrigen Obergrenzen entstehen (die sich typischerweise in Umgebungen bilden, die in der Höhe beachtlich kalt sind, jedoch beträchtliche vertikale Windscherung aufweisen) und von "landspout"-artigen Ereignissen (die verhältnismäßig wenig vertikale Windscherung besitzen, jedoch nicht an ein Kaltluftreservoir in der Höhe gebunden sind). Kaltlufttromben sind nicht das Ziel vordringlicher Studien wegen ihrem typischen Mangel an mit ihnen verbundenen Schäden und Verlusten - jeder macht sich wegen anderer Dinge Sorgen, die wirklich Schaden anrichten und Verluste erzeugen. Nach meiner Erfahrung werden viele Fälle unsachgemäß als "Kaltlufttromben" bezeichnet, sogar wenn sie nicht direkt mit Kältereservoirs in der Höhe verbunden sind, einfach , weil diese Fälle ungeklärt sind (wie in Kapitel 7, oben, vermerkt). Falls einer von ihnen in der Lage sein sollte, auf dem Boden Schäden zu verursachen, so sähe ich es als Tornado - schlicht und einfach.zurück

10. Horizontale Homogenität?

 

Falls wir es zulassen, dass vorher bestehende Fronten oft mit Konvektion in Wechselwirkung treten und dass die Interaktion sehr wichtig für die Tornadoentstehung sein kann, formiert sich ein recht komplexes, vielleicht einschüchterndes Bild. Manchmal scheint die Interaktion die Tornadoentstehung zu fördern, während sie zu anderen Zeitpunkt diese verhindert. Nicht jede Front mit der ein Sturm interagieren kann, ist die Gleiche. Noch muss die Interaktion jederzeit exakt denselben Ablauf einhalten, wenn die Fronten nahezu identisch sind - vielleicht gibt es viele Faktoren (Alter des Sturms, seine Bewegung relativ zur Front, seine Orientierung relativ zur Front, die detaillierte Struktur dieser speziellen Front, etc.) , die den Ablauf der Interaktion abwandeln können. In dieser Arena sind wir derzeit abgrundtief unwissend. Wir besitzen lediglich sehr unentwickeltes Wissen über diese Wechselwirkungen. Es scheint so ,als ob Fronten aller Arten im Überfluss in "klarer" Luft existieren und nur gelegentlich als Wolkenlinien auf Satelliten erscheinen können. Einige von ihnen erscheinen auf hochempfindlichen Radars (wie dem WSR-88D) , doch wir wissen gleich nichts über sie - ihre Ursprünge, Struktur und Entwicklung sind offene Themen für Spekulation , besonders operationell.

Vieles weist daraufhin, dass sogar Superzellen an "synoptisch erwiesenen" Tagen mit einem Tornadoausbruch nicht notwendigerweise Tornados über einen in sich abgeschlossenen , "stufenförmigen" Vorgang produzieren. Davies et al. (1994) deutete an, dass die Hesston Tornadofamilie eine Wechselwirkung mit einer vorher bestehenden Front eingegangen sein kann. Jim Purdom sagte ähnliche Dinge jahrelang (z.B.Purdom and Sinclair 1988) über viele Stürme an Tagen mit Ausbrüchen. An dieser Stelle legen die numerischen Sturmsimulationen (nahezu alle mit horizontalen , homogenen Anfangsbedingungen eingeleitet) nahe, dass diese Wechselwirkungen nicht nötig sind. Nichtsdestrotrotz weisen echte Stürme die störende Neigung auf, Tornados hervorzubringen,die in Verbindung mit Wechselwirkungen stehen, welche vorher bestehende horizontale Inhomogenitäten einbeziehen.Es wäre denkbar, dass wir die Tornadoentstehung ohne Beinhaltung von inhomogenen Anfangsbedingungen in unseren numerischen Simulationen einfach nicht richtig verstehen können - siehe meinen Essay zu Post-VORTEX Gedanken. Angesichts der verwirrenden Natur dieser Wechselwirkungen mit einer Vielfalt an Fronten , die in unseren neuen, hochaufgelösten Beobachtungen erscheinen, wird es eine Herausforderung werden, dem roten Faden der Tornadoentstehung zu folgen. Es wird einige Zeit dauern, bis wir gebräuchliche Charakteristiken festlegen können und damit beginnen, Ordnung in das augenscheinliche Chaos zu bringen. Es scheint mir, dass wir mit einer Klassifizierungslehre (Klassifizierungsschema) , das daran scheitert, Tornados anhand der wichtigen physikalischen Prozesse zu unterscheiden, schlecht bedient sind, um eine künftige , geordnete Entstehung zustande zu bringen.zurück

11. Eine Datenbank über Tornados

 

Unglücklicherweise sind wir ein wenig in einem "Catch-22"-Rätsel gefangen, da wir nicht wissen (in einer vollständig zufriedenstellenden Weise wenigstens ), welches die bedeutenden physikalischen Vorgänge sind : um Tornados zu verstehen , benötigen wir eine eindeutige Klassifikation - doch um diese zu entwickeln , benötigen wir das Verständnis über Tornados. Ich bin davon überzeugt, dass wir uns irgendwann einmal aus diesem Dilemma befreien können, doch es wird kleine , stufenweise Schritte erfordern, zuerst etwas über Tornados zu lernen und dies dann auf die Klassifikation anzuwenden. Vielleicht können frühere Einteilungen ohne Informationen über besondere Fälle nicht gerettet werden , die , falls wir sie jemals hatten, über die Zeit verloren gingen. Die Datenbank über Tornados sollte regelmäßig für die Einbindung der Information geändert werden,die benötigt wird, um die Fälle so einzuteilen, dass sie den besten Wissenstand zu einem gegebenen Zeitpunkt wiedergeben.Es hat wenig Sinn, so weiterzumachen wie bisher, da wir dadurch die Chance verpassen, ein besseres Verständnis zu erlangen. Besser wir ändern oft die Bestandsliste, wenn wir ein besseres Verständnis entwickeln - wir können immer hochwertige Daten "herabsetzen", um sie wie minderwertige Daten aussehen zu lassen, falls Konsistenz das Ziel wäre - doch das Umgekehrte ist normalerweise nicht möglich.

Mein Kollege, Erik Rasmussen hat eine interessante Idee für eine neue Datenbank vorgeschlagen, welche sich die Öffentlichkeit ansehen kann.

Den Tag, an dem wir eine einfache Sammlung von "Tornadofällen" besitzen, sollten wir bald hinter uns gelassen haben, falls wir jemals dazu imstande sind, ein tieferes Verständnis über die Prozesse zu erhalten. Wir müssen unsere Datenbank ausdehnen, um Informationen über den Sturm einzubeziehen, die zu dem Ereignis geführt haben : war es eine Superzelle ( unter Verwendung gleich welcher Definition , die wir als Konsens erreichen können) ? War es eine sich gerade entwickelnde Wolke oder ein Sturm im Reifestadium? Interagierte es mit einer nachweisbaren Front? Was ist (sind) die Quelle(n) für die Informationen über den Fall? Falls die Einschätzungen auf quantitative Weise erfolgen , welche Daten wurden verwendet und wie wurden die Schwellen definiert? Falls die Einschätzungen subjektiv vorgenommen werden, auf welchen Tatsachen basieren sie? Und so weiter. [3] Wir müssen außerdem damit anfangen, eine gewisse Art der Unterscheidung unter Tornados vorzunehmen, sie vielleicht erst einmal zu gruppieren. Ist der Tornado in einem optischen Sinn "stabil", so wie ich es beschrieb ? Existieren irgendwelche Unterbrechungen oder Unregelmäßigkeiten in der Schadensspur und was ist die Beschaffenheit dieser Unregelmäßigkeiten? Hing der Tornado an einer wall cloud oder nicht? Wie verhielt sich der Ort des Ereignisses relativ zur Mesozyklone, falls mit dem Sturm eine Mesozyklone verbunden war (und was ist die operative Definition einer Mesozyklone?) ? Entsprach der Fall irgendeinem der bekannten Kategorien an konvektiven Wirbeln (gleich welche Kategorien das zum jetzigen Zeitpunkt sein können) ? Besaß er irgendwelche markanten Merkmale (z.B., kein sichtbarer Trichter, mehrfache Wirbel, weich und laminar, zerrissen und turbulent, sehr breit, dramatische Veränderungen in seinen Eigenschaften während seines Lebenszyklus, etc.) ?

Ich erkenne durchaus, dass die verlangten Informationen, bezogen auf unseren jetzigen Standpunkt, umfangreich sind. Allerdings scheint mir eine eine "Datenbank zu Tornados", die keine umfangreichen Informationen über Tornados fordert, nicht viel anzubieten, ausgenommen vielleicht den Statistikern von Versicherungsunternehmen, die sich nicht mit wissenschaftlichen Feinheiten befassen. zurück

12. Das Erkennen tornadischer Schäden

 

Neil Stuart (derzeit am Wakefield, VA office des National Weather Service) schnitt über E-mail-Verkehr ein paar interessante Punkte an. In einigen Fällen gibt es sehr starke horizontale Windscherung in Stürmen (sogar in tropischen Zyklonen) - die mit dieser Windscherung verbundenen Windgeschwindigkeiten können schadensträchtige Maxima erreichen und daher Schadensspuren erzeugen. Offensichtlich trifft dies auf Gewitter zu, wenn diese starkes Ausströmen hervorrufen (oftmals schwere Fallböen genannt). Entlang der Flanken einer schweren Fallböe können starke horizontale Windgradienten gefunden werden, und diese Scherungen können mit beträchtlicher Vorticity (sowohl zyklonal als auch antizyklonal) in Zusammenhang gebracht werden. In der Theorie sind diese Blätter horizontaler Windscherung instabil und sollten sich in einer Reihe diskreter Wirbel "einrollen" (Fig.7) ; im Verlauf wird die Vorticity entlang der Scherungslinie (ursprünglich entlang dieser Linie ausgebreitet) in eine Reihe von Wirbeln konzentriert.

 

Fig.7

 

Fig.7 Ein schematischer Blick auf das "Einrollen" eines Wirbelblatts wobei die Scherungslinie auf dem Erdboden ein vertikales Blatt von vorticity darstellt. In (a) breitet sich die Vorticity (gepunktet) entlang der Scherungslinie aus; in (b) und (c) wird die Vorticity zunehmend in diskrete Vorticityzentren konzentriert, wenn das Einrollen fortschreitet. In diesem Beispiel ist die Richtung mit einem rechtsdrehenden Wirbel verbunden, doch der Beweis ist vom Vorzeichen der der Vorticity unabhängig.

Falls starke Vorticity zu einem bestimmten Augenblick entlang einer Linie verteilt ist, ist es daher wahrscheinlich, dass sie sich in eine Kette separater Vorticityzentren aufteilt. Dies könnte für die Herkunft von Böenfrontwirbeln Bedeutung haben , und wurde genauso für Tornados in Betracht gezogen (obwohl Tornados komplexer sind, weil sich nicht alle Tornados in derselben Art und Weise zu entwickeln scheinen). Jedoch ist der Hinweis wichtig, dass hohe Vorticity dazu neigt, sich eher zu kompakten Zentren zu entwickeln als entlang einer Linie aufgereiht zu sein.

Wie in meinem vorticity primer besprochen, hängt das Problem, ob ein Wirbel oder nicht (z.B. eine kompakte Region an Vorticity) eine geschlossene Strömung erzeugt, teilweise vom Bezugssystem ab. Wenn sich ein mäßig heftiges Vorticityzentrum relativ rasch fortbewegt,mag die Strömung relativ zum Boden kein geschlossener Wirbel sein. Tatsächlich besitzen viele schwache bis mäßige Tornados, die sich rasch fortbewegen, schadensträchtige Winde nur auf einer Seite des Wirbels. Dies erzeugt eine Schadensspur , die wenige oder keine direkten Hinweise auf Rotation beinhaltet - der ganze Schäden kann so erscheinen, als käme er mehr oder weniger aus der gleichen Richtung. Dies kann einige Ermittler zur Schlussfolgerung bewegen, dass es sich bei dem Fall nicht um einen Tornado,sondern eher um einen Microburst handelt. Das Verräterische ist jedoch die Existenz eines langen, begrenzten Schadensspfades. Wenn sich das Zentrum hoher Vorticity dort entlang bewegt, erzeugt es einen schmalen Schwaden an Schäden.

Falls der Schaden von einem sich bewegenden Zentrum hoher Vorticity verursacht wurde, was zu einer Schadensspur führte, die vergleichsweise schmal zu ihrer Länge ist, bin ich dazu geneigt, es Tornado zu nennen (oder Böenfrontwirbel, abhängig von den Umständen). Aus bereits genannten Gründen tendiere ich nicht dazu, die Tornadohypothese einfach abzulehnen, weil sich der Schaden eindimensional verhält. Das bedeutet, dass es mir nicht offensichtlich ist, dass die Strömung relativ zum Boden geschlossen sein muss, um das Ereignis als Tornados zu bezeichnen. Falls es Dopplerradardaten gibt, zeigt das Bezugssystem relativ zum Sturm oft eine ansehnlichen Betrag an Symmetrie in einem Wirbelstrom, sogar wenn der Strom relativ zum Boden sehr assymetrisch ist.

Eine schwere Fallböe (oder Microburst) erzeugt eine auseinandergehende Schadensspur, da die Winde bei Wechselwirkung mit dem Erdboden dazu gezwungen werden, auseinander zu strömen. Die resultierende Divergenz führt zu einer fächerartig geformten Schadensregion, die konzentriert beginnen kann, sich aber rasch ausdehnt und dabei abschwächt. Dies unterscheidet sich sehr von dem Schaden, der von einem sich fortbewegenden ,konzentrierten Vorticityzentrum ausgeht.

Auf der anderen Seite hört man die Leute oft sagen, dass solche Dinge wie abgedrehte Bäume, Straßenschilder und andere "Anzeichen für Rotation" implizieren, dass der Fall ein Tornado war. Allgemein beträgt die Größenordnung von Rotation in Tornados hunderte von Metern. Ein abgedrehter Baum kann aus rein geradlinigen Winden herrühren, wenn der Baumwiderstand zum Wind beispielsweise assymetrisch war , das heißt, der Baum gibt in einer assymetrischen Weise dem Wind nach. Diese Schadensbegutachter sollten sich über das allgemein bekannte Missverständnis zur Größenordnung tornadischer Vorticity im Klaren darüber sein; gewöhnlich ist diese größer als die beschädigten Strukturen und Objekte, daher sind die schadensträchtigen Winde in der Größenordnung der Strukturen "gerade". [9] zurück

13. Beobachtungsmeteorologie

Als abschließende Fußnote zum Ganzen, scheint es mir ,als hätten VORTEX und seine Nachfolger die Bedeutung und den Wert von Beobachtungsprogrammen unterstrichen. Wir haben soviel an Beobachtungen gesehen, dass wir das Meiste, was wir zu wissen glaubten ,wirklich bezweifeln. Es gab solche, die die Theorie und numerische Simulationen als soweit fortgeschritten erachteten, dass Beobachtungen lediglich zur Bestätigung theoretischer und numerischer Ergebnisse dienen könnten. In meinen Augen hat VORTEX diese Einschätzung entkräftet, wie in meinem anderen VORTEX-bezogenen Essay beschrieben wurde. Die Beobachtungen haben die Unzulänglichkeiten und Mängel dieser Annäherungen ziemlich klar aufgezeigt. Darüberhinaus offenbaren die neuen Datensätze eine Menge an neuen Phänomenen, über die wir nahezu nichts wissen. Die Bedeutung dieser neuen Phänomene hinsichtlich Tornadoentstehung werden jetzt noch nicht deutlich, doch sollte beachtet werden, dass wir sie von Vorneherein auch nicht als wichtige Faktoren ausschließen können. Es scheint so, dass Beobachtungsmeteorologie gewisse Unterstützung benötigt - die Schließung unserer Beobachtungsprogramme zugunsten von Theorie und numerischen Simulationen wäre eine wissenschaftliche Tragödie (und Travestie!!) für uns alle.Theorie, Modellierungen , und Beobachtungen haben gleichermaßen ihre eigene Rolle in der Wissenschaft zu spielen und wir können nicht ohne eines auskommen. Beobachtungsmeteorologie wurde in den vergangenen zwei Dekaden viel zu wenig Aufmerksamkeit und Wert beigemessen. Sinkende Haushalte ,die zu einer unverhältnismäßigen Aufteilung der Kosten führten, fallen auf die Beobachtungseinrichtungen zurück. Ich glaube, dass VORTEX eine Botschaft enthält : die Gemeinschaft sollte erkennen, dass Theorie und Modellierungen selbst nicht ausreichend sind, um unsere Wissenschaft zu tragen. zurück

 

Danksagungen: Ich schätze die hilfreichen Daten und Informationen , die mir von meinen Kollegen Dr. Harold Brooks and Mr. Greg Stumpf zur Verfügung gestellt wurden. Ich bin auch dankbar für das Feedback zu den vielfältigen Versionen dieses Essays von Dr. Jeff Trapp, Dr. Dave Blanchard, Mr. Roger Edwards, Mr. Neil Stuart, Jim Means, und Mr. Billy Williams. Ich würdige die Erlaubnis, copyright-geschützte Bilder von Dr. William Gallus and Mr. Dewayne Mitchell zeigen zu dürfen; bitte achtet ihren copyright-Schutz , indem ihr die Bilder nicht ohne deren ausdrücklichen Erlaubnis verwendet. Dank auch an Ken Howard, der mir einen Diascanner lieh, wenn ich ihn brauchte.

 


 

 

Quellen

 

Bluestein, H., 1988: Funnel clouds pendant from high-based cumulus clouds. Weather, 43, 220-221.

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