Wind, Wetter und Meer: Wenn Naturgewalten auf den Ozean treffen

Unter Naturgewalten versteht der Mensch Erscheinungen der Natur, welche über eine gewaltige Kraft verfügen, die sich nur schwer beherrschen lässt. Dabei kann es sich um Gewitter, Stürme, Vulkanausbrüche oder Erdbeben handeln.

Naturgewalten in den Ozeanen

Rund 71 Prozent unseres Planeten werden von den Ozeanen und deren Nebenmeeren bedeckt. Insgesamt gibt es fünf Ozeane. Dies sind der Pazifik, der Atlantik, der Indische Ozean, der Arktische Ozean sowie der Antarktische Ozean.

Unterschiede zwischen den Weltmeeren gibt es bei ihrem Volumen, Seegang, Salzgehalt und Gezeitensystem. Darüber hinaus kommt es auf den Ozeanen immer wieder zum Zusammentreffen mit unterschiedlichen Naturgewalten. Dazu gehören zum Beispiel

• Eisberge
• Orkane
• Tsunamis
• Seebeben sowie
• tropische Wirbelstürme wie Hurrikans, Taifune und Zyklone.

Diese Naturereignisse treten in verschiedenen Gebieten der Erde auf, haben aber miteinander gemeinsam, dass sie verheerende Schäden anrichten können.

Im Folgenden gehen wir genauer auf die unterschiedlichen Naturgewalten in den Ozeanen ein...

Orkane

Von einem Orkan ist die Rede, wenn ein Sturm Windgeschwindigkeiten von mindestens 117 Kilometern in der Stunde erreicht. Die Bezeichnung "Orkan" wird jedoch vornehmlich für starke Stürme in Europa verwendet. Dagegen bezeichnet man tropische Wirbelstürme mit Orkanstärke als Hurrikan, Taifun oder Zyklon.

Entstehung

In Mitteleuropa zeigen sich Orkane vor allem in den Herbst- und Wintermonaten. Grund dafür ist der besonders große Temperaturunterschied zwischen dem Polargebiet und den südlichen Regionen.

So trifft die kalte Polarluft auf die Warmluft aus der Äquatorregion. Den Zusammenprall dieser Luftmassen nennt man auch Okklusion. Dabei kann es zur Entstehung von Stürmen kommen, die Orkanstärke erreichen.

Abzugrenzen ist ein Orkan von einem orkanartigen Sturm. So erreichen orkanartige Stürme auf der Beaufortskala, die zur Klassifikation der Windstärken dient, höchstens Windstärke 11, während ein Orkan mindestens Windstärke 12 aufweist.

Gefahr durch Orkane

Bei Orkanen besteht die Gefahr von massiven Verwüstungen. Außerdem stellen sie ein Risiko für den Schiffsverkehr dar.

Zu den schwersten Orkanen der letzten Jahre zählen vor allem "Lothar" im Dezember 1999 und "Kyrill" im Januar 2007. Während bei "Lothar" Windgeschwindigkeiten von 180 Stundenkilometern auftraten, erreichte "Kyrill" sogar Spitzengeschwindigkeiten von 225 Kilometern in der Stunde.

Tsunamis

Zu den bedrohlichsten Urgewalten des Meeres zählen die Tsunamis. Gemeint sind damit riesige, lange Wellen, die sich bis zu 100 Meter hoch auftürmen können.

Der Begriff "Tsunami" stammt aus dem Japanischen und bedeutet "Hafenwelle". Die monströsen Wasserwellen sind in der Lage, sich über große Entfernungen hinweg auszubreiten.

Dringen sie in Bereiche mit geringer Wassertiefe vor, werden sie gestaucht und türmen sich deshalb an flachen Küsten zu einer gewaltigen Flutwelle auf, die das angrenzende Land überschwemmt. Weicht die Welle zurück, reißt sie Menschen und Material mit sich ins Meer.

Zu den typischen Merkmalen von Tsunamis gehören:

• sie werden vom Menschen an Land nicht unbedingt als Welle, sondern vielmehr als veränderung des Meeresniveaus wahrgenommen
• auf offener tiefer See sind die Wellen nicht hoch; die Wellenhöhe nimmt mit Annäherung an die Küste zu
• zwischen den Wellenbergen sind die Abstände auf offener tiefer See länger als im Flachwasserbereich
• je tiefer das Wasser, desto höher die Geschwindigkeit der Tsunamiausbreitung

Ursachen

In den meisten Fällen sind Tsunamis die Folge eines starken unterseeischen Erdbebens (Seebeben). Mitunter werden sie auch durch

• unterseeische Erdrutsche
• Vulkanausbrüche oder
• Meteoriteneinschläge

ausgelöst. Kommt es durch starke Winde bei Gewitter, wird auch von einem Meteotsunami gesprochen.

Zu einem Tsunami durch ein Erdbeben kann es nur bei Erfüllen folgender Bedingungen kommen:

• Erreichen einer Magnitude von mindestens 7
• ein Hypozentrum in der Nähe der Erdoberfläche am Meeresboden
• Vertikale Verschiebung des Meeresgrunds, dabei kommt es zu einer Bewegung der Wassersäule, die sich darüber befindet

Am häufigsten treten Tsunamis im Pazifischen Ozean auf. So befinden sich in der Subduktionszone des Pazifischen Feuerrings tektonische Erdkrustenplatten, die sich übereinander schieben. Da sich die Platten bei diesem Vorgang ineinander verhaken, kommt es zu Spannungen, die sich plötzlich entladen und dadurch Seebeben oder Erdbeben verursachen können.

Die tektonischen Platten verschieben sich dabei sowohl vertikal als auch horizontal. Durch die vertikale Verschiebung werden die sich darüber befindlichen Wassermassen entweder gehoben oder gesenkt. Aufgrund der Gravitation kommt es zu einer Verteilung des Wassers in Formen von Wellenbergen in sämtliche Richtungen.

Gefahr durch Tsunamis

Die verheerende Wirkung von Tsunamis wurde besonders im Dezember 2004 in Südostasien deutlich, als es zur schwersten Tsunami-Katastrophe der Neuzeit kam. Dabei fanden etwa 231.000 Menschen den Tod.

Verursacht wurde die Katastrophe durch ein schweres Erdbeben im Indischen Ozean vor Sumatra. Die Energie der Flutwelle war so groß, dass sie sich sogar bis nach Ostafrika ausbreitete.

Auslöser des Tsunamis war das Verhaken der schweren Ozeanischen Platte mit der leichteren Kontinentalen Platte. Dieser Vorgang führte zu einer gewaltigen Spannung, die sich in einem starken Seebeben entlud.

Um Tsunamis schneller erkennen und die gefährdeten Küstenregionen rechtzeitig warnen zu können, werden mittlerweile von mehreren Staaten technische Frühwarnsysteme genutzt. Dabei zeichnet man seismographische Plattenbewegungen auf, um die Tsunamis bereits bei ihrer Entstehung zu registrieren. Durch den Zeitvorsprung, der auf diese Weise gewonnen wird, lassen sich die gefährdeten Gebiete evakuieren.

Seebeben

Als Seebeben werden unterseeische Erdbeben bezeichnet. Das heißt, dass das Zentrum des Erdbebens sich unterhalb des Meeresbodens befindet. Die Entstehung von Seebeben geschieht auf die gleiche Weise wie bei einem Erdbeben, das durch dynamische Prozesse im Erdinneren verursacht wird.

Die Erde setzt sich aus mehreren Schichten zusammen. Von außen nach innen sind dies die Erdkruste, der Erdmantel, der äußere Erdkern und der innere Erdkern.

Die Erdkruste wird wiederum aus Platten in verschiedenen Größen zusammengesetzt, die sich ständig bewegen. So können sie sich aneinander vorbei schieben oder auch aufeinander zubewegen.

Bei diesen Bewegungen verhaken sich die Platten oft ineinander. Lösen sie sich wieder aus der Verhakung, führt dies zu Erdbeben. Mitunter werden Erdbeben aber auch durch Vulkanausbrüche oder Druckunterschiede bei der Rohstoffförderung verursacht.

Auswirkungen von Seebeben

Die Gefahr von Seebeben besteht vor allem darin, dass sie, wenn sie sehr stark sind, die Entstehung von Tsunamis verursachen können. So war ein Seebeben im Indischen Ozean im Dezember 2004 der Auslöser einer der verheerendsten Tsunamikatastrophen. Die nach dem Beben folgende riesige Flutwelle breitete sich mehrere tausend Kilometer aus und kostete über 231.000 Menschen das Leben.

Ebenso wenig wie ein Erdbeben, lässt sich auch ein Seebeben nicht präzise vorhersagen. In den meisten Fällen kommt es bei Erdbeben bzw. Seebeben nicht nur zu einem einzelnen Hauptbeben, sondern auch zu Vorbeben und Nachbeben. Die zehn stärksten Erdbeben, die seit dem Jahr 1900 gemessen wurden, erfolgten fast alle an der Subduktionszone des so genannten Pazifischen Feuerrings.

Tropenstürme (Hurrikan, Taifun, Zyklon)

Unter Tropenstürmen versteht man Wirbelstürme, die in tropischen oder subtropischen Regionen auftreten. Es wird zwischen

• Hurrikan
• Taifun und
• Zyklon

unterschieden. Tropenstürme bzw. tropische Wirbelstürme bilden sich über dem Meer. Während sie sich auf der Nordhalbkugel der Erde vor allem in den Monaten Juni bis November zeigen, treten sie in der südlichen Hemisphäre zwischen Dezember und Mai auf.

Typisch für tropische Wirbelstürme ist, dass sie die Windgeschwindigkeit eines Orkans erreichen, die bei Windstärke 12 auf der Beaufortskala liegt. Das entspricht 118 Kilometern in der Stunde.

Entstehung von tropischen Wirbelstürmen

Zur Entstehung eines tropischen Wirbelsturms über dem Meer kommt es, wenn das Wasser an der Meeresoberfläche mindestens eine Temperatur von 26,5 Grad Celsius erreicht und eine starke Verdunstung besteht. Das in großen Maßen verdunstende Wasser steigt durch Konvektion auf. Aufgrund von Kondensation kommt es zur Bildung von großen Wolken.

Die Kondensation der großen Wassermassen hat das Freisetzen von erheblichen Energiemengen zur Folge. Innerhalb der Wolken heizt sich die Luft auf, die sich ausdehnt und zusammen mit der restlichen Feuchtigkeit noch weiter aufsteigt.

Oberhalb der warmen Meeresoberfläche bildet sich ein Unterdruck. Anschließend strömt aus der Umgebung Luft mit einem hohen Anteil an Wasserdampf nach, was über den Sturmwolken eine Zone mit sehr hohem Luftdruck bewirkt. Aus dieser Zone verteilt sich die Luft wieder in einem entgegengesetzten Wirbel.

Ein typisches Merkmal von tropischen Wirbelstürmen ist, dass es zur Entstehung von spiralförmigen Regenbändern mit thermischen Aufwinden sowie Zwischenzonen mit etwas trockenerer und kühlerer Luft kommt.

So ist die Fläche eines Wirbelsturms zu umfangreich, um ein geschlossenes Luftpaket bilden zu können. Innerhalb der Regenbänder steigt die nachströmende feuchte Luft auf und sorgt für einen fortwährenden Nachschub an Wasser und Energie.

Aufgrund der Corioliskraft kommt es zur Rotation, der am Boden zuströmenden Luftmassen, was wiederum einen großflächigen Wirbel nach sich zieht. In dem stabilen System, das sich gebildet hat, entstehen starke Windgeschwindigkeiten. So sind im so genannten Auge eines Wirbelsturms Geschwindigkeiten von bis zu 300 Stundenkilometern möglich.

Die wichtigsten Entstehungsbedingungen im Überblick:

• Entstehung nur über großen Wasseroberflächen, da hier eine niedrigere Reibung besteht und die Luftfeuchtigkeit ausreicht
• Der hauptsächliche Antrieb liegt in der Kondensationswärme
• Die Temperatur der Wasseroberfläche muss bei mindestens 26 Grad Celsius (bis zu 50 Meter tief) liegen
• Windscherung darf nicht zu groß ausfallen