Tornados, Windhosen

Unter Tornados versteht man kleinflächige Wirbelstürme, die sich aus instabilen Gewitterwolken entwickeln.
In der Regel besitzen Tornados nur einen Durchmesser von einigen hundert Metern, oft sogar nur von einigen zig Metern.
Im Inneren von Tornados wurden Windgeschwindigkeiten bis über 400 km pro Stunde gemessen - rein theoretisch können sogar Geschwindigkeiten von über 800 km/h auftreten, was aber bisher nicht beobachtet wurde. Sie erscheinen dem Beobachter wie dunkle Rüssel, die aus Gewitterwolken bis auf die Erde reichen.

Da der starke Regen in den Luftwirbeln nach oben gerissen wird und sich dabei große Wassertropfen zusammenfinden, bilden sich in den kalten höheren Schichten Hagelkörner. Diese Hagelkörner können Hühnerei groß werden und mit Geschwindigkeiten von bis zu ca. 150 km pro Stunde hernieder gehen. Ein derartiger Hagelsturm kann für Mensch und Tier sogar tödlich sein. Außerdem kann er beträchtliche Schäden in der Natur sowie an Häusern, Autos u.a. anrichten. Meistens lösen sich Tornados nach Minuten oder spätestens einigen Stunden von selber wieder auf.
Besonders tornadoreich ist der mittlere Westen der USA, in dem jährlich - vor allem im Frühjahr - über tausend größere und kleinere Tornados über das Land ziehen. Man spricht von der Tornado Alley (Tornadoallee) in den Great Plains zwischen den Rocky Mountains und den Appalachen. Die US-Bundesstaaten Oklahoma, Arkansas und Missouri liegen vollständig innerhalb der Tornadoallee, außerdem der nordöstliche Teil von Texas, der Norden von Louisiana, der nordwestliche Teil von Mississippi, Mittel- und Süd-Illinois, der Südwesten von Indiana und Teile von Nebraska. Weiterhin werden kleinere Teile von Tennessee und Kentucky zur Tornado Alley gezählt.
In Europa werden zunehmend auch Tornados beobachtet, die hier oft, wenn auch nicht ganz korrekt - als Windhosen oder über dem Meer als Wasserhosen - bezeichnet werden.
Die Größe und Gewalt europäischer Tornados erreichte bisher jedoch bei weitem nicht die der amerikanischen und sie sind immer noch erheblich seltener. Das liegt vor allem an den hiesigen zahlreichen Gebirgen und Bergen. Auf ihrem Weg hinterlassen Tornados meistens eine Schneise größter Verwüstung. In den USA sind dabei sogar eine Reihe kleinerer Städte regelrecht ausgelöscht worden, oft mit zahlreichen Toten und Verletzten. In den USA begünstigt die Holzbauweise der meisten Häuser allerdings die starken Zerstörungen.

Die Wandergeschwindigkeit von Tornados ist mit etwa 40-50 km pro Stunde relativ groß. Ihre Stärke im Inneren wird mit Hilfe der so genannten Fujita-Skala gemessen. Die höchste bisher gemessene Windgeschwindigkeit im Inneren eines Tornados wurde mit Hilfe eines mobilen Doppler-Radar, im Jahr 1999 bei Bridge-Creek im US-Bundesstaat Oklahoma, mit 510 km pro Stunde gemessen. Da die Windstärken in Tornados bisher allerdings nur selten präzise gemessen werden konnten, hat man die von den Tornados angerichteten Schäden in ihrer Klassifizierung mit herangezogen. Diese Klassifizierung der Stärke von Tornados stammt von dem Meteorologen Tetsuya Theodore Fujita (1921-1999) von der Universität Chicago/USA, der sie im Jahr 1971 einführte. Da die ursprüngliche Tabelle in Miles/h erschien, haben wir die Werte beim Umrechnen in km/h ein wenig auf- bzw. abgerundet.

Alabama
Am 27. April 2011 raste einer der zerstörerischsten Tornados der letzten 60 Jahre über Alabama und weitere Bundesstaaten der USA, von Texas bis New York, hinweg. Besonders schwer hatte es die Stadt Tucaloosa am Black Warrier River in Alabama getroffen. In der Stadt wurde ein Gebiet mit einer Breite von über einem Kilometer auf einer Länge von rund 10 km nahezu dem Erdboden gleichgemacht. Insgesamt kamen über 300 - in Alabama über 200 Menschen ums Leben.

Oklahoma
Am 20. Mai 2013 fegte ein Tornado der Stufe F 5 mit Windgeschwindigkeiten von über 400 km/h über den Staat hinweg. Besonders betroffen waren Oklahoma City und die Kleinstadt Moore. Moore wurde fast größtenteils zerstört und zudem ganze Stadtteile von Oklahoma. Es kamen wahrscheinlich etwa 25 Menschen ums Leben. Die Zerstörungen waren deswegen so gewaltig, da die meisten Häuser hier aus Holz bestehen und daher nicht allzu stabil sind - und immer noch verfügen zahlreiche Gebäude aus Kostengründen über keine stabilen Schutzräume.
Der Tornado wütete ca. 40 Minuten und hinterließ auf einer Länge von 30 km und einer Breite von 3 km seine Spur der Verwüstung.

Deutschland
In Deutschland gibt es jährlich im Mittel etwa 50 Tornados, die aber eher selten zu schweren Schäden führen. Allerdings wurde am 5. Mai 2015 die Ortschaft Bützow in Mecklenburg-Vorpommern durch einen Tornado heimgesucht, der erhebliche Schäden anrichtete und eine Reihe von Menschen verletzte. Wie erwähnt sind hier Tornados wegen der zahlreichen Gebirgsregionen erheblich seltener und längst nicht so zerstörerisch wie in den Ebenen der USA

Obwohl Tornados, z.B. im Verhältnis zu Hurrikans, nur eine relativ geringe Ausdehnung von einigen 100 m, oft sogar unter 100 m, besitzen, ist der Grund für ihre Entstehung - vor allem in den USA - in einer Großwetterlage zu sehen: Über dem Golf von Mexiko entstehen sehr warme und feuchte Luftmassen. Wenn sich diese Luftmassen in nordwestlicher Richtung über das Festland hinweg bewegen, treffen sie dort auf kältere und relativ trockene Luft, die sich aus den Rocky Mountains in südöstlicher Richtung bewegt. Durch die großen Unterschiede von Temperatur und Luftfeuchte der beiden Luftmassen entsteht eine so genannte feuchtlabile Schichtung. Als Folge davon kommt es zu einer starken vertikalen Umschichtung von Luftmassen in engen Aufwindschloten. In Bodennähe strömt Luft nach oben und erfährt durch Turbulenzen einen Drehsinn. Da generell die Windgeschwindigkeit mit der Höhe zunimmt, versetzt die nach oben strömende Luft die gesamte Gewitterzelle in eine zyklonale Rotation. Durch die Fliehkräfte in der Wolke wird ein lokal begrenztes Luftdruckminimum erzeugt, und durch den starken Abfall des Luftdrucks kommt es zur Ausbildung des typischen Rüssels, der im oberen Teil mit Wassertropfen und im unteren Teil mit aufgewirbeltem Staub gefüllt ist.
Der extreme Bodendruckgradient beschleunigt die Luft am inneren Rand des Rüssels auf mehrere hundert km/h. Ein Druckausgleich wird dabei durch die Coriolis- und die Zentrifugalkraft verhindert, sodass die Erscheinung einige Zeit lang bestehen bleiben kann.

Im kleineren Maßstab schiebt sich Kaltluft über feuchtwarme Luft, die nach oben steigt, sich dabei ausdehnt und Gewitterwolken bildet. Die aufsteigende Luft gerät dabei in Rotation und kann dann zu den gefürchteten Tornados führen.