Wie Gewitter Gewitter verstärken
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In den Tropen toben manchmal Gewitter über Gebiete mit einem Durchmesser von mehr als 100 Kilometern
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Sturmzellen können zusammen mit anderen Sturmzellen zusätzliche Sturmzellen erzeugen. Dies kann zu riesigen Gewitterkomplexen führen. Wissenschaftler haben jetzt entschlüsselt, wie dies funktioniert.
ichIn den Tropen toben manchmal Gewitter über Gebiete mit einem Durchmesser von mehr als 100 Kilometern. Diese riesigen Komplexe können dann bis zu zehn Stunden aktiv sein. Bisher war nicht klar, wie diese Megakanonen aus kleineren Sturmzellen entstehen.
Jetzt haben Wissenschaftler die Leibniz-Zentrum für tropische Meeresforschung, des Jacobs Universität Bremen und das Universität Kopenhagen Eine Modellsimulation, mit der solche Gewitter erklärt werden können, wird in der Zeitschrift „npj Climate and Atmospheric Science“ vorgestellt. Dementsprechend kommunizieren die Sturmzellen miteinander und können dann durch Selbstorganisation größere Cluster bilden.
Die zentrale Rolle spielen laut den Forschern sogenannte Kaltluftseen, die sich unter den Gewitterwolken bilden. „Diese Kaltluftseen führen zu Wechselwirkungen zwischen den Sturmzellen“, erklärt der Physiker Jan Haerter, Professor für komplexe Systeme an der Jacobs University. Dies ermöglicht den Prozess der Selbstorganisation.
Die Kaltluftseen entstehen, wenn Wasser unter Gewitterwolken in der Luft verdunstet, bevor es die Erdoberfläche erreicht. Diese Verdunstung kühlt die Luft und sinkt auf den Boden. Wenn diese kalten Luftmassen auf den Boden treffen, werden sie zur Seite abgelenkt und können kilometerweit in die Umgebung fließen.
„Wenn sich die Kaltluftbäder in einem Strahl unter einer Sturmzelle ausbreiten, kommt es zu Kollisionen zwischen ihnen, wodurch mehr Gewitterwolken entstehen“, erklärt Haerter. „An Stellen, an denen diese ‚kalten Becken‘ die Luftmassen einschließen, bewegt sich die eingeschlossene Luft nach oben. Dort bilden sich neue Sturmzellen, die wiederum kalte Luftpools erzeugen. Dies führt zu einer Kettenreaktion. „
Zum Beispiel ist jetzt klar, wie Gewitter durch den Prozess der „kontinentalen Selbstorganisation“ noch mehr Sturmzellen und letztendlich enorme Sturmsysteme erzeugen können.
Mit ihren Berechnungen auf Supercomputern konnten die Forscher auch zeigen, dass sich über Land Cluster von Sturmzellen bilden, insbesondere wenn die Oberflächentemperatur zwischen Tag und Nacht stark variiert. Unterschiede von sieben Grad Celsius zwischen dem Tageshoch und dem Nachttief sind ausreichend – und dies ist häufig in tropischen Regionen der Fall.
Die Selbstorganisation von Gewittern funktioniert nicht über den Ozeanen – solange die Temperatur der Wasseroberfläche ziemlich konstant bleibt.
