1982 ereignete sich ein tragischer Vorfall am New Orleans International Airport. Ein starker Abwind und heftige Winde trafen Pan Am Flug 759, wodurch das Flugzeug kurz nach dem Start abstürzte. Ein ähnliches Unglück ereignete sich 1985 in Dallas, Texas. Ein Flugzeug der Delta Air Lines geriet in einen starken Abwind, verlor die Kontrolle und stürzte kurz vor der Landebahn ab. Beide Vorfälle ereigneten sich während einer durch Microburst verursachten Windscherung. In diesem Artikel werden wir über Microbursts sprechen – Wetterphänomene, die sowohl für die Luftfahrt als auch für bodengebundene Strukturen erhebliche Risiken darstellen.
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Laut einer Microburst-Definition handelt es sich um plötzliche und kraftvolle Abwinde, die in einem lokalisierten Gebiet auftreten, typischerweise während Gewittern. Sie können schnelle Änderungen der Windgeschwindigkeit und -richtung verursachen, was zu starker Turbulenz führt. Es gibt zwei Arten von Microbursts: nass, die starken Regen produzieren, und trocken, die keinen bemerkbaren Niederschlag erzeugen.
Merkmale von Microbursts
Wichtige Merkmale eines Microburst-Wetterphänomens sind:
- Größe: Ein Microburst ist relativ klein, typischerweise weniger als 4 Kilometer im Durchmesser.
- Dauer: Ein Microburst hält nicht lange an – seine Dauer liegt zwischen 5 und 15 Minuten.
- Windmuster: Microbursts erzeugen ein charakteristisches Muster starker und plötzlicher Abwinde, die den Boden erreichen und sich dann horizontal in alle Richtungen ausbreiten.
- Windgeschwindigkeit: Die Winde innerhalb eines Microbursts können oft über 160 km/h erreichen.
Manchmal können Microbursts mit Downbursts verwechselt werden. Beide Wetterphänomene sind mit intensiven, nach unten gerichteten Luftströmungen verbunden, unterscheiden sich jedoch in Bezug auf den Maßstab und ihre Auswirkungen auf die Umgebung. Hier ist ein kurzer Vergleich von Microburst vs. Downburst:
| Microbursts | Downbursts |
|---|---|
| Kleinräumige Wetterereignisse | Größere Wetterereignisse |
| > 4 km im Durchmesser | Bis zu 10 km im Durchmesser |
| Betreffen kleine Gebiete | Betreffen große Gebiete |
Wie entstehen Microbursts?
Microbursts entstehen durch ein komplexes Zusammenspiel atmosphärischer Bedingungen innerhalb eines Gewitters. So funktioniert es:
- Entwicklung von Cumulonimbus-Wolken. Wie Tornados sind Microbursts mit reifen oder sich auflösenden Cumulonimbus-Wolken verbunden, die große, turmartige Wolken sind, die sich vertikal entwickeln. Diese Wolken entstehen, wenn warme, feuchte Luft aufsteigt und kondensiert, wodurch eine vertikal geschichtete Struktur entsteht.
- Niederschlagsbildung. Innerhalb der Wolke kollidieren und verschmelzen Wassertröpfchen und Eiskristalle, wodurch größere Regentropfen oder Hagelkörner entstehen. Wenn diese Partikel schwer werden, beginnen sie durch die Wolken zu fallen.
- Verdunstung und Abkühlung. Während der Niederschlag durch die Wolke fällt, trifft er auf eine Schicht trockener Luft. Diese trockene Luft lässt die Regentropfen oder Hagelkörner schnell verdunsten, was zur Abkühlung der umgebenden Luft führt.
- Abkühlung und verstärkter Abwind. Die Verdunstung führt dazu, dass die Luft erheblich abkühlt. Kühler Luft ist dichter und schwerer und sinkt aufgrund dieser Dichte ab. Dieser verstärkte Abwind erzeugt einen lokalisierten, kraftvollen Abwärtsstoß von Luft.
- Aufprall. Wenn die absteigende Luft den Boden erreicht, breitet sie sich in alle Richtungen aus. Der Aufprall dieses Abwinds auf die Oberfläche kann einen starken Windstoß erzeugen, der als Microburst bekannt ist.
- Ausfluss. Wenn der Abwind den Boden trifft, breitet er sich horizontal aus und bildet einen Ausfluss, der als Ausflussgrenze bekannt ist. Dieser Ausfluss kann schädliche gerade Winde über ein weites Gebiet erzeugen.
Warum sind Microbursts so gefährlich?
Microbursts stellen erhebliche Gefahren und Auswirkungen auf die Luftfahrt dar, insbesondere während des Starts und der Landung. Hier sind die potenziellen Risiken und Konsequenzen, die sie darstellen:
Windscherung
Ein Microburst erzeugt intensive Abwinde, die abrupt die Richtung ändern können und eine Windscherung verursachen. Windscherung kann zu plötzlichen Änderungen der Fluggeschwindigkeit und des vertikalen Auftriebs führen. Piloten sind auf vorhersehbare Luftströmungen während des Starts und der Landung angewiesen, sodass eine durch Microburst verursachte Windscherung äußerst gefährlich sein kann.
Verlust des Auftriebs
Die starken Abwinde, die mit Microbursts einhergehen, können die Menge des durch die Tragflächen eines Flugzeugs erzeugten Auftriebs schnell verringern. Dieser plötzliche Verlust des Auftriebs kann zu einem erheblichen Höhenverlust führen, was es den Piloten erschwert, das Flugzeug zu kontrollieren.
Verminderte Leistung
Ein Microburst erzeugt Abwinde und starke Winde, die die Leistung eines Flugzeugs während des Starts und der Landung beeinträchtigen können. Verminderter Auftrieb, erhöhter Luftwiderstand und verringerter Triebwerksschub können zu längeren Start- oder Landestrecken führen, was potenziell zu Unfällen durch Überrollen der Landebahn führen kann.
Turbulenz
Microbursts erzeugen starke Turbulenzen, die durch schnelle und heftige Luftbewegungen gekennzeichnet sind. Diese Turbulenzen können zu Verletzungen und umherfliegenden Gegenständen in der Kabine führen.
Flughäfen und Piloten verwenden verschiedene Strategien zur Minderung und Erkennung von Microbursts, um die mit diesen Phänomenen verbundenen Risiken zu minimieren. Beispielsweise erhalten Piloten eine umfassende Ausbildung zu Wettermustern, einschließlich der Identifizierung und Merkmale von Microbursts.
Gleichzeitig überwacht das Flughafenverkehrskontrollpersonal ständig die Wetterbedingungen, einschließlich der Erkennung von Gewittern, die oft mit Microbursts verbunden sind. Sie können eine Microburst-Warnung ausgeben und die Start- und Landeerlaubnis anpassen, um Piloten zu ermöglichen, potenzielle Microburst-Gebiete zu vermeiden.
Microbursts bergen auch Risiken für Bäume und bodengebundene Strukturen:
- Bäume: Die intensiven Abwinde können Bäume entwurzeln oder brechen, was potenziell zu herabfallenden Ästen oder ganzen Bäumen führt, die Risiken für nahegelegene Strukturen und Menschen darstellen.
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Gebäude: Microbursts können starke seitliche Kräfte auf Gebäude ausüben, insbesondere wenn sie von starken Winden begleitet werden. Die Kombination aus kraftvollen Böen und Richtungsänderungen des Windes kann erheblichen Stress auf die Struktur ausüben, was potenziell zu strukturellen Schäden, Einstürzen oder beeinträchtigter Integrität führen kann.
Stromleitungen. Die starken Winde und Abwinde, die mit einem Microburst verbunden sind, können Risiken für Stromleitungen darstellen. Herabfallende Bäume, Trümmer oder beschädigte Strukturen können Stromleitungen treffen und Ausfälle sowie Gefahren durch stromführende Leitungen verursachen.
Microburst-Vorhersage
Meteorologen verwenden eine Vielzahl von Technologien und Werkzeugen, um Microbursts zu identifizieren und vorherzusagen. Eine der wichtigsten Technologien, die von Meteorologen verwendet wird, ist das Wetterradar, das eine entscheidende Rolle bei der Überwachung und Erkennung von Microbursts spielt. Fortschrittliche Wetterradarsysteme wie das Doppler-Radar sind hierfür besonders wertvoll. Das Doppler-Radar misst die Bewegung von Niederschlagspartikeln innerhalb eines Sturms und liefert wertvolle Informationen über Windmuster und -geschwindigkeit.
Um Radardaten zu analysieren, suchen Vorhersager nach Luft, die sich in den mittleren Schichten des Gewitters zusammenzieht. Dies wird als Mid-Altitude Radial Convergence (MARC) Signatur bezeichnet. Es kann ziemlich schwierig sein, diese Signaturen zu erkennen, da Microbursts nur sehr kurz andauern und zwischen Radar-Scans auftreten können. Das bedeutet, dass es manchmal wenig oder keine Warnung vor einem schweren Gewitter mit Microbursts geben kann.
Ein Microburst hinterlässt ein Muster auf dem Radar, wenn er den Boden erreicht. Es sieht aus, als ob sich der Wind vom Zentrum aus ausbreitet. Wie bei einem Tornado ist es möglich, einen Microburst auf dem Radar zu erkennen. Die rote Farbe zeigt den Wind, der sich vom Radar entfernt, während die grüne Farbe den Wind zeigt, der sich auf das Radar zubewegt.
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Durch die Integration dieser Radarbeobachtungen mit anderen meteorologischen Daten, wie Satellitenbildern, Bodenbeobachtungen und atmosphärischen Modellen, können Meteorologen Vorhersagen und Warnungen für Microbursts entwickeln.
Zusammenfassung
Ein Microburst ist ein plötzlicher und kraftvoller Abwind, der während Gewittern auftritt und erhebliche Risiken für die Luftfahrt und bodengebundene Strukturen darstellt. Er kann schnelle Änderungen der Windgeschwindigkeit und -richtung verursachen, was zu starker Turbulenz führt.
Microbursts sind relativ kleinräumig, dauern zwischen 5 und 15 Minuten und erreichen oft Windgeschwindigkeiten von über 160 km/h. Sie entstehen innerhalb von Cumulonimbus-Wolken durch einen komplexen Prozess, der Verdunstung, Abkühlung und einen verstärkten Abwind umfasst.
Microbursts sind gefährlich aufgrund der starken Abwinde, die Windscherung, Verlust des Auftriebs, verminderte Flugzeugleistung und Turbulenzen verursachen können. Meteorologen verwenden fortschrittliche Wetterradarsysteme wie das Doppler-Radar, um Microbursts durch die Analyse der MARC-Signaturen zu erkennen.
