Kann Rauch von Feuern Tornados verstärken? Ja, sagen Wissenschaftler der University of Iowa, die die Effekte des Rauchs von frühjährlichen landwirtschaftlichen Brandrodungen in Zentralamerika erforscht haben. Der Rauch wurde über den Golf von Mexiko getragen und traf auf Tornadobedingungen, die in den Vereinigten Staaten bereits im Entstehen waren.
Die Studie der University of Iowa, veröffentlicht in den Geophysical Research Letters, erforschte den Einfluss des Rauchs auf eine historische Unwetterlage, die während des Nachmittags und Abends am 27. April 2011 auftrat. Das Wetterereignis produzierte 122 Tornados, wodurch in den südöstlichen Vereinigten Staaten 313 Menschen starben, und es wird als das schwerste Ereignis seiner Art seit 1950 angesehen.
Die Wetterlage wurde hauptsächlich durch Umweltbedingungen verursacht, die zu einem hohen Potenzial für die Entstehung von Tornados führten und förderlich für Superzellen waren, eine bestimmte Form von Gewitterstürmen. Laut den leitenden Autoren Gregory Carmichael, Professor für chemisches und biochemisches Ingenieurswesen, und Pablo Saide, Postdoktorand am Center for Global and Regional Environmental Research (CGRER), verstärkten die Rauchteilchen diese Bedingungen.
Sie sagen, dass der Rauch die Basis der Wolken absenkte und Scherwinde verstärkte – das sind Veränderungen der Windgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Höhe. Zusammen erhöhten diese beiden Bedingungen die Wahrscheinlichkeit für mehr schwere Tornados. Die Auswirkungen des Rauchs auf diese Bedingungen wurden bisher nicht beschrieben, und die Studie fand einen neuen Mechanismus, um diese Wechselwirkungen zu erklären.
“Diese Ergebnisse sind von großer Bedeutung, weil es die erste Studie ist, die den Einfluss des Rauchs auf die Stärke von Tornados in einem echten Szenario darstellt. Unwettervorhersagezentren berücksichtigen in ihren Modellen auch keine atmosphärischen Partikel und deren Effekte, und wir zeigen, dass sie das zumindest in Betracht ziehen sollten”, sagte Carmichael.
“Wir belegen den Einfluss des Rauchs auf die Entstehung eines Tornados. In Zukunft werden wir die Auswirkungen des Rauchs bei anderen aufgezeichneten Tornadoserien analysieren, um zu sehen, ob vergleichbare Effekte auftreten und unter welchen Bedingungen sie auftreten”, sagte Saide. “Wir planen auch eine Zusammenarbeit mit Modellentwicklern und Vorhersagezentren, um die Implementierung, das Testen und die Berücksichtigung dieser Effekte in einsatzbereiten Wettervorhersagemodellen voranzubringen.”
Um ihre Ergebnisse zu erhalten, führten die Forscher Computersimulationen durch, die auf den aufgezeichneten Daten des Ereignisses von 2011 basierten. Ein Simulationstyp umfasste Rauch und seine Auswirkungen auf die Sonnenstrahlung und Wolken, während die andere Simulation den Rauch unberücksichtigt ließ. Die Simulation mit den Raucheffekten resultierte tatsächlich in einer niedrigeren Wolkenbasis und stärkeren Scherwinden.
Zukünftige Studien werden sich darauf konzentrieren, ein besseres Wissen über den Einfluss des Rauchs auf Vorsturmbedingungen und Tornadoentstehung, -stärke und -dauer zu gewinnen, ergänzte Carmichael, der auch als Direktor der Iowa Informatics Initiative und als Co-Direktor des CGRER tätig ist.
Die Co-Autoren der Studie sind Scott Spak (UI Departments of Urban and Regional Planning and Civil and Environmental Engineering), Bradley Pierce und Andrew Heidinger (National Oceanic and Atmospheric Administration Satellite and Information Service Center for Satellite Applications and Research), Jason Otkin und Todd Schaack (Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies, University of Wisconsin-Madison), Arlindo da Silva (NASA Goddard Space Flight Center) sowie Meloë Kacenelenbogen und Jens Redemann von der NASA.
Die Abhandlung “Central American biomass burning smoke can increase tornado severity in the U.S.” ist online verfügbar. Die Forschungsarbeit wurde durch Fördermittel der NASA, der U.S. Environmental Protection Agency, der National Institutes of Health, der National Oceanic and Atmospheric Administration und des Fulbright-CONICYT Scholarship Program in Chile finanziert.
Quelle: http://now.uiowa.edu/2015/02/ui-researchers-link-smoke-fires-tornado-intensity
(THK)
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