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Meteorologie: Feuriger Bruder des Wirbelsturms

Am 12. Juni 1811 beobachtete ein Kapitän in den Gewässern des Azorenarchipels ein spektakuläres Naturschauspiel: eine senkrechte Säule, die sich über dem Wasser drehte, begleitet von Blitzen, die sie umzuckten. Rotation, elektrische Entladungen und Wind- oder Wasserhosen sind eigentlich typische Merkmale von Tornados. Was der Seemann damals aber sah, war ein Vulkanausbruch. Ähnliche Phänomene wurden seither immer wieder in Vulkanwolken beobachtet; bislang ließ sich ihr Zustandekommen aber nicht recht erklären.

Wissenschaftler um Pinaki Chakraborty von der University of Illinois in Urbana-Champaign haben jetzt ein Modell veröffentlicht, wonach die Vorgänge in Vulkanwolken denen in Tornados gleichen. Sie analysierten dazu eine Serie von Satellitenbildern, die vom Ausbruch des Pinatubo 1991 auf den Philippinen gemacht wurden. Wie sich zeigte, drehte sich der Schirm der Vulkanwolke um seinen Mittelpunkt. Daraus schließen die Forscher, dass im Inneren der Säule ein Mesozyklon entstanden war, der die gesamte Wolke zum Rotieren brachte.

Ein solcher Mesozyklon ist auch das Herzstück eines Tornados. Bei einem Vulkanausbruch bildet er sich, wie Chakraborty und seine Kollegen vermuten, wenn heiße Gase schnell emporsteigen und dabei horizontale Wirbelringe um die Eruptionssäule erzeugen. Der senkrechte Strom reißt diese Ringe dann mit nach oben und verzerrt sie zu vertikalen Schläuchen, von denen sich der eine oder andere zum Zyklon entwickeln kann. Zu den Blitzen kommt es durch Reibung zwischen aufsteigenden und niederfallenden Teilchen. Wie bei Tornados treten sie nicht im Zentrum des Mesozyklons auf, wo die starke Aufwärtsströmung alles mit sich reißt, sondern an der Peripherie, was die Eruptionssäule mit einer Art Hülle aus elektrischen Entladungen umgibt.

Miriam Ruhenstroth

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