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Wirbelsturm bei Viersen: Warum entstehen Tornados in Deutschland?

Die Windhosen in Norddeutschland sind Teil einer europäischen »Tornado Alley« - sie reicht von Südengland bis Polen, und Deutschland liegt mittendrin.
Tornado vor dunklem Himmel

Tornados kennt man eher aus den USA, wo die "Tornado Alley" im Mittleren Westen etwa 1200 der Wirbelstürme im Jahr hervorbringt. Doch wie der Tornado vom 16. Mai 2018 nahe der nord westdeutschen Stadt Viersen zeigt, kann man die meteorologisch als Tromben bezeichneten Luftwirbel auch in Deutschland unverhofft antreffen. Idealerweise hält man dann allerdings etwas mehr Abstand als diese Verkehrsteilnehmer im Video unten…

Immer wieder richten die Windhosen hierzulande auch schwere Schäden an, zuletzt in Hamburg im Juni 2016. 1968 starben bei einem der stärksten hier zu Lande beobachteten Tornados in Pforzheim zwei Menschen. Weitere Beispiele sind die Tornados von Birmingham im Jahr 2005 und Hamburg 2006. Die Schäden gehen jedes Jahr in die Millionen Euro, insbesondere durch die Auswirkungen selbst mittelschwerer Windhosen auf Gebäude.

Europas Tornado Alley

Europa sieht nur ein Siebtel der Tornados, die in den USA entstehen, und einen noch kleineren Anteil der Schäden. Allerdings ist Großbritannien weltweit das Land mit den meisten Tornados pro Flächeneinheit: Dort treten jährlich etwa 40 bis 50 Windhosen auf, die jedoch meistens schwach sind. Südengland bildet den westlichen Teil einer europäischen »Tornado Alley« mit der höchsten Zahl solcher Ereignisse. Der Streifen mit den meisten Tornados zieht sich von dort über Nord- und Ostdeutschland bis nach Polen. In Deutschland gibt es eine Zweiteilung der tornadoträchtigen Gebiete: einen Streifen nahe der Alpen unter dem Einfluss tropischer Luft und – ungleich bedeutender – eben den deutschen Teil der nordeuropäischen Tornadozone. Der Sturm von Viersen trat genau in jener Region auf, in der der langjährige Schwerpunkt der Windhosen liegt.

Tornados kommen in den gemäßigten Breiten weltweit vor und entstehen unter bestimmten Bedingungen aus Gewitterstürmen entlang von Fronten oder anderen Grenzen, an denen sich warme Luftmassen unterschiedlicher Feuchte übereinander schieben. Damit sich eine Windhose aber tatsächlich bildet, sind zwei Dinge essenziell: aufsteigende Luft und Rotation. Wenn die atmosphärische Schichtung instabil ist – Luft in der Höhe also dichter ist als am Boden –, dann ist die Zeit reif für einen Aufstrom. In der aufsteigenden Luft kondensiert Wasser und verstärkt den Auftrieb weiter. Es entsteht eine Gewitterzelle, deren blumenkohlartige Oberseite die Stärke der aufsteigenden Strömung bezeugt und die weitere Luft aus der Umgebung ansaugt.

Tornados in Europa von 2000 bis 2012
Tornados in Europa von 2000 bis 2012

Doch ein Gewitter allein macht noch keinen Tornado. Dazu braucht die Luft einen Drehimpuls, und den bekommt sie durch Windscherung. Wenn sich die Windrichtung mit der Höhe ändert, bekommen Luftpakete, die am Boden in den Sturm hineinströmen, einen horizontalen Drehimpuls mit auf den Weg. Während des Aufstiegs in größere Höhen kippt dieser Drehimpuls langsam, so dass die Rotationsachse in der Höhe senkrecht steht. Diese großräumige Drehung kennzeichnet die berüchtigten tornadobildenden Superzellen in den USA.

Tornados brauchen Drehimpuls

Zur Drehung am Boden tragen so genannte »Downdrafts« bei, kühlere Luftpakete, die von außen in den Sturm hineinsinken. Damit die abgesunkene, rotierende Luft nun schnell aufsteigen und den Schlauch des Tornados bilden kann, darf sie wiederum nicht zu kalt sein.

Tornados sind also quasi ein atmosphärisches Optimierungsproblem. Die Bedingungen müssen genau richtig sein, damit der rotierende Schlauch entsteht. Das ist wohl auch der Grund, weshalb es in den USA wesentlich mehr Tornados als in Europa gibt: Dort ist der Weg für die Luftmassen weithin frei. Zwischen dem Golf von Mexiko, den Großen Seen und den heißen Wüsten des Südwestens gibt es kaum Erhebungen über 500 Meter Höhe. Luftmassen sehr unterschiedlicher Herkunft und damit unterschiedlicher Temperatur und Feuchte treffen in der Tornado Alley praktisch ungehindert aufeinander: ein gigantisches atmosphärisches Labor.

In Europa dagegen versperren die Alpen den Weg feuchter subtropischer Luft, und auch die kleinteilige Geografie des an Mittelgebirgen reichen Europas stört den Kontakt der Luftmassen. Das gilt jedoch nicht für unsere Tornado Alley: Von Südengland nach Polen können warme, feuchte Mittelmeerluft und heiße, trockene kontinentale Luftmassen über ebenes Gelände aufeinander zuströmen. Verglichen mit den Weiten Nordamerikas ist diese Tornado Alley jedoch winzig; außerdem wird sie immer wieder von Kaltfronten durchzogen. Zumindest im Hinblick auf Tornados ist das durchaus ein Vorteil.

Der Artikel stammt vom 6. Mai 2015 und wurde aktualisiert.

18/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 18/2015

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