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StartseiteForschung aktuellIn Florida werden Hurrikane selbst gemacht 28.08.2017

Sturm im WasserglasIn Florida werden Hurrikane selbst gemacht

Wie jeden Sommer ist derzeit in den USA Hurrikan-Saison. Was das bedeutet, haben am Wochenende die Bewohner von Texas erfahren. Solche Wetterphänomene lassen sich weder abstellen noch können Wissenschaftler sie in Echtzeit untersuchen. Aber sie können sie simulieren - zum Beispiel im Hurricane Lab der Universität von Miami.

Von Guido Meyer

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Sturm "Harvey": In der zweitstärksten Kategorie 4 fegte er über den Süden des US-Bundesstaates Texas hinweg. (AFP/Mark Ralston)
Sturm "Harvey": In der zweitstärksten Kategorie 4 fegte er über den Süden des US-Bundesstaates Texas hinweg. (AFP/Mark Ralston)
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Eigentlich könnte Brian Haus einen schönen Arbeitsplatz haben. Die Rosenstiel-Schule für Meers- und Atmosphärenwissenschaften befindet sich auf Key Biscayne, einer kleinen Insel vor der Küste Miamis. Zu beiden Seiten der Insel können die Meeresforscher auf den Atlantik blicken. Davon hat Brian Haus jedoch nichts. Denn sein Arbeitsplatz auf Key Biscayne ist eine ziemlich große und ziemlich dunkle Halle im hinteren Teil des Schulgebäudes.

"Das hier ist unsere große Wind-Wellen-Forschungsanlage. Und wenn ich sage "groß", dann rede ich von einer Anlage, die drei Stockwerke hoch ist."

Zwölf Stufen muss Brian Haus hochklettern. Und dann, angekommen auf der nächsthöheren Etage, ist er auf Augenhöhe mit dem Wasserspiegel – vor sich ein riesiger Swimmingpool. Das Wasser befindet sich hinter einer Glaswand.

"Die Modelle zur Hurricane-Vorhersage werden ständig besser. Sie können den Kurs eines Sturms mehrere Tage vorauszusagen. Aber die Prognosen sind immer noch nicht verlässlich, wenn es darum geht, die Intensität eines Hurricanes zu bestimmen. Nach wie vor ist unklar, wie stark sich Bewegungsenergie vom Wind auf die Wellen überträgt. Durch diesen Energietransfer schwächt sich der Sturm ab."

So wie Doktor Frankenstein

Der Hurricane verliert einen Teil seiner Kraft an die Ozeanoberfläche. Gleichzeitig ist es aber das aufsteigende, warme Wasser, das dem Hurricane ständig neue Energie liefert. Genau das stellen die Atmosphärenforscher hier im Hurricane Lab nach.

"Zuerst werde ich jetzt den Ventilator anstellen. Er besorgt uns den Wind. Und dann schalte ich den Wellenmacher ein."

Als Wellenmacher bezeichnen die Wissenschaftler versteckte Paddel tief unten im Wassertank. Brian Haus geht eine Wand mit Stromkästen entlang. Einen Schalter nach dem anderen legt er um, von unten nach oben.

Das sei wohl die Art von Handgriffen, die auch Doktor Frankenstein in seinem Labor ausgeführt habe, sagt Brian Haus. Nur geht es hier darum, das Monster eines Hurricanes der Kategorie fünf zu schaffen, der höchsten, die es gibt.

Eine große Wind-Wellen-Forschungsanlage in Key Biscayne, Florida. Brian vom Haus Rosenstiel-Schule für Meers- und Atmosphärenwissenschaften forscht an der Entstehung von Hurricanes - am Hurricane Lab.  (Guido Meyer)Die Wind-Wellen-Forschungsanlage auf Key Biscayne in Florida. (Guido Meyer)

"Diesen Sommer sind wir sehr aktiv"

Der Ventilator ist so groß und so lang, dass er fast die gesamte Längsseite des Hurricane Lab ausfüllt. Gebaut wurde er einst, um in Minen, unter Tage, für frische Luft zu sorgen. Das erledigt er auch hier, nur ist seine Kraft hier genau auf die Wasseroberfläche ausgerichtet. Schon nach wenigen Minuten ist der Pool aufgewühlt. Das Wasser schwappt an die Glaswände. Ein kleines Modellhaus an einem nachgebauten Strand wird von den Wellen fast weggespült.

"Diesen Sommer sind wir sehr aktiv. Die Anlage ist fast den ganzen Tag in Betrieb, und das jeden Tag."

Seit fünfzehn Jahren erforscht die Universität von Miami Hurricanes. Seit zwei Jahren steht ihr dazu das Hurricane Lab zur Verfügung. Eines der bisherigen Forschungsergebnisse betrifft Kategorie-fünf-Hurricanes, die es eigentlich gar nicht geben dürfte.

"Wir haben herausgefunden, dass ein Hurricane nicht immer mehr Energie an die Wasseroberfläche abgibt, je stärker er wird. Erreicht er Kategorie vier, wird er zwar weiter durch den aufsteigenden Wasserdampf des warmen Ozeans gespeist. Aber der Sturm ist dann schon so stark, dass es vernachlässigbar ist, dass er sich an der Meeresoberfläche reibt und dabei ein wenig Energie verliert. Hier im Labor konnten wir zeigen, dass die Reibung ab einer bestimmten Stärke keine Rolle mehr spielt."

Zirkulation des Ozeans untersuchen

Schließlich lässt sich der große Wassertank auch einsetzen, um die Bewegungen von Fremdkörpern im Ozean zu simulieren, ergänzt Cedric Guigand, der seine Tage ebenfalls in den dunklen Hallen der Schule für Meeres- und Atmosphärenwissenschaften verbringt.

"Wir untersuchen die Zirkulation des Ozeans bis in einen Meter Tiefe. Hier werden die meisten Schadstoffe transportiert, wie Öl oder Plastik. Dazu haben wir diese Bojen entworfen. Sie sind mit einem GPS-Sender ausgestattet. Dieses Design ist völlig neu. Deswegen müssen wir es ausgiebig testen."

Die Bojen bestehen aus einem tellergroßen Reifen, der auf der Wasseroberfläche schwimmt. Ihr größte Teil jedoch ragt einen Meter tief ins Wasser. Noch sind die Forscher jedoch nicht so weit, die Bojen wirklich im Atlantik auszusetzen. Erst müssen sie ihre Schwimmeigenschaften kennen.

"Der nächste Hurricane kommt bestimmt"

"Wenn Sie ein Objekt wie, sagen wir, eine Kokosnuss ins Wasser geben, würden Sie annehmen, dass sie den Strömungen des Ozeans folgt. Das tut sie aber nicht. Sie hat einen gewissen Auftrieb, und sie reagiert auf die Wellen um sie herum. Von daher weicht ihre eigene Bewegung ab von der Strömung. Wir wollen wissen, wie stark die Bewegung der Bojen vom Wind abhängt, wie stark von den Wellen und wie stark von der eigentlichen Strömung.

Sobald das Verhalten der Bojen im Pool des Hurricane Lab verstanden ist, wollen wie Wissenschaftler sie in der Bucht von Biscayne aussetzen. Denn die nächste Meeresverschmutzung kommt bestimmt - und der nächste Hurricane auch. Die diesjährige Hurricane Saison läuft noch bis Ende November.

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