Ein tropischer Wirbelsturm ist ein frontenloses Tiefdrucksystem mit organisierter Konvektion, schweren Gewittern und einer geschlossenen Bodenwindzirkulation um das Tiefdruckzentrum. Als Konvektion oder auch thermische Konvektion wird der Transport von Stoffen bezeichnet. Neben Wärmeleitung und Wärmestrahlung ist er im engeren Sinn ein Mechanismus zum Transport von thermischer Energie über Teilchen.
Tropische
Wirbelstürme rotieren zyklonal, also auf der Nordhalbkugel
entgegen dem Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel im
Uhrzeigersinn. Dadurch kommen diese typischen
spiralförmig
angeordneten Wolkenbänder zustande.
Je nach Region der Entstehung tragen tropische Wirbelstürme unterschiedliche Zusatzbezeichnungen wie Hurrikan oder Taifun.
Tropische Wirbelstürme entstehen nur in Gegenden, wo die Wassertemperatur höher als 24°C beträgt, und nur bei Windstille.
In den Tropen beiderseits des Äquators ist die Sonneneinstrahlung erheblich stärker als in den polnäheren Regionen. Die feuchte Luft steigt um den Äquator sehr viel schneller auf und es entstehen häufig kurze, aber heftige Gewitter. Gelegentlich weiten sich diese zu größeren atmosphärischen Störungen aus, wenn die Luft ein Tiefdruckgebiet bildet, das dichtere Luft aus seiner Umgebung ansaugt. Unter den richtigen Bedingungen können sich die Gewittergruppen über dem Meer vereinigen und zu einem tropischen Wirbelsturm anwachsen.
Genau wie sich warme Luft ausdehnt und aufsteigt, zieht sich trockene und kalte Luft zusammen und sinkt ab. Auf diese Art entstehen Hochdruckgebiete mit wolkenlosem Himmel und geringer Luftfeuchtigkeit. Dies geschieht in den Polarregionen am häufigsten, weil die Luft durch niedrige Temperaturen schneller abgekühlt wird.
Genauso gut können Hochdruckgebiete auch in den Subtropen entstehen, wenn von tropischen Stürmen hoch in die Atmosphäre emporgewirbelte Luft abkühlt und auf ihrem Weg zu den Polen absinkt. Um dem Druckverlust nachzugeben, strömen Luftmassen von den Tropen oder den gemäßigten Breiten nach. Von diesen Hochdruckgebieten gehen also starke Winde aus, welche jedoch nicht nach nördlicher oder südlicher Richtung wehen, sondern sie werden seitwärts abgelenkt, was durch das schnellere Rotieren der Erde am Äquator im Gegensatz zu den Polen geschieht. Dieses Phänomen wird als Coriolis-Kraft bezeichnet und ist verantwortlich dafür, dass aufsteigende Luftmassen ins Wirbeln geraten.
Wenn also nun die feucht-warme Luft aufsteigt, bildet sich ein immer enger werdender Trichter aus herumwirbelnden Luftmassen. Wenn der Druck weiter absinkt, nehmen die Windgeschwindigkeiten rapide zu und im Zentrum entwickelt sich das so genannte Auge.
Dieses Auge selbst ist relativ windschwach und niederschlagsarm. Aber es wird von einem wolken- und niederschlagsreichen Sturmfeld umschlossen. Diese Wolken können bis zu 2,5 Billionen Tonnen Wasser pro Tag transportieren.
Jährlich entstehen auf der Erde etwa 60-80 tropische Wirbelstürme.