Hurrikan. Was ist ein Hurrikan? Schäden durch Wirbelstürme: Hurrikan Fran : W I R B E L. Hurrikan

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1 ( Was ist ein? Ein ist ein tropischer Wirbelsturm über dem Atlantischen Ozean. Der Begriff stammt vom spanischen huracan, was Wirbelsturm bedeutet. s entstehen in niedrigen Breiten, westlich von Afrika, im Karibischen Meer oder im Golf von Mexiko. Von dort ziehen sie nach Westen über den Atlantik zur nordamerikanischen Küste. Bei Erreichen des Festlandes bewegt er sich dann oft nach Nordosten. Tropische Wirbelstürme bilden sich auch im Westpazifik, wo sie Taifune genannt werden. Taifune ziehen meistens gegen Japan und die Philippinen, wo sie, aufgrund der hohen Besiedlungsrate, große Schäden anrichten. Im Golf von Bengalen werden tropische Wirbelstürme Zyklonen genannt. Schäden durch Wirbelstürme: Tropische Wirbelstürme können sehr große Schäden anrichten, da sie heftige Winde, Regen (ca. 150 l pro m²) und Sturmfluten mit sich bringen. Bäume werden entwurzelt, Autos in die Luft gerissen. Auch Menschenleben bleiben fast nie verschont. So kamen 1737 in Kalkutta Menschen und Menschen in Bangladesch durch Zyklone um. Heutzutage können Kurse von tropischen Wirbelstürmen gut vorhergesagt werden. Die USA besitzen z.b. ein - Frühwarnsystem. Dieses Frühwarnsystem funktioniert mit der Hilfe von Wettersatelliten, Wettererkundungsflügen und weitreichenden Radargeräten. Fran : Fran richtete in den USA große Schäden an. Fran war im Jahr 1996 der sechste. Sie werden je nach Jahr mit weiblichen oder männlichen Vornamen versehen, wobei jeder einen Buchstaben aus dem Alphabet zugeordnet bekommt, erster A..., zweiter B... usw. Fran traf mit rund 200 km/h auf das Festland. In North Carolina schlugen 3 m hohen Wellen gegen den Strand, Autos wurden gegen Hauswände geschleudert, Bäume entwurzelt. In der Stadt North Topsail Beach wurde das provisorische Rathaus und die Polizeihttp:// bg0008/us03a.htm - 1 -

2 wache fortgerissen. In South Carolina waren ca Menschen ohne Strom Menschen mussten evakuiert werden. Insgesamt starben bei diesem 22 Menschen. Der Sachschaden belief sich auf ungefähr 1 Milliarde Dollar. Aussehen eines s: s haben einen Durchmesser von 100 km bis km. Zum Vergleich: Die Ausdehnung Deutschlands beträgt von Norden nach Süden 880 km und von Westen nach Osten 750 km. Ein besteht aus orkanartigen Winden und Wolkenbändern, die spiralförmig in ein fast windstilles Zentrum, das Auge (Durchmesser bis zu 100 km), gezogen werden. Das Auge ist von einer hoch aufgetürmten, dichten Wolkenwand umgeben. In dieser Wolkenwand beträgt die Windgeschwindigkeit ungefähr 240 km/h. Wie entstehen diese e? deutschland.html s entstehen meist im Spätsommer und Herbst auf dem Ozean, wenn die Temperatur der Meeresoberfläche 26 C oder mehr beträgt und große Luftfeuchtigkeit herrscht (erste Bedingung). Der Luftdruck fällt sehr stark ab und es entsteht ein Tiefdruckgebiet (zweite Bedingung). Es werden mit hoher Geschwindigkeit neue warme und feuchte Luftmassen eingezogen und steigen auf. Wasserdampf kondensiert. Dabei wird Wärme freigesetzt, so dass die Luft immer schneller nach oben steigt. Die Rotation der Erde um ihre eigene Achse versetzt die Aufwinde in eine kreisförmige Bewegung. Man nennt diesen Effekt CORIOLIS - Ablenkung (dritte Bedingung). Die Coriolis - Ablenkung ist zwischen dem 5 o - 15 o nördlich und südlich des Äquators hierfür stark genug. Ein wirbelndes Tief mit einer Sogwirkung entsteht, was zur Folge hat, dass weitere feuchte Winde aus allen Richtungen auf das Zentrum zuwirbeln und sich um das Auge bewegen. Der ist dann solange stabil, bis er auf Land oder eine kühle Meeresoberfläche trifft, weil er dann von Wärme und Feuchtigkeit abgeschnitten wird. Der wird schwächer und ebbt ab. In der nun folgenden Versuchsreihe wollen wir uns näher mit der zweiten und dritten Bedingung, also mit dem Tiefdruckgebiet und der Coriolis - Ablenkung, beschäftigen. Arbeitsauftrag: Nachdem Du dies eben gelesen hast, ergänze den Lückentext auf dem ersten Arbeitsblatt

3 Coriolis - Ablenkung: Wie wir im oberen Text erfahren haben, spielt die Drehung der Erde um ihre eigene Achse eine große Rolle. Wir haben sie Coriolis - Ablenkung genannt. Sie wurde vom französischen Mathematiker und Physiker Gaspard - Gustave Coriolis ( ) entdeckt. Von besonderer Bedeutung ist sie, weil alle auf der rotierenden Erde ablaufenden Bewegungen von ihr beeinflusst werden. Sie ist notwendig zum Verständnis von Naturphänomenen (Ablenkung von Winden und Meeresströmungen, einseitige Auswaschung von Flussufern) sowie zur exakten Vorausberechnung von Flugbahnen in der Raumfahrt. Auch führt die Coriolis - Ablenkung zu solch kuriosen Erscheinungen wie der ungleichmäßigen Abnutzung von Eisenbahnschienen. Vorüberlegung: Die Eigendrehung der Erde spielt also eine große Rolle. Aber in welcher Richtung dreht sich denn eigentlich nun die Erde? Du kannst auch einen Globus zur Hilfe nehmen. Stell Dir vor, Du befindest Dich direkt über dem Nordpol im Weltall! Dann siehst Du die gesamte nördliche Halbkugel bis zum Äquator (als Scheibe). Du siehst auch, wie die Erde sich einmal in 24 Stunden um sich selbst dreht. ( Arbeitsauftrag: Bearbeite nun bitte das zweite Arbeitsblatt

4 Versuch 1: Wir haben eben die Erde als eine Scheibe dargestellt, die sich um ihre eigene Achse dreht. Dabei stellte der Mittelpunkt der Scheibe den Nordpol dar und der Rand ist der Äquator. Da wir die Coriolis - Ablenkung auf der Erde untersuchen möchten, setzen wir die Erde im weiteren Verlauf der Versuche mit einer Scheibe gleich. Die sich auf ihr bewegenden Luftmassen werden als Kugeln dargestellt. Wie strömt denn aber nun die Luft bei uns auf der Erde? Wie Ihr Euch wohl noch erinnert, kann die Luft wegen der Rotation der Erde nicht geradlinig strömen (siehe Arbeitsblatt 1). Besorge Dir bitte Arbeitsblätter, eine Drehscheibe, (Glas-) Kugeln, Farbe (Tinte), eine Pipette und eine Pinzette. Arbeitsauftrag:Lege bitte ein Arbeitsblatt auf die Scheibe. Nimm Dir eine Kugel, färbe diese ein und lege sie in den Mittelpunkt der Scheibe (= Nordpol). Versetze die Scheibe in eine leichte Drehbewegung. Du weißt auch sicherlich in welche Richtung, oder? Denke hierbei an unsere Vorüberlegung. Gib der Kugel einen leichten Stoß und beobachte die Bahn der Kugel. Zeichne die Spur, die die Kugel (= Luftmassen) auf der Scheibe (= Erde) hinterlassen hat, auf Dein Arbeitsblatt 3 ein und beantworte bitte die dazugehörige Aufgabe. Diesen Versuch kannst Du ja drei- bis viermal mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten der Kugel oder Drehscheibe wiederholen..kugel Scheibe - 4 -

5 Versuch 2: Im obigen Versuch haben wir gesehen, dass wenn sich die Scheibe gegen den Uhrzeigersinn dreht, die Kugel rechts herum läuft. Dort startete die Kugel vom Mittelpunkt der Scheibe (= Nordpol). Wie ist es aber, wenn die Kugel von außen (= Äquator) startet? Anders formuliert, welches Ergebnis erhält man, wenn die Luft vom Äquator in nördliche Richtung strömt? Hier brauchst Du wieder Arbeitsblätter, eine Drehscheibe, (Glas-) Kugeln, Farbe (Tinte), eine Pipette und eine Pinzette. Arbeitsauftrag:Lege bitte ein neues Arbeitsblatt auf die Scheibe. Färbe die Kugel (= Luftmassen) wieder leicht an und lege sie in die kleine Rampe, die am Rand (= Äquator) der Scheibe (= Erde) angebracht ist, hinein. Setze die Drehscheibe im Gegenuhrzeigersinn in Gang und lasse die Kugel nach innen rollen, indem Du die Sperre entfernst. Wiederhole den Versuch mit mehreren Geschwindigkeiten. Beobachte die Bahnen der Kugeln und zeichne ihre Spuren auf der Scheibe auf Dein Arbeitsblatt 4 ein und beantworte bitte die dazugehörige Aufgabe. Rampe. Kugel Scheibe - 5 -

6 Versuch 3: Beim 2. Versuch wird die Kugel genauso nach rechts abgelenkt. Nun wollen wir eine letzte Möglichkeit untersuchen. Ob wir hier auch wieder zu einem gleichen Ergebnis kommen? Wie bei den vorgehenden Versuchen sind Arbeitsblätter, eine Drehscheibe, (Glas-) Kugeln, Farbe (Tinte), eine Pipette und eine Pinzette notwendig. Arbeitsauftrag:Suche Dir als erstes eine Person, mit der Du gerne zusammenarbeiten möchtest. Reinigt die Scheibe (= Erde) gegebenenfalls von alten Spuren. Nehmt Euch dann ein Arbeitsblatt und legt dies auf die Scheibe. Stellt Euch so auf, dass Ihr Euch direkt gegenübersteht und dabei die Scheibe zwischen Euch steht. Dann setzt die Drehscheibe in Gang. Denkt an die Richtung. Einer nehme die nicht eingefärbte Kugel und rolle sie so über die laufende Drehscheibe, dass sie Dein Gegenüber auffangen kann. Dein(e) Partner(in) kann den Versuch auch anschließend durchführen. Beobachtet dabei, welche Richtung die Kugel nimmt. Der Versuch kann auch mit verschiedenen Geschwindigkeiten der Scheibe durchgeführt werden. Tragt die genaue Position der Partner und die beobachtete (hier geht es um das, was Ihr seht, nicht um die Spur, die die Kugel auf der Scheibe hinterlässt!) Bahn der Kugel auf Dein Arbeitsblatt 5 ein. Auch hier sind weitere Aufgaben gestellt, die Du bitte beantwortest. Nun wiederholt diesen Versuch mit einer mit Tinte eingefärbten Kugel. Was fällt Euch auf?. Kugel Scheibe - 6 -

7 Versuch 4: In der Realität werden Luftmassen in die Mitte eines Tiefdruckgebietes gezogen, solange sie sich in Reichweite des Tiefdruckgebietes befinden. In diesem Modell soll die Schale oder der Teller das Tiefdruckgebiet darstellen und die Kugel die Luftmassen. Die Höhe des Tellerrandes entspricht dabei dem Druck in einem Tief. Hier geschieht etwas Ähnliches wie im Tiefdruckgebiet: Egal wo die Kugel (= Luftmasse) sich befindet, sie rollt immer in das Innere der Schale (= Tiefdruckgebiet). Die rotierende Scheibe in diesem Modell simuliert wieder die Erddrehung. Besorge Dir bitte Arbeitsblätter, eine Drehscheibe, (Glas-) Kugeln, Farbe (Tinte) und ein Gefäß (Teller oder Schale). Arbeitsauftrag:Färbe die Kugeln leicht an und lege sie in die Rampe, die am Rand der Scheibe angebracht ist. Stelle den Teller so auf die Scheibe, dass er mit dem Rand noch unter die Rampe steht. Setze nun die Drehscheibe in Gang und lass die Kugel nach innen rollen, indem Du die Sperre entfernst. Wiederhole dies mit mehreren Geschwindigkeiten. Beobachte die Bahn der Kugel und zeichne den Verlauf mit Hilfe der Bahnspuren in dem Teller auf Dein Arbeitsblatt 6 ein und beantworte bitte die letzten Aufgaben. Drehscheibe Kugel. Teller Rampe - 7 -