Sturmflut

Küstengemeinden auf der ganzen Welt sind einer starken und oft verheerenden Bedrohung durch den Ozean ausgesetzt: der Sturmflut. Dieses Phänomen, ein anormaler Anstieg des Meeresspiegels, der durch einen Sturm ausgelöst wird, kann Küsten- und niedrig gelegene Gebiete überschwemmen, erhebliche Schäden verursachen und eine ernsthafte Gefahr für Leben und Eigentum darstellen. Das Verständnis der Kräfte, die hinter Sturmfluten stehen, ist für die Vorbereitung und Abschwächung entscheidend. Es handelt sich um komplexe Ereignisse, die durch eine Kombination atmosphärischer und ozeanischer Faktoren ausgelöst werden.

Was eine Sturmflut antreibt

Mehrere Faktoren tragen zur Entstehung und Höhe einer Sturmflut bei:

• Windbelastung: Dies wird allgemein als der größte Faktor angesehen. Die starken Winde eines Sturms treiben das Oberflächenwasser vor sich her. Wenn sich dieses Wasser einer Küste nähert, kann es, insbesondere in flachen Gebieten, nur noch landeinwärts fließen und sich an der Küste auftürmen. Die Geschwindigkeit und Dauer des Windes sowie der Fetch (die Entfernung, über die der Wind über das Wasser bläst) beeinflussen das Ausmaß dieses Effekts erheblich.
• Atmosphärischer Druck: Der niedrige atmosphärische Druck im Zentrum eines Sturms spielt ebenfalls eine Rolle, obwohl er in den meisten Fällen weniger stark ins Gewicht fällt als der Wind. Der niedrigere Druck an der Meeresoberfläche lässt den Wasserspiegel leicht ansteigen, da weniger Druck auf ihn ausgeübt wird. Dies wird manchmal auch als "umgekehrter Barometereffekt" bezeichnet.
• Form der Küstenlinie und Bathymetrie (Unterwassertopographie): Diese geografischen Gegebenheiten haben einen entscheidenden Einfluss darauf, wie stark eine Sturmflut ausfallen wird.
  
  • Flache, sanft abfallende Kontinentalschelfe ermöglichen es dem Wasser, sich leichter aufzustauen, wenn es in Richtung Küste gedrückt wird, was zu höheren Flutwellen führt.
  • Konkave Küstenlinien (z. B. Buchten) können das Wasser bündeln, so dass sich die Flutwelle konzentriert und höher steigt.
  • Enge Buchten und Flussmündungen können die Sturmflut ebenfalls verstärken, da das Wasser auf eine kleinere Fläche gedrückt wird.
• Größe des Sturms und Vorwärtsgeschwindigkeit: Größere Stürme wirken mit ihren Winden auf einen größeren Bereich des Ozeans ein und können eine größere Sturmflut verursachen. Auch die Vorwärtsgeschwindigkeit des Sturms kann die Sturmflut beeinflussen. Ein sich schneller bewegender Sturm kann eine höhere Sturmflut an der unmittelbaren Küstenlinie erzeugen, während ein sich langsamer bewegender Sturm das Wasser weiter ins Landesinnere drücken kann, insbesondere in Buchten und Flussmündungen.
• Winkel der Annäherung: Ein Sturm, der senkrecht auf die Küste trifft, wird im Allgemeinen eher eine höhere Sturmflut verursachen als ein Sturm, der sich parallel zur Küste oder in einem schrägen Winkel bewegt.
• Wellen: Technisch gesehen sind sie zwar von der Sturmflut getrennt, aber die von den Winden des Sturms erzeugten Wellen reiten auf der Sturmflut und können den Gesamtwasserstand und die Zerstörungskraft entlang der Küste durch den Wellenauflauf erheblich erhöhen.

Wie die Erdrotation die Sturmflut beeinflusst

Der Coriolis-Effekt, der durch die Erdrotation verursacht wird, lenkt bewegte Objekte (einschließlich Wasser und Luft) auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links ab. Im Zusammenhang mit Sturmfluten kann der Coriolis-Effekt die Richtung der Wasserbewegung beeinflussen, die durch die Winde des Sturms angetrieben wird. Dies kann dazu führen, dass sich das Wasser auf einer Seite des Sturms im Verhältnis zur Küste stärker auftürmt, was die Höhe der Sturmflut in bestimmten Gebieten erhöhen kann. Bei Winden, die parallel zur Küste wehen, kann der Coriolis-Effekt die Wasserströmung zur Küste hin oder von ihr weg ablenken, was sich auf die Sturmflut auswirkt.

Verstehen von positiven und negativen Überspannungen

Wenn wir von einer Sturmflut sprechen, meinen wir in der Regel eine "positive" Flut, aber es gibt noch eine andere Seite der Medaille:

• Positive Sturmflut: Dies ist der am häufigsten diskutierte Typ, bei dem der Meeresspiegel über die normale vorhergesagte Flut ansteigt. Dies ist die Ursache für Überschwemmungen an der Küste.
• Negative Sturmflut: Sie tritt auf, wenn starke ablandige Winde oder Winde, die parallel zur Küste in eine bestimmte Richtung wehen (beeinflusst durch den Coriolis-Effekt), das Wasser von der Küste wegdrücken, was zu einem niedrigeren als dem normalen Meeresspiegel führt. Auch wenn sie keine Überschwemmungen verursachen, können negative Sturmfluten dennoch gefährlich sein, insbesondere für die Schifffahrt, da sie zu deutlich niedrigeren Wassertiefen in Häfen und Küstenkanälen führen können.

Dabei handelt es sich im Wesentlichen um gegensätzliche Phänomene, die durch ähnliche Sturmkräfte, aber mit unterschiedlichen Windrichtungen relativ zur Küste angetrieben werden, was entweder zu einer Anhäufung oder einem Abfluss von Wasser in Küstennähe führt.

Wie hoch und weit verbreitet Sturmfluten sein können

Sturmfluten können beträchtliche Höhen erreichen, und ihre Reichweite im Landesinneren kann groß sein, insbesondere in niedrig gelegenen Küstengebieten mit flachen Küstenabhängen.

• Höhe: Die Höhe der Sturmflut wird als Anstieg des Wasserspiegels über die normale astronomische Flut gemessen. Sie können von wenigen Fuß bis zu weit über 6 Meter oder mehr in extremen Fällen reichen.
• Größe/Inlandreichweite: Das von einer Sturmflut betroffene Gebiet kann sich über Hunderte von Kilometern an der Küste erstrecken, und das Wasser kann mehrere Kilometer ins Landesinnere vordringen, vor allem in flachem Terrain.

Beispiele für erhebliche Sturmfluten

• Hurrikan Katrina (2005, Vereinigte Staaten): Dieser Hurrikan verursachte an der Küste von Mississippi eine gewaltige Sturmflut, die in einigen Gebieten schätzungsweise 8 bis 8,5 Meter über dem normalen Wasserstand lag. Die Überschwemmungen reichten vielerorts weit ins Landesinnere.
• Zyklon Mahina (1899, Australien): Über die genauen Messwerte wird zwar gestritten, aber historische Berichte deuten darauf hin, dass in der Bathurst-Bucht eine extrem hohe Sturmflut (Sturmflut plus astronomische Flut) von etwa 13 Metern auftrat, wobei ein erheblicher Teil davon wahrscheinlich auf Wellenauflauf in steilem Gelände zurückzuführen ist.
• Bhola-Zyklon (1970, Bangladesch): Dieser verheerende Wirbelsturm verursachte eine Sturmflut von schätzungsweise über 10 Metern, die zu katastrophalen Überschwemmungen im tief gelegenen Ganges-Delta führte und immense Verluste an Menschenleben verursachte.
• Taifun Haiyan (2013, Philippinen): Haiyan verursachte eine gewaltige Sturmflut, die die Küstengebiete verwüstete. Schätzungen zufolge erreichte sie an einigen Orten bis zu 4,5 Meter und trug erheblich zu den weitreichenden Zerstörungen und der Zahl der Todesopfer bei.

Können auch andere Stürme als Hurrikane Sturmfluten verursachen?

Hurrikane, Taifune und Wirbelstürme sind zwar die häufigsten und aufgrund ihrer starken Winde und ihres niedrigen Drucks oft auch die stärksten Verursacher von Sturmfluten, aber auch andere starke Tiefdrucksysteme können sie verursachen. Bemerkenswerte Beispiele sind:

• Nordostwinde: Diese außertropischen Wirbelstürme, die die Ostküste Nordamerikas treffen, können beträchtliche Sturmfluten verursachen, insbesondere wenn sie ins Stocken geraten oder sich langsam in Küstennähe bewegen.
• Andere intensive außertropische Wirbelstürme: Starke Winterstürme und andere tiefe Tiefdruckgebiete in Regionen der mittleren Breiten können in Küstengebieten ebenfalls erhebliche Sturmfluten verursachen.

Der Schlüssel ist das Vorhandensein starker, anhaltender Winde, die das Wasser in Richtung Küste treiben, und ein erheblicher Abfall des atmosphärischen Drucks - Bedingungen, die bei verschiedenen Arten von intensiven Stürmen auftreten können, nicht nur bei tropischen Wirbelstürmen.