Taifune im Pazifik

Tropische Wirbelstürme gehören mit Hitzewellen, Dürren, Starkniederschlägen und Außertropischen Stürmen zu den Wetterextremen, die möglicherweise durch den Klimawandel verstärkt oder häufiger auftreten werden. Von tropischen Wirbelstürmen geht mit die stärkste Zerstörungskraft für natürliche und soziale Systeme aus. Sie treten in den tropischen Regionen aller drei Ozeane auf. Im Atlantik heißen sie Hurrikane, im Pazifik Taifune, im nördlichen Indischen Ozean Zyklone

Taifune im Pazifik

Am 8. November 2013 traf der Super-Taifun Haiyan mit Windgeschwindigkeiten von fast 315 Stundenkilometern und einer Flutwelle bis zu 7 m Höhe auf die philippinische Insel Lete. Einher gingen Niederschläge zwischen dem 2. und 12. November von über 500 mm. Die Stadt Tacloban wurde fast völlig zerstört und mehrere Tausend Menschen fielen dem Sturm zum Opfer.1 Die sog. Supertaifune des Nordwest-Pazifiks, die etwa den Hurrikanen der Kategorie 4 und 5 entsprechen, gehören global zu den stärksten und verheerendsten Stürmen überhaupt. 2016 und 2018 folgten mit Meranti und Mangkhut fast ebenso starke Stürme wie Hayan, die gleichfalls den Südosten und Osten Asiens trafen.1.a

Supertaifun Hayan


Abb. 1: Supertaifun Haiyan am 8. November 2013 über den mittleren Philippinen.B1

Verbreitung und Schäden

Haiyan gilt als einer der stärksten je gemessenen Tropischen Zyklonen weltweit und machte der Weltöffentlichkeit deutlich, dass nicht nur Mittel- und Nordamerika gelegentlich Opfer von Tropischen Wirbelstürmen sind. Vielmehr ist die Häufigkeit von tropischen Zyklonen im Nordwest-Pazifik höher als in jeder anderen Region der Welt. Hier ereignet sich ein Drittel aller global gezählten tropischen Zyklonen.2 Und hier kommen mehr als 50 % der tropischen Zyklonen der Kategorie 5 vor.3 Am stärksten betroffen sind China und die Philippinen, aber auch Japan, Süd-Korea, Vietnam und weitere Länder sind stark gefährdet.

Das Hauptgebiet für die Entstehung tropischer Zyklonen im westlichen Nordpazifik umfasst die Koordinaten 10 °N–26 °N, 122 °E–170 °E. Die Taifun-Saison liegt hier zwischen Juli und Oktober.3 Zwischen 1980 und 2008 gab es im Nordwestpazifik 750 Taifune mit erheblichen Sachschäden und Verlusten an Menschenleben. Am meisten hatten darunter die Philippinen und China zu leiden, mit ca. sechs solcher Ereignisse pro Jahr. Mit 115 Toten pro Ereignis standen die Philippinen an der Spitze der Todesziffern, während die ökonomischen Verluste mit fast 1 Mrd. US$ pro Ereignis in China und Japan am größten waren. Trotz zunehmender Werte und Bevölkerungsdichte in den betroffenen Regionen hängen Sachschäden und Opferzahlen immer noch stark von der Aktivität der Taifune selbst ab. In Zeiten hoher Taifun-Aktivität liegt die Anzahl der Verlustereignisse um 14 % höher und in Zeiten niedriger Aktivität um 9 % niedriger als die mittleren Werte.2

Entwicklung

Die Häufigkeit der Taifune zeigt jährliche und dekadische Schwankungen. Die jährlichen Schwankungen werden durch ENSO beeinflusst. In El-Niño-Phasen sind Taifune stärker. Die Entwicklungsgebiete der pazifischen Tropischen Zyklonen liegen weiter östlich und näher am Äquator. Sie entwickeln sich damit in einer größeren Distanz zum asiatischen Kontinent und haben somit mehr Zeit, sich zu verstärken. Außerdem steuern Taifune, die östlich der Philippinen entstanden sind, eher polwärts und weniger westwärts in das Südchinesische Meer. In La-Niña-Phasen ist es umgekehrt.2

Änderung der Intensivierungsrate von Taifunen und der Wassertemperatur in 75 m Tiefe


Abb. 2: Änderung der Intensivierungsrate von Taifunen und der Wassertemperatur in 75 m TiefeB2

Unabhängig von ENSO sind die ozeanischen Bedingungen für die Entwicklung von Taifunen im NW-Pazifik in den letzten Jahrzehnten günstiger geworden. Ein wichtiger Faktor ist die Erwärmung des oberen Ozeans, und zwar nicht nur die Erhöhung der Meeresoberflächentemperatur, sondern auch der Wasserschichten darunter. Ableitbar ist diese Erwärmung u.a. an ungewöhnlichen Anstiegen des Meeresspiegels durch eine Erwärmung des Meerwassers. Abweichungen des Meeresspiegelniveaus um mehr als 8 cm gelten als günstig für die Verstärkung tropischer Zyklonen. Gebiete mit solchen Abweichungen haben seit 1992 von ca. 20 % auf ca. 50-60 % des Entstehungsgebietes tropischer Zyklonen im westlichen Nordpazifik zugenommen. Dahinter steckt eine Zunahme der Tiefe der 26 °C-Isotherme im Mittel von 84 m in 1993-1995 auf 92 m im Jahr 2010. Ähnlich hat sich der mittlere Wärmegehalt des oberen Ozeans in dem Entstehungsgebiet der Taifune des westlichen Nordpazifik von 88 kJ/cm2 in den frühen 1990er Jahren auf 96 kJ/cm2 in den späten 2000ern erhöht.3

Entwicklung der maximalen Windstärke von Taifunen


Abb. 3: Über alle Taifune eines Jahres gemittelte maximale Windstärke: Jahresmittel während der Taifun-Saison (Juli-September) nach zwei Datensätzen (schwarze und rote Linien) mit Unsicherheitsbereichen (graue Flächen und rote senkrechte Linien) zwischen 1977 und 2010.B3

Zum Erreichen von Zyklonstärken der Kategorie 5 sind neben einer Meeresoberflächentemperatur von mindestens 29 °C ein Wärmegehalt des oberen Ozeans von 100-110 kJ/cm2 sowie Tiefen der 26 °C-Isotherme von 100-110 m erforderlich. Solche Bedingungen gab es in den frühen 1990er Jahren nur in rund 28 % des Hauptentstehungsgebiets tropischer Zyklonen, heute dagegen in 41 %. Während sich die Meeresoberflächentemperatur verhältnismäßig wenig verändert hat, sind die Bedingungen unterhalb der Oberfläche im oberen Ozean deutlich günstiger für die Entstehung tropischer Zyklonen und Superzyklonen geworden.3

Projektionen

Ähnlich wie für den Nordatlantik wird auch für den Nordwest-Pazifik eine Zunahme der Stärke der tropischen Wirbelstürme angenommen. Nach dem moderaten Szenario RCP4.5 wird sich die mittlere Spitzengeschwindigkeit
der Taifune von gegenwärtig 55 m/s (Kategorie 3) auf 62,5 m/s (Kategorie 4) erhöhen. Für die auf Land treffenden Wirbelstürme rechnen Mori & Takem4 mit einer Zunahme der Windgeschwindigkeit um 1-7%, vor allem im nördlichen Teil des westlichen Nordpazifik. Hinzu kommt eine Zunahme vor allem der Starkniederschläge im Kernbereich der auf Land treffenden Taifune, wie sie für alle der von tropischen Wirbelstürmen betroffenen Regionen von den Modellen projiziert wird.

Damit setzen sich die bisherigen Trends auch im 21. Jahrhundert im Wesentlichen fort. Und das gilt auch für die wesentlichen Prozesse, die dieser Entwicklung zugrunde liegen. Durch die globale Erwärmung werden bei dem moderaten Szenario RCP4.5 die Meeresoberflächentemperaturen im westlichen Nordpazifik gegen Ende des 21. Jahrhunderts um 1,4 °C und die Temperatur in 75 m Tiefe um 1,3 °C zunehmen.5 Bis zum Ende des 21. Jahrhunderts wird nach Projektionen des RCP-8.5-Szenarios von 18 Klimamodellen die Verringerung des Salzgehalts durch mehr Niederschläge die Schichtung des oberen Ozeans verstärken und sich folglich die Abkühlung der Meeresoberflächentemperatur durch vertikale Mischung reduzieren.6 Die Ozeanerwärmung vor der ostasiatischen Küste wird sich nach einem ähnlichen Muster wie bisher fortsetzen und zu Veränderungen der Zugbahnen und zu stärkeren Taifunen führen, die vor allem auf China, die koreanische Halbinsel und Japan treffen könnten.

Taifun-Zugbahnen der Zukunft


Abb. 4: Zukünftige Zugbahnen von Supertaifunen nach Modellberechnungen: Die roten dicken Linien zeigen Phasen an, bei denen die Taifune die Stärke von Supertaifunen erreichen (ab Windgeschwindigkeiten von 66,9 m/sec)B4

Anmerkungen:
1. NASA: Haiyan (Northwestern Pacific Ocean)
1.a NASA (2016): Meranti (was 16W - Northwestern Pacific Ocean); NASA (2018): Typhoon Mangkhut Reaches Luzon
2. Welker, C., and E. Faust (2013): Tropical cyclone-related socio-economic losses in the western North Pacific region, Natural Hazards and Earth System Sciences 13, 115–124
3. Pun, I.-F., I.-I. Lin, and M.-H. Lo (2013): Recent increase in high tropical cyclone heat potential area in the Western North Pacific Ocean, Geophysical Research Letters 40, 1–5, doi:10.1002/grl.50548
4. Mori, N. & T. Takemi (2016): Impact assessment of coastal hazards due to future changes of tropical cyclones in the north Pacific Ocean. Weather and Climate Extremes 11, 53-69.
5. Mei, W., et al. (2015): Northwestern Pacific typhoon intensity controlled by changes in ocean temperatures. Sci. Adv. 1, e1500014.
6. Balaguru, K., et al. (2015): Global warming-induced upperocean freshening and the intensification of super typhoons, Nature Communications, DOI: 10.1038/NCOMMS13670.

Bildquellen:
B1.  NASA (2013): Haiyan (Northwestern Pacific Ocean), NASA Goddard MODIS Rapid Response Team; Lizenz: public domain
B2. Mei, W., S.-P. Xie, F. Primeau, J. C. McWilliams, C. Pasquero (2015): Northwestern Pacific typhoon intensity controlled by changes in ocean temperatures. Sci. Adv. 1, e1500014, Supplementary Materials; Lizenz: CC BY-NC
B3. Mei, W., et al. (2015): Northwestern Pacific typhoon intensity controlled by changes in ocean temperatures. Sci. Adv. 1, e1500014. Lizenz: CC BY-NC
B4. Tsuboki, K., M. K. Yoshioka, T. Shinoda, M. Kato, S. Kanada, and A. Kitoh (2015): Future increase of supertyphoon intensity associated with climate change, Geophys. Res. Lett., 42, 646–652, doi:10.1002/2014GL061793; Lizenz: CC BY-NC-ND

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