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Meteorologie:Wie Forscher mit Schallanalysen Tornados vorhersagen wollen

Dieser Tornado traf 2016 südlich der kleinen Ortschaft Wynnewood im US-Bundesstaat Oklahoma auf den Boden.

(Foto: AFP/HANDOUT/Josh EDELSON)
  • Für Wetterexperten ist die Vorhersage von Tornados bislang fast nicht möglich.
  • Doch Stürme senden einen Infraschall aus, noch bevor ein Tornado den Boden trifft.
  • Bislang aber fehlt es den Forschern an "Hörerfahrung", um Schallmessungen sicher deuten zu können.

Bei der Tornadovorhersage müssen selbst Wetterexperten oft passen. So war es auch am 16. Mai, als ein Tornado im Landkreis Viersen Bäume umpflügte und Dächer abdeckte. Der Deutsche Wetterdienst (DWD) erfuhr erst hinterher davon. "Wir können mit Wettermodellen und Doppler-Radargeräten zwar Unwetter vorhersagen und sogenannte Superzellen, aus denen Tornados entstehen könnten, aber die Unsicherheit ist sehr hoch", sagt der DWD-Meteorologe Andreas Friedrich. Deshalb arbeite man mit ein paar hundert ehrenamtlichen Unwetterwarnern zusammen, die Tornados in Sichtweite meldeten. Im Kreis Viersen war nur gerade keiner vor Ort.

Selbst in den von Tornados besonders geplagten USA, wo Wetterdienste mit tausenden, zum Teil bezahlten Sturmjägern und mobiler Messtechnik arbeiten, liegt die Fehlalarmquote noch bei 75 Prozent. Brian Elbing von der Oklahoma State University will die Tornadovorhersagen künftig mit einer Art Lauschangriff verbessern. "Stürme emittieren Infraschall, schon bis zu zwei Stunden, bevor ein Tornado den Boden trifft, und diesen Sound können wir mit Mikrofonen aufnehmen", sagt der Forscher. Die Messungen funktionierten auch aus großer Distanz und könnten die gefährlichen Vor-Ort-Recherchen von Sturmjägern überflüssig machen.

Infraschall lässt sich aus großen Entfernungen messen und interpretieren

Infraschall hat sehr tiefe Frequenzen, teils weit unter 20 Hertz und entsteht auch bei Erdbeben oder in der Meeresbrandung. Menschen nehmen ihn, wenn überhaupt, eher als Dröhnen wahr, irgendwo an der Grenze zwischen hören und fühlen. "Wie Schall im Allgemeinen enthält auch Infraschall eine Menge Informationen zu seiner Quelle und Umgebung", sagt Elbing. Man müsse sie nur entschlüsseln. Außerdem ist Infraschall noch in großen Entfernungen messbar, denn tiefe Frequenzen sind nur schwer aufzuhalten. "Das kennt jeder, der nervige Nachbarn hat, die nachts Musik anstellen, und dann nur die Bässe hört", sagt der Forscher.

Infraschall zur Tornadovorhersage zu nutzen, ist keine ganz neue Idee und Elbing nicht der einzige, der daran forscht. Gleichwohl fehle es an "Hörerfahrung", um Schallmessungen sicher deuten zu können. Bisher gebe es nur wenige belastbare Untersuchungen. Auf einer Konferenz der Acoustical Society of America in Minneapolis präsentierte er kürzlich aktuelle Messergebnisse: den akustischen Fingerabdruck eines Tornados, der vor etwa einem Jahr durch Oklahoma fegte, knapp 20 Kilometer von drei Infraschallmikrofonen entfernt, die sein Team in einer Dreieckanordnung auf dem Dach eines Unigebäudes montiert hatte.

Aus den Messdaten konnten die Forscher sowohl die Richtung als auch den 46-Meter-Durchmesser des Tornados ablesen. "Er stimmte auf den Meter genau mit den offiziellen Angaben für die Breite der Schadensschneise überein", sagt Elbing. Auch deute einiges darauf hin, dass die Amplitude der Schallwellen Rückschlüsse auf die Stärke des Tornados zulassen. Erste charakteristische Signale waren etwa zehn Minuten vor der Tornadogeburt zu sehen. Bei künftigen Messungen wollen die Forscher zusätzlich Drohnen einsetzen, um noch mehr Informationen zu bekommen und besser zu verstehen, was den Sound der rotierenden Luftmassen ausmacht.

Manche Tiere sind wohl auf solche Details nicht angewiesen. So soll eine Gruppe Goldflügel-Waldsänger 2014 vor einem Sturm mit 84 Tornados Reißaus genommen haben, und das ein bis zwei Tage, bevor Meteorologen das Unwetter auf dem Radar hatten. Ein inneres, infraschallgestütztes Alarmsystem könnte sie gewarnt haben. Zur Fehlalarmquote ist allerdings nichts bekannt.

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