Orkanen, tyfonen en cyclonen

Een orkaan, tyfoon en een tropische cycloon zijn allemaal namen voor hetzelfde. Het is een superstorm met veel regen en extreme wind die in de buurt van eilanden of wanneer hij in de buurt van de kust komt schade kan veroorzaken. Ze komen voor in de (sub)tropische gebieden van de aarde en trekken soms langzaam, soms razendsnel. Uiteindelijk komen ze in koudere gebieden of op land waar ze verdwijnen.

Orkanen geven regelmatig neerslagsommen van boven de 500 millimeter in een etmaal. Naast overstromingen door extreme regenval en stormvloed, hoge golven en wind, kunnen in bergachtige gebieden ook aardverschuivingen optreden.

De meeste orkanen verdwijnen zonder grote schade te hebben aangericht, maar een enkele lukt het dichtbevolkte gebieden te bereiken en tientallen tot honderden mensen te doden. Meestal is het grote dodental het gevolg van de hevige windstoten; tornado's; overstromingen als gevolg van regenval of stormvloed en aardverschuivingen.

Hoe ontstaan orkanen?
In de buurt van de evenaar is de lucht het warmst. Dat komt doordat dat gebied gemiddeld gezien de meeste zonnestraling in een jaar ontvangt. De lucht gaat omhoog en wanneer het onstabiel is ontstaan buien. Dit gebied heet de Intertropische Convergentie Zone (ITCZ) en deze schuift gedurende het jaar van zuid naar noord en weer terug en passeert daarbij 2 maal de evenaar.
De zone verplaatst zich tussen 12 graden Noorderbreedte en 12 graden Zuiderbreedte. Ze volgt de zon met een vertraging van 2 tot 3 maanden. Een willekeurige plaats in de buurt van de evenaar, zoals Paramaribo, ziet deze zone twee keer per jaar passeren. Zo is het droog met een zuidwestelijke wind, dan is het weer nat en dan weer droog met een noordoostelijke wind.

In deze onstabiele zone ontstaan buien. Onweerswolken groeien maar door, vaak tot 15 of 16 kilometer hoogte. Vaak ontstaat er een gebied met buien. In de ITCZ heerst een zwakke oostelijke achtergrondstroming. Met deze stroming bewegen de buienclusters langzaam westwaarts.

Buienclusters worden orkanen
Dit systeem kan wanneer het met zeewater in contact komt een nieuwe impuls krijgen. Zeewater boven de 26 graden voedt het systeem en door een combinatie van de aardrotatie en de convergentie (samenstromende lucht) gaat het systeem draaien. Omdat de krachtwerking van de aardrotatie op de evenaar ontbreekt ontstaat een tropische depressie nooit recht boven de evenaar. Alhoewel er in zeldzame situaties uitzonderingen zijn.

Een tropische depressie onderscheidt zich van een gewone depressie doordat de frontenstructuur (warmte-, kou- en occlusiefront) ontbreken. Ze krijgen een nummer zoals 10W (de tiende tropische depressie in dit gebied, in dit geval in de westelijke Stille Oceaan, de "W" heeft betrekking op Western (Pacific)).

Wanneer het systeem verder groeit wordt dit groter en sterker. De wind en regenintensiteit nemen toe en de depressie wordt gepromoveerd tot tropische storm. Hiervoor moet de windkracht zijn toegenomen tot gemiddeld 58 kilometer per uur (windkracht 7). Deze tropische storm krijgt een naam. De namen van tropische stormen worden al jaren van tevoren door de Amerikaanse weerdienst vastgesteld. Na een flink aantal jaren worden de "oude" namen opnieuw gebruikt. Behalve wanneer een orkaan heel veel schade heeft aangericht of veel slachtoffers heeft geëist. Dan wordt de naam niet meer opnieuw gebruikt. Orkanen in de Indische Oceaan krijgen geen naam, alleen een nummer.

Bij 118 kilometer per uur (windkracht 12) wordt de tropische storm officieel orkaan genoemd. Tegen die tijd is er meestal ook een oog in het centrum van het systeem verschenen. In Azië spreekt men van een tyfoon en in Australië heet een tropische storm een cycloon en een orkaan een zware cycloon.

De werking van een orkaan
Tropische orkanen ontlenen hun energie aan warm zeewater waarvan de temperatuur minimaal 26 graden bedraagt. In een orkaan beweegt de lucht in een spiraalvorminge beweging van buiten naar binnen en neemt daarbij zeer veel vocht en warmte van het warme water op. Vlak bij het "oog" stijgt de lucht vervolgens op naar 12-15 km hoogte waardoor zich rondom het oog permanent een muur van zware buien bevindt. In deze buien komt zeer veel condensatiewarmte vrij. Hierdoor is de kern van de orkaan ongeveer 10 graden warmer dan de buitenkant.
orkaan is. Aan de bovenkant van de orkaan spiraliseert de lucht vervolgens weer naar buiten en daalt daarbij op grotere afstand van het oog weer naar zeeniveau. Door de permanente uitstraling naar het heelal, de witte wolken van de buientoppen reflecteren vrijwel alle zonnestraling, wordt de temperatuur van de buientoppen constant op -55 tot -60 graden gehouden.

Hierdoor wordt het temperatuurverschil tussen zeeniveau en 12-15 kilometer hoogte in stand gehouden. Een dergelijk groot temperatuurverschil zorgt ervoor dat de lucht heel makkelijk kan opstijgen. De lucht is op z'n weg door de buien heel veel vocht in de vorm van zware regen kwijtgeraakt en dus heel droog geworden. De lucht kan nu weer veel vocht opnemen op weg naar het centrum van de orkaan en hiermee begint het proces opnieuw.

Het sterkste windveld
Het sterkste windveld bij een orkaan is gezien vanuit het oog te vinden aan de rechterkant van de trekrichting. Althans op het noordelijke halfrond. De winden draaien rondom de orkaan tegen de klok in. Aan de rechterkant worden de winden versterkt vanwege de beweging van de orkaan zelf (windvector en trekvector zelfde richting), aan de linkerkant afgezwakt (windvector en trekvector tegengesteld). Op het zuidelijk halfrond werkt het omgekeerd. Daar zit het sterkste windveld aan de linkerkant van de trekrichting.

Fujiwhara-effect
Wanneer twee tropische systemen bij elkaar in de buurt komen (ongeveer 1450 kilometer afstand), dan zullen ze elkaar beïnvloeden. Ze volgen dan een baan om een denkbeeldig middelpunt. In de praktijk zijn beide systemen niet even sterk en is er één dominant. Het zwakkere systeem wordt dan een soort satelliet van het dominante systeem. De twee systemen kunnen uiteindelijk in elkaar opgaan en samen een nieuwe systeem vormen. Toch is dit niet in alle gevallen zo. Het kan ook zijn dat door externe omstandigheden de beïnvloeding weer minder wordt en de twee systemen van elkaar afbewegen.

Hoe sterven orkanen?
Wanneer een orkaan boven land komt verliest deze binnen korte tijd zijn voedingsbron van het warme vochtige zeewater. Bovendien is de wrijving boven land veel sterker dan boven het water. Daardoor wordt de voedingsluchtstroom sterker afgebogen in de richting van de kern en vult de lagedrukkern sneller op. De orkaan wordt daardoor minder actief.

De zware regenbuien zijn boven land nog niet meteen verdwenen. Ze veroorzaken enorme neerslaghoeveelheden in korte tijd (Tot soms 500 mm in 24 uur) en vooral in bergachtige gebieden leidt dit tot rampzalige overstromingen. Ook komen bij de buien van een tropische orkaan vaak tornado's voor.

Wanneer een tropische orkaan zich in een gebied met weinig wind boven in de atmosfeer bevindt trekt ze maar heel langzaam, soms maar 5-10 km/uur. Wanneer de hoogtewind toeneemt gaat de orkaan sneller trekken. Bovendien zorgt de toename van de wind met grotere hoogte ervoor dat het systeem als het ware "scheef" komt te staan. Dit scheef staan zorgt er ook voor dat de orkaan in activiteit afneemt en sneller gaan trekken.

Wanneer een orkaan naar het noorden trekt en boven zee blijft, neemt de voeding van de orkaan ook af. Dit komt doordat het zeewater op noordelijker breedten steeds minder warm wordt en de orkaan steeds minder energie krijgt. Het systeem wordt dan een tropische storm en vervolgens een tropische depressie. Wanneer deze tropische depressie of storm het polaire front ontmoet zorgt deze ervoor dat er een golf in het polaire front ontstaat.

Onder de juiste omstandigheden (voldoende temperatuurconstrast ten weerszijden van het front) ontwikkelt deze golf zich in 12-24 uur tot een actieve depressie, waarbij vaak weer windsnelheden van orkaankracht voorkomen. Aan de westzijde van de depressie wordt veel koude lucht van noordelijke breedten ingezogen.

Doordat de lucht in de onderste luchtlagen vaak nog erg warm en vochtig is ontstaan dan vaak zware buien aan de achterkant van dergelijke depressies. Het oorspronkelijke karakter van de tropische orkaan is echter volledig verdwenen. De energiebron is nu niet meer het warme zeewater maar het temperatuurverschil ten weerszijden van het polaire front.

Orkanen in verschillende sterkten
Orkanen deelt men verder weer in vijf categorieen in:

• Categorie 1 heeft winden tot en met 152 km/uur.

• Categorie 2 tot en met 176 km/uur.

• Categorie 3 tot en met 208 km/uur.

• Categorie 4 tot en met 248 km/uur.

• Categorie 5 is groter dan 248 km/uur.

Een orkaan is 500 km breed en een superorkaan 1000 km. Het meeste geweld speelt zich af in een gebied van 100 kilometer rondom de kern (Het oog) . De druk in de kern daalt bij goed ontwikkelde orkanen tot onder de 920 hPa.

Kenmerkend voor orkanen is verder het oog. In het midden van een orkaan is het windstil. Eerst staat er een windkracht 12 of hoger uit noord, dan is het windstil en enkele uren later is er een windkracht 12 of hoger uit het zuiden.

In het Atlantisch en oostelijk Pacifisch gebied (langs de westkust van de Verenigde Staten) spreekt men van "Hurricanes", in de Indische Oceaan van "Tropical cyclones" en in de westelijke Pacific (Bij Japan, China en Filipijnen) van Typhonen.

Voorkomen van orkanen
In welke periode komen orkanen en tropische depressies voor op een bepaalde plek op aarde?

• In jaren met sterke ENSO (El Niño) zijn er weinig orkanen in de Atlantische Oceaan en juist veel in de W-Pacific. In gebieden met een moessonregime (Zuidchinese Zee en de N-Indische Oceaan en Arabische Zee) ontstaan ze alleen tijdens het begin en het einde van de moesson. April en november zijn berucht in de Golf van Bengalen.

• In uitzonderlijke gevallen ontstaan tropische stormen boven minder warm zeewater (22-23 graden) of vlak boven de Evenaar. (voorbeeld: Olga 2001 en Vamei 2001)

• Mensen die een orkaan meemaakten vertelden dat hun oren gingen suizen door de luchtdrukveranderingen.

• In uitzonderlijke situaties tijdens de passage van een orkaan valt meer dan 1000 millimeter in korte tijd. In juli 2001 viel in Baguio (Filipijnen) tijdens de passage van Utor 1121 millimeter in dertig uur tijd.

• Orkanen gaan vaak gepaard met tornado's. Deze komen in het algemeen het meeste voor aan de rechtervoorkant van een een orkaan. Dit omdat in dit gedeelte van het systeem de windschering het grootste is.

Orkaanfeiten
De krachtigste orkaan die voorkwam is de Labor Day orkaan. Van 2 tot 5 september 1935 trok deze met windsnelheden van gemiddeld 320 kilometer per uur over Florida. De juiste windsnelheid was niet te bepalen want alle windmeetapparatuur werd vernield. De orkaan activeerde ten zuiden van Florida snel en vervolgde zijn weg over Georgia en South Carolina. Er vielen 423 doden en de zee steeg zes meter. De Amerikaanse weerdienst noteerde met 892,3 hPa een nieuw luchtdrukrecord voor de Verenigde Staten.

Op 12 oktober 1979 daalde de luchtdruk tot 870 hPa bij de orkaan Tip. Tip naderde het eiland Guam op 500 kilometer. De orkaan was met een diameter van 2200 kilometer een van de grootste die is waargenomen. De temperatuur in het oog van de orkaan was dertig graden. De windkracht rond het oog liep op tot 306 kilometer per uur.

De orkaan die de meeste doden veroorzaakte was een naamloze orkaan. In het jaar 1900 werd Galveston in Texas door een enorme stormvloed plat gewalst. Bijna 8000 mensen kwamen om het leven.

Relevante links:
Orkaanmonitor
Windkrachttabel