Was hat den Regen im Hurrikan Harvey so extrem gemacht?

Was hat den Regen im Hurrikan Harvey so extrem gemacht?
Linkes Feld: Niederschlagsakkumulation für vier Tage, die am Dienstag, dem Aug. 29, 2017 bei 9 am CDT enden. Rechtes Panel: Niederschlagsprognose für die 24-Stunden von 9 am Dienstag, Aug. 29 bis 9 am Mittwoch, Aug. 30. Der National Weather Service sagte, dass die Prognostiker ihre übliche Farbskala ändern müssten, um die extremen Niederschlagsmengen in Texas zu veranschaulichen.
National Weather Service

Fünfzig Zentimeter Regen. Neun Billionen Liter Wasser. Die Golfküste von Texas und insbesondere der Großraum Houston wurde durch den vom Hurrikan Harvey produzierten Regen überschwemmt. Und während dieses Artikels geschrieben wird, setzt sich der Regen entlang eines breiten Streifens der Golfküste fort, mit einer Flutgefahr, die sich den ganzen Weg nach Osten durch New Orleans bis zum Florida Panhandle erstreckt.

Selbst für eines der feuchtesten und überschwemmungsgefährdeten Gebiete der Vereinigten Staaten sind die Niederschlagsmengen und Überschwemmungen Rekordwerte. Also, was hat Harvey zu einem so gewaltigen Regenproduzenten gemacht?

Ein "Zug" von Regenstürmen

Die Menge an Regen, die an einem bestimmten Ort fällt, kann auf eine überraschend einfache Gleichung reduziert werden: Der Gesamtniederschlag entspricht der durchschnittlichen Niederschlagsmenge multipliziert mit der Niederschlagsdauer. Mit anderen Worten, der meiste Regen fällt dort, wo er ist Am längsten regnet es am härtesten.

Tropische Wirbelstürme sind im Allgemeinen sehr effiziente Regenproduzenten, weil sie große Mengen Wasserdampf aus einem warmen Ozean in die Atmosphäre entziehen. Diese feuchte Luft steigt auf und der Wasserdampf kondensiert, und ein großer Teil dieses Wassers fällt als Regen. Tropische Wirbelstürme können auch eine lange Zeit dauern; Wenn sich ihre Bewegung verlangsamt, kann eine bestimmte Region diesen starken Regen mehrere Tage lang ertragen.

Selbst im Vergleich zu anderen tropischen Wirbelstürmen war der Regen von Harvey sehr hart und für sehr lange Zeit vorbei. Am Samstagabend (August 26) am Sonntagmorgen (August 27) entwickelte sich eine heftige Gruppe von Stürmen östlich von Harveys Zentrum und reihte sich direkt über Houston. Dies ist ein Vorgang, der als "Echotraining" bezeichnet wird. Es scheint, dass die einzelnen Gewitterzellen wie Triebwagen sind, die immer wieder über dieselbe Stelle fahren und sie mitbringen starker Niederschlag.

Dieses Niederschlagsgebiet produzierte bis zu sechs Zentimeter Regen pro Stunde - eine extrem hohe Rate - und es blieb mehrere Stunden lang über dem Gebiet von Houston, mit ein paar mehr, die unmittelbar danach folgten. Ein Ort südöstlich der Innenstadt von Houston zeichnete 13.84-Zoll in nur drei Stunden auf. Diese Regenfälle von Samstagnacht bis Sonntagmorgen führten zu massiven Überschwemmungen im Großraum Houston.

Unermüdlicher Regen

Nach diesem anfänglichen heftigen Ausbruch gab es keine Ruhepause. Wenn sich ein tropischer Wirbelsturm von den Tropen in Richtung der Vereinigten Staaten polwärts bewegt, wird er normalerweise mit einem oder mehreren Wettersystemen der mittleren Breiten interagieren, die den Sturm nach ein oder zwei Tagen auf den Weg bringen werden. Aber in diesem August wurde der Jetstream gut im Norden von Texas positioniert, so dass sich keine dieser Störungen näherte und Harvey's Zentrum der Zirkulation hat sich kaum bewegt, seit es an Land gegangen ist. Infolgedessen gab es entlang der Küste von Texas (und jetzt Louisiana) Perioden mit starkem Regen (in mehr der oben beschriebenen Regenbänder), zusammen mit leichteren, aber immer noch beträchtlichen Anhäufungen.

Diese Kombination aus ungewöhnlich hohen Regenraten und langer Dauer hat zu einem sehr großen Gebiet mit Regenfällen von 30 bis 45 in wenigen Tagen geführt.

Diejenigen von uns, die extreme Regenfälle und Überschwemmungen studieren, und diejenigen, die in und um Houston leben, wissen, dass dieses Gebiet sowohl von starken Regenfällen als auch von zerstörerischen und tödlichen Überschwemmungen betroffen ist. Der bisherige Standardträger für extreme Regenfälle in der Region war Tropical Storm Allison im Juni 2001, der knapp über 40 "Regen um Houston produzierte. Aber die übermäßigen Ansammlungen waren ziemlich lokalisiert. Große Überschwemmungen traten wieder am Memorial Day in 2015 auf April 18-19, 2016.

Bei der 2016-Veranstaltung im April gab es eine intensive Reihe von Nachtstürmen, die in einigen Stunden bis zu 15 "Regen auslösten, ähnlich wie bei den" Trainings "-Regenbändern in Harvey. Aber mit Harvey war die von den starken Regenfällen bedeckte Fläche wesentlich größer. und der Regen hat sich tagelang gehalten. Zum Vergleich, an einem einzigen Tag (endet am Sonntagmorgen, August 27, 2017) ist das durch Niederschlag von Harvey über 16 berichtete Gebiet um ein Mehrfaches größer als das gesamte 2016-Hochwasser im April zwei weitere Tage mit ähnlichen Ansammlungen folgten.

Tornado-Risiken

Um die Sache noch schlimmer zu machen, wurden auch zahlreiche Tornados gemeldet, als die Regenbänder an Land kamen. Es ist ziemlich üblich, dass Tornados in Verbindung mit Hurrikanen landen, die auf Land treffen, aber was mich in diesem Fall überraschte, war die Tatsache, dass Tornadowarnungen an denselben Orten ausgegeben wurden, an denen gerade massive Regenfälle stattgefunden hatten.

Meine Forschungsgruppe hat die Herausforderungen im Zusammenhang mit Situationen mit mehreren Gefahren untersucht Drohungen von Tornados und Sturzfluten treten auf an der gleichen Stelle zur gleichen Zeit, da die schützenden Reaktionen auf diese Gefahren im Widerspruch zueinander stehen können. Für Menschen, die gleichzeitig unter einem Tornado und einer Sturzflutwarnung stehen, ist überraschend häufig - diese überlappenden Warnungen treten im Durchschnitt um 400 mal pro Jahr auf.

Aber diese Situation wurde während Harvey zu einem neuen Extrem verändert, als gleichzeitig Tornado-Warnungen ausgegeben wurden, bei denen Notfallbeamte Botschaften schickten, damit die Menschen aus Sicherheitsgründen auf ihre Dächer gehen konnten (anstatt Gefahr zu laufen, auf dem Dachboden gefangen zu werden). Das herzzerreißende (aber auch heldenhafte) Videomaterial von Wasserrettungen spricht für die immense menschliche Wirkung dieses vielgestaltigen Sturms.

Spot-on-Prognose

Ein letzter bemerkenswerter Aspekt des Niederschlags von Hurrikan Harvey ist, wie präzise numerische Wettervorhersagemodelle - und die menschlichen Vorhersager, die sie für offizielle Vorhersagen verwenden - die unglaublichen Niederschlagsansammlungen hervorheben.

Mittelgroße Vorhersagemodelle mindestens eine Woche im Voraus zeigten, dass Harvey entlang der Küste von Texas ausbrach und extreme Niederschläge erzeugte. Als sich das Ereignis näherte, zeigte im Wesentlichen jedes numerische Modell Akkumulationen über 25 Zoll. Wenn Meteorologen Modelle sehen, die Vorhersagen von Ereignissen machen, die beispiellos wären, sind wir diesen Leitlinien oft skeptisch gegenüber, weil es keine Vergleichspunkte gibt. Aber in diesem Fall waren sich die Modelle einig über das Potenzial für ein wirklich großes Ereignis, und die Meteorologen sahen die Ernsthaftigkeit der Situation.

Das NOAA Weather Prediction Center, das am Freitag Nachmittag (August 25) offizielle Niederschlagsprognosen erstellt (und selten auch Extremwerte berücksichtigt), prognostizierte einen breiten Streifen von 20 Zoll, mit isolierten Gebieten bis zu 40. "Nie zuvor hatte das Wettervorhersagemitte "Gewaltiges Risiko" von übermäßigem Regen drei Tage im Voraus, da die Unsicherheiten bei der Vorhersage von Niederschlägen in der Regel nicht genügend Vertrauen zulassen, denn ihr Protokoll erlaubte noch nicht einmal eine solche Warnung im Voraus! Aber für Harvey's Regenfall geschah dies an aufeinanderfolgenden Tagen und mit hoher Genauigkeit, wegen der erwarteten Extremität des Ereignisses. (Die Hauptfehler in den Niederschlagsprognosen vor dem Sturm sind, dass sie die Maxima etwas südwestlich von Houston platzieren , anstatt über Houston zentriert.)

Das GesprächEiner der Aspekte bei der Untersuchung von extremen Niederschlägen und Sturzfluten ist die große Vielfalt von Sturmsystemen, die starken Regen erzeugen können, und versuchen herauszufinden, wie die Zutaten in jeder der verschiedenen Situationen zusammenkommen, um zukünftige Vorhersagen zu verbessern und zu verbessern. Für Hurricane Harvey werden Forscher und Prognostiker die Inhaltsstoffe analysieren, die für viele Jahre zu dieser Rekordflut geführt haben.

Über den Autor

Russ Schumacher, Associate Professor für Atmosphärenforschung, Colorado State University

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am Das Gespräch.. Lies das Original Artikel.

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