Derecho

A derecho ( / d ə r eɪ tʃ oʊ / , aus dem Spanischen: derecho [deˈɾetʃo] , "gerade" wie in Richtung) ist ein weit verbreiteter, langlebiger, geradliniger Windsturm , dermit einer sich schnell bewegenden Gruppe schwerer Gewitter verbunden ist, die als mesoskaliges Konvektionssystem ^{[1] bekannt sind} und möglicherweise mit Hurrikanen und Hurrikanen konkurrieren tornadische Kräfte.

Eine Regalwolke entlang der Vorderkante eines Derechos in Minnesota

Derechos können Winde mit Hurrikanstärke , Tornados , starke Regenfälle und Sturzfluten verursachen. In vielen Fällen Konvektion induzierte Winde nehmen auf einem Bogen echo (rückwärts „C“) Form von Bö Linie , oft unter einer Fläche bildende oberen divergierender troposphärischen Winde und in einer Region von sowohl reich niedriger Ebene Feuchtigkeit und Warmluft Advektion . Derechos bewegen sich schnell in Bewegungsrichtung der damit verbundenen Stürme, ähnlich einer Abflussgrenze (Böenfront), mit der Ausnahme, dass der Wind länger anhält (häufig nach dem Einsetzen an Stärke zunimmt) und die Hurrikanstärke überschreiten kann. Ein derecho-produzierendes Konvektionssystem kann viele Stunden und gelegentlich über mehrere Tage aktiv bleiben.

Derechos sind ein Warmwetterphänomen und treten hauptsächlich im Sommer auf, insbesondere im Juni, Juli und August auf der Nordhalbkugel (oder im März, April und Mai auf der Südhalbkugel) in Gebieten mit mäßig starker Instabilität und mäßig starker vertikaler Windscherung . Derechos können jedoch zu jeder Jahreszeit auftreten und nachts genauso häufig auftreten wie tagsüber.

Verschiedene Studien seit den 1980er Jahren haben Aufschluss über die physikalischen Prozesse gegeben, die für die Entstehung weit verbreiteter schädlicher Winde durch Gewitter verantwortlich sind. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass die schädlichsten Derechos mit bestimmten Arten von mesoskaligen Konvektionssystemen verbunden sind, die sich selbst aufrechterhalten (was bedeutet, dass die Konvektionssysteme nicht stark von größeren meteorologischen Prozessen abhängig sind, wie sie beispielsweise bei Schneesturm auftreten). Winterstürme und starke Kaltfronten). Darüber hinaus wird der Begriff "Derecho" manchmal falsch auf konvektiv erzeugte Windereignisse angewendet, die nicht besonders gut organisiert oder lang anhaltend sind. Aus diesen Gründen wurde in der meteorologischen Gemeinschaft eine genauere, physikalisch fundierte Definition von "Derecho" eingeführt. ^[2]

Entwicklung von Derechos

Zusammengesetztes Radarbild des nordamerikanischen Derecho (ein progressiver Derecho) vom Juni 2012, als er von Indiana nach Virginia zog

Ein typischer Mehrbogen-Serien-Derecho

Ein typischer progressiver Derecho

Derecho kommt vom spanischen Adjektiv für "gerade" (oder "direkt"), im Gegensatz zu einem Tornado, der ein "verdrehter" Wind ist. ^[3] Das Wort wurde erstmals 1888 im American Meteorological Journal von Gustavus Detlef Hinrichs in einem Artikel verwendet, der das Phänomen beschreibt und auf einem bedeutenden Derecho-Ereignis basiert, das Iowa am 31. Juli 1877 durchquerte . ^[4]

Organisierte Bereiche mit Gewitteraktivität verstärken bereits vorhandene Frontalzonen und können Kaltfronten entkommen . Das resultierende mesoskalige Konvektionssystem (MCS) bildet sich häufig an dem Punkt der stärksten Divergenz der Strömung der oberen Ebene im Bereich des größten Zuflusses und der Konvergenz auf niedriger Ebene. ^{[ Klarstellung erforderlich ] [5]} Die Konvektion tendiert dazu, sich nach Osten oder in Richtung Äquator zu bewegen , ungefähr parallel zu Linien mit geringer Dicke und normalerweise etwas rechts von der mittleren troposphärischen Strömung. Wenn die Konvektion stark linear oder leicht gekrümmt ist, wird das MCS als Böenlinie bezeichnet, wobei die stärksten Winde typischerweise direkt hinter der Vorderkante der signifikanten Windverschiebung und des Druckanstiegs auftreten. ^[6]

Klassische Derechos treten mit Böenlinien auf, die bogen- oder speerspitzenförmige Merkmale enthalten, wie sie vom Wetterradar gesehen werden und als Bogenechos oder Speerspitzenechos bezeichnet werden . Böenlinien "verbiegen" sich typischerweise aufgrund der Bildung eines mesoskaligen Hochdrucksystems, das sich innerhalb des stratiformen Regenbereichs hinter der anfänglichen konvektiven Linie bildet. Dieser Hochdruckbereich entsteht durch stark absteigende Luftströmungen hinter der Böenlinie und kann in Form eines Downbursts auftreten . ^[7] Die Größe des Bogens kann variieren und die mit dem Bogen verbundenen Stürme können absterben und sich neu entwickeln.

Während der kühlen Jahreszeit auf der Nordhalbkugel entwickeln sich Derechos im Allgemeinen in einem Muster mittelwestlicher Winde in der mittleren Troposphäre in einer Umgebung mit geringer bis mäßiger atmosphärischer Instabilität (verursacht durch relative Wärme und Feuchtigkeit in Bodennähe, mit kühlerer Luft in der Luft, gemessen durch konvektiv verfügbare potentielle Energie ) und hohe Werte der vertikalen Windscherung (20 m / s [72 km / h; 39 kn; 45 mph]) innerhalb der niedrigsten 5 km [16.000 Fuß] der Atmosphäre).

Derechos der warmen Jahreszeit auf der Nordhalbkugel bilden sich am häufigsten in West- bis Nordwestströmungen in mittleren Troposphärenniveaus mit mäßiger bis hoher thermodynamischer Instabilität. Wie bereits erwähnt, bevorzugen Derechos Umgebungen mit geringer Warmwarnung und erheblicher Feuchtigkeit auf niedrigem Niveau. ^[8]

Eine gebräuchliche Definition ist ein Gewitterkomplex, der einen schädlichen Windstreifen von mindestens 400 km (250 Meilen) erzeugt ^[9] und einen konzentrierten Bereich konvektiv induzierter Windböen von mehr als 30 m / s (90 km / h; 50 kn) aufweist. 60 Meilen pro Stunde). ^[1] Nach dem Kriterium des Nationalen Wetterdienstes (NWS) wird ein Derecho als eine Gruppe von Stürmen klassifiziert, die über die gesamte Spannweite von mindestens 30 m / s (90 km / h; 50 kn; 60 mph) Wind haben Die Sturmfront wurde über einen Zeitraum von mindestens sechs Stunden aufrechterhalten. Einige Studien fügen eine Anforderung hinzu, dass nicht mehr als zwei oder drei Stunden zwei aufeinanderfolgende Windberichte trennen müssen. ^[10] Eine neuere, physikalisch fundierte Definition von "Derecho" schlägt vor, den Begriff für die Verwendung mit konvektiven Systemen zu reservieren, die nicht nur einzigartige vom Radar beobachtete Merkmale wie Bogenechos und Mesovortices enthalten , sondern auch für Ereignisse, die Schäden verursachen Schwaden mit einer Breite von mindestens 100 km und einer Länge von 650 km. ^[2] Ein großartiges visuelles Beispiel für einen Derecho wurden Zeitrafferbilder von Satelliten der National Oceanic and Atmospheric Association zur Verfügung gestellt, die die äußere Grenzschicht eines Derechos und die Intensität der damit verbundenen Blitzeinschläge, die sich schnell nach Osten bewegten, deutlich aufzeichneten Bundesstaaten des Mittleren Westens am 10. August 2020.

Es werden allgemein vier Arten von Derechos anerkannt:

• Serieller Derecho  - Diese Art von Derecho ist normalerweise mit einem sehr tiefen Tief verbunden .
  • Single-Bogen  - Ein sehr großer Bogen Echo um oder mehr als 400 km (250 Meilen) lang. Diese Art von seriellem Derecho ist weniger verbreitet als die Art mit mehreren Bögen. Ein Beispiel für einen seriellen Einbogen-Derecho ist der Derecho, der im Zusammenhang mit dem nordamerikanischen Sturmkomplex vom Oktober 2010 aufgetreten ist .
  • Mehrbogen  - Derechos mit mehreren Bögen sind in eine große Böenlinie eingebettet, die normalerweise etwa 400 km lang ist. Ein Beispiel für ein Serien-Derecho mit mehreren Bögen ist ein Derecho, das während des Sturmes des Jahrhunderts 1993 in Florida auftrat . ^[11] Aufgrund eingebetteter Superzellen können sich Tornados aus diesen Arten von Derechos herausdrehen. Dies ist eine weitaus häufigere Art von seriellem Derecho als die Art mit einem Bogen. Multi-Bogen serielle derechos kann mit zugeordnet sein Leitungsecho Wellenmuster (LEWPs) auf Wetterradar.
• Progressives Derecho  - Eine Reihe von Gewittern nimmt die Bogenform an und kann sich über Hunderte von Kilometern entlang stationärer Fronten bewegen. Beispiele hierfür sind " Hurricane Elvis " im Jahr 2003 und der Boundary Waters-Canadian Derecho vom 4. bis 5. Juli 1999. Die Tornado-Bildung ist bei progressiven als bei seriellen Typen weniger verbreitet. ^{[ warum? ] [ Zitat benötigt ]}
• Hybrid-Derecho  - Ein Derecho mit den Merkmalen eines seriellen und eines progressiven Derechos. Ähnlich wie bei seriellen Derechos und progressiven Derechos sind diese Arten von Derechos mit einem tiefen Tief verbunden, jedoch relativ klein. Ein Beispiel ist der Tornado-Ausbruch und der Derecho Ende Mai 1998 , die sich vom 30. bis 31. Mai 1998 durch die zentralen nördlichen Ebenen und die südlichen Großen Seen bewegten.
• Niedriger Taupunkt-Derecho  - Ein Derecho, der in einer Umgebung mit vergleichsweise begrenzter Feuchtigkeit auf niedrigem Niveau auftritt, wobei die nennenswerte Feuchtigkeit auf die mittleren Niveaus der Atmosphäre beschränkt ist. Solche Derechos treten am häufigsten zwischen dem späten Herbst und dem frühen Frühling in Verbindung mit starken Niederdrucksystemen auf. Derechos mit niedrigem Taupunkt sind im Wesentlichen organisierte Bänder aufeinanderfolgender, trockener Downbursts. Der Utah-Wyoming-Derecho vom 31. Mai 1994 war eine Veranstaltung dieser Art. In Provo, Utah, wo 16 Menschen verletzt wurden, wurde ein Windstoß von 47 m / s (169 km / h) erzeugt, bei dem 16 Menschen verletzt wurden, und ein Teil des Daches des Saltair-Pavillons am Great Salt Lake wurde entfernt. Die Oberflächentaupunkte entlang des Weges des Derechos lagen bei etwa 7–11 ° C oder in der Mitte der 40er bis bei niedrigen 50 ° C. ^[12]

Winde in einem Derecho können durch im Sturm eingebettete Downburst-Cluster verstärkt werden. Diese geradlinigen Winde können 45 m / s (161 km / h; 87 kn; 100 mph) überschreiten und bei früheren Ereignissen 58 m / s (210 km / h; 110 kn; 130 mph) erreichen. ^[13] Tornados bilden sich manchmal innerhalb von Derecho-Ereignissen, obwohl solche Ereignisse aufgrund der zusätzlichen Schäden, die durch geradlinige Winde in der unmittelbaren Umgebung verursacht werden, oft schwer zu bestätigen sind. ^[14]

Mit dem durchschnittlichen Tornado in den USA und Kanada am unteren Ende der F / EF 1-Klassifizierung bei 38 bis 45 m / s (137 bis 161 km / h; 74 bis 87 kn; 85 bis 100 mph) Spitzenwinde und Die meisten oder der gesamte Rest der Welt sind noch niedriger. Derechos liefern in der Regel die überwiegende Mehrheit der extremen Windverhältnisse über einen Großteil des Gebiets, in dem sie auftreten. ^{[ Zitieren erforderlich ]} Datensätze, die vom United States National Weather Service und anderen Organisationen zusammengestellt wurden, zeigen, dass ein großer Teil der Nord-Zentral-USA und vermutlich zumindest die angrenzenden Teile Kanadas und ein Großteil der Oberfläche der Großen Seen damit rechnen können Winde von 38 bis 54 m / s (137 bis 193 km / h; 74 bis 104 kn; 85 bis 120 mph) über ein bedeutendes Gebiet mindestens einmal in einem Zeitraum von 50 Jahren, einschließlich konvektiver Ereignisse und extra-tropischer Wirbelstürme und andere Ereignisse, die aus baroklinen Quellen stammen. Nur in 40 bis 65 Prozent oder so von den Vereinigten Staaten ruht an der Küste des atlantischen Becken und einen Bruchteil der Everglades, sind derechos in dieser Hinsicht übertroffen - durch aufs Land ziehende Wirbelstürme , die am schlimmsten Winde so stark haben können als EF3 Tornados. ^[fünfzehn]

Bestimmte derecho Situationen sind die häufigsten Fälle von Unwettern Ausbrüche , die sich möglicherweise weniger zu Tornado Produktion günstiger , da sie sich immer heftiger; ^{[ Klarstellung erforderlich ]} Die Höhe vom 30. bis 31. Mai 1998 im oberen Mittleren Westen-Kanada-New York State Derecho und die letzten Stadien signifikanter Tornado- und Unwetterausbrüche in den Jahren 2003 und 2004 sind nur drei Beispiele dafür. Einige Messungen in der oberen Luft, die für die Vorhersage von Unwettern verwendet werden, können diesen Punkt der abnehmenden Rückkehr zur Tornado-Bildung widerspiegeln , und die drei genannten Situationen waren Fälle, in denen die seltene, besonders gefährliche Situation mit schweren Gewittern verschiedene Arten von Unwetterwachen vom Storm Prediction Center herausgegeben wurde der US National Oceanic & Atmospheric Administration . ^{[ Zitat benötigt ]}

Einige Derechos entwickeln eine Radarsignatur, die der eines Hurrikans in den niedrigen Ebenen ähnelt . Sie haben möglicherweise ein zentrales Auge, das frei von Niederschlägen ist, mit einem minimalen Mitteldruck und umgebenden starken Konvektionsbändern, sind jedoch tatsächlich mit einem MCS verbunden, das mehrere Böenlinien entwickelt, und sind nicht tropischer Natur. Diese Stürme haben wie andere mesoskalige Konvektionssysteme einen warmen Kern. Ein solcher Derecho trat am 21. Juli 2003 im Mittleren Westen der USA auf. Ein Konvektionsgebiet entwickelte sich in Ost- Iowa in der Nähe einer schwachen stationären / warmen Front und reifte schließlich in Form einer Wellenböenlinie in West- Ohio und Süd- Indiana . Das System wurde nach dem Verlassen des Ohio Valley wieder intensiviert und bildete einen großen Haken, an dessen Ostseite gelegentlich Hakenechos auftraten. Ein Oberflächen-Niederdruckzentrum bildete sich und wurde später am Tag eindrucksvoller. ^[16] Ein weiteres Beispiel ist der Derecho Southern Midwest vom Mai 2009 .

Dieses Bild zeigt die Derecho-Frequenz für die unteren 48 Vereinigten Staaten

Derechos in Nordamerika bilden sich überwiegend von April bis August und erreichen von Mai bis Juli ihren Höhepunkt. ^[13] Während dieser Jahreszeit kommen Derechos hauptsächlich im Mittleren Westen der USA und im US-amerikanischen Innenhochland vor, am häufigsten in Oklahoma und im gesamten Ohio Valley . ^[9] Während des Hochsommers, wenn eine heiße und schwüle Luftmasse den Norden der USA bedeckt, entwickeln sie sich häufig weiter nördlich nach Manitoba oder in den Nordwesten Ontarios , manchmal weit nördlich der kanadisch-amerikanischen Grenze.

North Dakota , Minnesota und Upper Michigan sind ebenfalls anfällig für Derecho-Stürme, wenn solche Bedingungen vorliegen. Sie treten häufig an stationären Fronten an der nördlichen Peripherie auf, wo die intensivste Wärme- und Feuchtigkeitsblase vorhanden ist. Spätjahr- Derechos sind normalerweise auf Texas und den tiefen Süden beschränkt , obwohl ein Spätsommer-Derecho nach Mitternacht am 7. September 1998 die oberen Teile des Gebiets des Staates New York traf. Derechos in der warmen Jahreszeit sind instabiler als ihre Gegenstücke in der kalten Jahreszeit, während sie kühl sind Saison-Derechos haben eine größere Scherung als ihre Gegenstücke in der warmen Jahreszeit.

Obwohl diese Stürme am häufigsten in Nordamerika auftreten, können Derechos anderswo auf der Welt auftreten, wobei einige Gebiete relativ häufig sind. Außerhalb Nordamerikas werden sie manchmal mit unterschiedlichen Namen bezeichnet. Zum Beispiel kann in Bangladesch und angrenzenden Teilen Indiens eine Art Sturm, der als "Nor'wester" bekannt ist, ein progressiver Derecho sein. ^[1] Ein solches Ereignis ereignete sich am 10. Juli 2002 in Deutschland: Ein Serien-Derecho tötete acht Menschen und verletzte 39 in der Nähe von Berlin. Derechos kommen im Südosten Südamerikas (insbesondere in Argentinien und Südbrasilien) ^[17] sowie in Südafrika und in seltenen Fällen in der Nähe oder nördlich des 60. Breitengrads in Nordkanada vor. Derechos sind in erster Linie ein Phänomen der mittleren Breiten und kommen im brasilianischen Amazonasbecken vor. ^[18] Am 8. August 2010 schlug ein Derecho Estland ein und riss den Turm der Väike-Maarja-Kirche ab. ^[19] In China werden gelegentlich Derechos beobachtet. ^[20]

Im Gegensatz zu anderen Gewittern, die normalerweise in der Ferne zu hören sind, wenn man sich nähert, scheint ein Derecho plötzlich zu schlagen. Innerhalb weniger Minuten können extrem starke Winde entstehen, die stark genug sind, um Autobahnschilder umzuwerfen und große Bäume zu stürzen. Diese Winde werden von Sprühregen und häufigen Blitzen aus allen Richtungen begleitet. Es ist gefährlich, unter diesen Bedingungen zu fahren, insbesondere nachts, da Schmutz und verstopfte Straßen weht. Kabelausfälle und weit verbreitete Stromausfälle sind wahrscheinlich, aber nicht immer ein Faktor. Ein Derecho bewegt sich schnell durch, kann aber in kurzer Zeit viel Schaden anrichten.

Da Derechos in warmen Monaten und häufig an Orten mit kaltem Winterklima auftreten, sind die am stärksten gefährdeten Personen diejenigen, die an Aktivitäten im Freien beteiligt sind. Camper, Wanderer und Autofahrer sind am stärksten gefährdet, weil Bäume fallen, die von geraden Winden umgestürzt werden. Weite Waldstücke wurden von solchen Stürmen gefällt. Menschen, die in Mobilheimen leben, sind ebenfalls gefährdet. Mobilheime, die nicht am Boden verankert sind, können von den starken Winden umgeworfen werden. In den Vereinigten Staaten haben Michigan und New York einen erheblichen Teil der Todesfälle durch Derechos verursacht. Vor dem Hurrikan Katrina waren die Todesopfer durch Derechos und Hurrikane in den USA vergleichbar. ^[9]

Derechos können auch das Stromverteilungssystem eines Stadtgebiets schwer beschädigen, insbesondere wenn diese Dienste oberirdisch verlegt werden. Der Derecho, der am 11. Juli 2011 Chicago, Illinois , traf , ließ mehr als 860.000 Menschen ohne Strom zurück. ^[21] Der nordamerikanische Derecho vom Juni 2012 versorgte mehr als 3,7 Millionen Kunden während einer Hitzewelle mit Strom aus mehr als 3,7 Millionen Kunden, angefangen im Mittleren Westen der USA über die zentralen Appalachen bis in die mittelatlantischen Staaten . ^[22]

Der Midwest Derecho vom August 2020 lieferte eine maximale gemessene Windgeschwindigkeit von 126 Meilen pro Stunde mit geschätzten Schadensgeschwindigkeiten von bis zu 140 Meilen pro Stunde in der Region Cedar Rapids, Iowa. ^[23] Der Sturm wurde als einer der größten "landgestützten Hurrikane" in der aufgezeichneten Geschichte bezeichnet, die 17 bestätigte Tornados in Wisconsin, Illinois und Indiana hervorbrachten. Zehn Millionen Morgen Getreide wurden beschädigt oder zerstört, was ungefähr einem Drittel der landwirtschaftlichen Fläche des Bundesstaates Iowa entspricht. ^[24] Über eine Million Haushalte im Mittleren Westen hatten keine Grundversorgung wie Wasser und Strom. ^{[25] Der} Gouverneur von Iowa, Reynolds, bat um 4 Milliarden US-Dollar an Bundeshilfe, um die Wiederherstellungsbemühungen zu unterstützen. ^{[26] Es} wurde bestätigt, dass die Winde in Colorado und Nebraska aufgewühlt waren, und sie gingen dann in Kraft, um 5 Staaten zu durchqueren, darunter Iowa, Minnesota, Illinois, Indiana und Ohio, und zerstörten Schäden in Höhe von mehr als 7,5 Milliarden US-Dollar. ^[27]

Derechos können aufgrund eingebetteter Mikrobursts, Downbursts und Downburst-Cluster für die Luftfahrt gefährlich sein. ^[1] Darüber hinaus können die starken Aufwinde und hohen Wolkendecken gefährliche Bedingungen verursachen. Ihre schiere Größe macht es auch sehr schwierig, sich fortzubewegen.

• Konvektive Sturmerkennung
• Extremes Wetter
• Mesozyklon
• Mesoskaliger konvektiver Wirbel (MCV)
• Mesovortex
• Microburst
• Liste der Derecho-Ereignisse

Anmerkungen

Weiterführende Literatur

• Ashley, Walker S. et al. (2004). " Derecho Familien ". Tagungsband der 22. Konferenz über schwere lokale Stürme , American Meteorological Society , Hyannis, Massachusetts.
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• Fakten über Derechos (Webseite "About Derechos" des Storm Prediction Center; Stephen Corfidi mit Robert Johns und Jeffry Evans)
• Was ist ein Derecho? ( Universität von Nebraska in Lincoln )
• Was ist ein Derecho? (Bildungsseite des Meteorologen Jeff Haby)
• Derecho-Gefahren in den Vereinigten Staaten (Walker Ashley)
• Ursprung des Begriffs "Derecho" als Unwetterereignis (Meteorologe Robert Johns)
• Ein Mittelmeer-Derecho: Katalonien (Spanien), 17. August 2003 (ECSS 2003, León, Spanien, 9. bis 12. November 2004)
• American Museum of Natural History Science Bulletins: Derecho Dezember 2003