Orkaan Elena, Golf van Mexico. 1 september 1985. Foto: NASA
Ontstaan
Er is bij het ontstaan van een orkaan of tropische storm een lagedrukgebied aanwezig; convectie alleen zal nooit "spontaan" gaan draaien. Een tropische depressie of tropische cycloon is een lagedrukgebied met de volgende twee kenmerken:
- De depressie heeft een gesloten, concentrische circulatie. Deze geeft op satellietfoto's een spiraal- of schijfvormig beeld. Deze concentrische circulatie is in alle lagen van de aardatmosfeer aanwezig. Bij lagedrukgebieden van de gematigde zone kan de continuïteit van de circulatie worden onderbroken door fronten en is dan niet meer echt concentrisch.
- De depressie vertoont convectie. Dit is een zichzelf stimulerend fenomeen van het verdampen en condenseren van relatief warm zeewater. Zeewater verdampt en stijgt op. Deze damp condenseert (het gaat regenen) en daarbij komt energie vrij. Deze energie doet de lucht opstijgen, waardoor de luchtdruk daalt, de nog aanwezige waterdamp afkoelt en condenseert. Door de dalende luchtdruk wordt (vochtige) lucht uit de omgeving aangezogen. Deze condenseert (het gaat harder regenen) en er komt energie vrij, waardoor de luchtdruk verder daalt (het gaat harder waaien).
Deze convectie is de belangrijkste energiebron van een tropische depressie. Eenmaal boven land wordt de kracht snel minder. Stijgt de windsnelheid waarmee een tropische depressie gepaard gaat boven windkracht 8, dan spreekt men van een tropische storm en krijgt deze een naam. Als een tropische storm 64 knopen (windkracht 12) bereikt, dan verandert de naam van deze entiteit, afhankelijk van de locatie op aarde. In de Atlantische Oceaan en het oostelijk deel van de Grote Oceaan spreekt men van een orkaan. Het woord is afkomstig van "Huracan", de naam van de God van de wind en vernietiging bij Indianen in het Caraïbisch gebied (vergelijk hurricane in het Engels en Huracán in het Spaans). In Azië spreekt men bij hetzelfde verschijnsel van een taifoen of cycloon.
(Het woord taifoen wordt ook wel geschreven als tyfoon. Dit is een gedeeltelijke vernederlandsing van de Engelse spelling typhoon, die bovendien aanleiding geeft tot een verkeerde uitspraak. De verkeerde uitspraak is misschien ontstaan onder invloed van woorden als telefoon)
Er wordt vaak gedacht dat men in Australië een tropische cycloon willy-willy noemt, maar dat is onjuist. Een Willy Willy is de Aboriginal naam voor wind- of stofhoos (Engels: dust devil). In Australië heet een orkaan gewoon een Tropical Cyclone.
Gerekend over de gehele aardbol zijn er elk jaar 80-90 tropische stormen; ongeveer 2 op de 3 stormen ontwikkelen zich tot een orkaan. Op de Noord-Atlantische Oceaan loopt het aantal tropische stormen per jaar uiteen van 4 (1983) tot 21 (1933); gemiddeld zijn het er ongeveer 10.
Sommige, naar het noorden afgebogen, tropische cyclonen komen terecht in de westelijke stroming van de gematigde breedten. Ze gaan dan over in een 'normale' depressie en worden in de richting van Europa gevoerd. Voor zover bekend maakte een tropische cycloon slechts éénmaal de oceaanoversteek af en kwam terecht aan de Ierse westkust, waar hij veel schade aanrichtte; dat was Debbie in 1961. In onze omgeving wordt gemiddeld eens per jaar een ex-cycloon gesignaleerd; vaak gaat het dan om actieve depressies die veel regen en wind met zich meebrengen.
Schaal van Saffir en Simpson en nomenclatuur
De meteorologie hanteert de schaal van Saffir en Simpson om orkanen naar hun kracht in te delen. Alle tropische cyclonen zijn gevaarlijk, maar sommige zijn gevaarlijker dan andere. Daarom is er een classificatie ontwikkeld om onderscheid te kunnen maken tussen bijvoorbeeld krachtige en verwoestende orkanen en om zich beter op de te verwachten schade te kunnen voorbereiden. De schaal werd opgesteld in 1969 door consultant Herbert Saffir, gespecialiseerd in stormschade aan gebouwen, en Bob Simpson, directeur van het National Hurricane Centre.
Echter niet overal wordt de schaal van Saffir en Simpson gebruikt; in Australië is een vijfpuntige schaal in gebruik, die cyclonen classificeert op basis van windstoten in plaats van de doorstaande wind en kracht.
Hier een overzicht van de schaal van Saffir en Simpson:
| Klasse |
Windsnelheden |
Benaming |
Schade |
| TD |
<62 km/h |
Depressie |
- |
| TS |
63-118 km/h |
Storm |
- |
| S-1 |
119-154 km/h |
Orkaan |
Licht |
| S-2 |
155-178 km/h |
Orkaan |
Matig |
| S-3 |
179-210 km/h |
Orkaan |
Uitgebreid |
| S-4 |
211-250 km/h |
Orkaan |
Extreem |
| S-5 |
>250 km/h |
Orkaan |
Catastrofaal |
Klasse 1: stormvloed die 1,2 tot 1,6 meter boven normaal is. Schade: licht
Klasse 2: stormvloed die 1,7 tot 2,5 meter boven normaal is. Schade: dak- en vensterschade en belangrijke schade aan bomen en gewassen
Klasse 3: stormvloed die 2,6 tot 3,7 meter boven normaal is. Schade: grote vernielingen aan gebouwen
Klasse 4: stormvloed die 3,8 tot 5,4 meter boven normaal is. Schade: daken weggeblazen, veel waterschade op de begane grond van gebouwen aan de kust
Klasse 5: stormvloed die de 5,4 meter boven normaal overstijgt. Schade: catastrofaal: vrijwel alle daken weggeblazen, evenals kleinere lichtere bouwsels en grote schade aan gebouwen
Orkaanseizoen
Op het Noordelijk Halfrond treden de meeste tropische cyclonen op in de maanden augustus, september en oktober. Het seizoen wordt ten eerste ingeperkt door het voorhanden zijn van warm zeewater, een zeewatertemperatuur van ten minste 26 graden Celsius is een goede voedingsbodem voor tropische cyclonen. Maar deze eis bleek in 2005 niet zo hard te zijn als wel werd gedacht; Vince, Delta, Epsilon en Zeta ontwikkelden zich bij zeewater van 21 tot 23 graden. Vince en Epsilon groeiden zelfs uit tot een orkaan en ook Delta en Zeta waren geen minimale tropische stormen. Ten tweede wordt het seizoen beperkt door de aanwezigheid van doldrums ten noorden van de evenaar. Waar het wateroppervlak het warmst is, ontstaat een doldrum. Aan het eind van de zomer vormen zich vaak doldrums in de Caribische Zee, ten westen van Mexico, en in de buurt van de Filipijnen. De passaatwinden ontmoeten elkaar bij een doldrum, doordat het een gordel is van lage druk, vanwaar de aangezogen lucht opstijgt. Als er een doldrum ten noorden van de evenaar ontstaat, ontmoet de zuidoost passaat de noordoostpassaat niet op de evenaar. De zuidoostpassaat klapt dan als hij de evenaar overschrijdt om in een zuidwestpassaat. Als zij elkaar ontmoeten, kan dit het corioliseffect doen beginnen, doordat beide passaatwinden een hoek van 180 graden maken in plaats van 90 graden, wanneer zij elkaar op de evenaar zouden ontmoeten. Een derde oorzaak waardoor tropische cyclonen in de winter veel zeldzamer zijn is de straalstroom en andere stromingen in de atmosfeer, deze ruïneren de delicate structuur van een tropische cycloon. Ook voor delen van de Stille Oceaan en voor het noorden van de Indische Oceaan geldt dit orkaanseizoen, maar er zijn ook gebieden waar cyclonen het hele jaar door kunnen voorkomen en ontstaan.
Schade door orkanen
De meeste schade wordt veroorzaakt op het moment dat de tropische cyclonen de kust bereiken. De slachtoffers vallen vooral door vloedgolven, die tot zes meter hoog kunnen worden. Inhammen kunnen het vloedgolfeffect nog versterken: de Bathurst Bay Hurricane veroorzaakte in 1899 in de gelijknamige baai in Australië een opzet van maar liefst 13 m.
Als record voor het aantal slachtoffers gold lange tijd de cycloon van 7 oktober 1737 in de Golf van Bengalen, waarbij meer dan een kwart miljoen slachtoffers te betreuren waren. Inmiddels is men van mening dat een vloedgolf in Bangladesh uit 1970 daar niet voor onderdeed; sommige bronnen schatten het aantal doden bij die catastrofe zelfs op 300 000.
Ook als de schade in het kustgebied gering is, kan overvloedige neerslag meer landinwaarts plotseling opkomende overstromingen teweeg brengen. Soms komen neerslaghoeveelheden voor van 750 mm, dat is evenveel als er in Nederland in een heel jaar valt. De neerslag vormt bij alle tropische stormen die het land optrekken, een even grote bedreiging. Boven zee treden extreem hoge golven op, bijvoorbeeld 30 m bij de hurricane Luis uit 1995. Behalve dat er door de wind hoge golven ontstaan wordt het zeewater door de zeer lage atmosferische drukken in het centrum van een orkaan ook nog eens wat omhoog gezogen ten opzichte van het normale evenwichtsniveau.
In de laatste decennia (tot 2003) eisen de tropische cyclonen vooral een hoge tol in bijvoorbeeld Bangladesh, waar vloedgolven makkelijk ver het land kunnen binnendringen en de infrastructuur ontbreekt om de bevolking te beschermen, te evacueren of tijdig te waarschuwen. In de Verenigde Staten viel het aantal slachtoffers de laatste decennia mee. Deels komt dit door tijdiger signalering dankzij weersatellieten, nauwkeuriger verwachtingen, effectievere berichtgeving, tijdiger evacuaties, een beter voorbereid publiek en een professioneler 'calamiteitenmanagement' door de Amerikaanse overheid. Daarnaast is er sprake van toeval of, zo men wil, geluk: naar verhouding weinig belangrijke orkanen trokken in dichtbevolkte streken het land op. Door de sterke groei van de bevolking langs de Amerikaanse oostkust en de complexiteit van een evacuatie, is ook in de Verenigde Staten een ramp in de toekomst toch niet uit te sluiten.
Op 29 augustus 2005 heeft de orkaan Katrina zeer veel schade aangericht in de Amerikaanse staten Louisiana, Alabama en Mississippi. Vooral zwaar getroffen waren de steden Biloxi, New Orleans en Mobile. Meer dan een miljoen mensen zaten zonder stroom en in Biloxi alleen maakten de eerste berichten gewag van meer dan 80 doden. Een week na de ramp was de toestand in het gebied nog steeds totaal ontregeld met een groot stuk van de stad New Orleans dat nog steeds onder water staat. Het totaal aantal doden door deze orkaan beliep enkele honderden tot ca 1000. De bevolking was aan het plunderen geslagen.
Ontwikkeling
Routes van alle tropische cyclonen van 1985 - 2005.
Tropische orkanen zijn kleinschaliger dan de hoge- en lagedrukgebieden van de gematigde breedten; ze hebben een doorsnede van 500-1500 km. De orkaanwinden doen zich uitsluitend voor in de kern, die slechts 1-4 procent beslaat van de totale omvang. De levensduur bedraagt gewoonlijk 5-10 dagen, maar is soms veel langer. In 2002 had Kyle een levensduur van 22 dagen; Ginger hield het in 1971 28 dagen vol.
De meeste tropische orkanen komen tot ontwikkeling in een gebied tussen 5 en 20 graden noorder- of zuiderbreedte. Verder van de evenaar weg is het zeewater te koud; hierboven is al gemeld dat dit bij voorkeur 26 graden moet zijn of warmer. De orkaan moet echter ook voldoende nieuwe warme lucht van boven zee kunnen aanzuigen: daardoor ontstaan er in de Middellandse Zee, Perzische Golf en Rode Zee, die 's zomers tot ver boven de 26 graden opwarmen, geen cyclonen. Verdampend zeewater is namelijk een belangrijke bron van energie voor een orkaan; daarnaast levert de achtergrondstroming een bijdrage, evenals de condensatiewarmte die vrij komt in de zware buien in de buurt van het centrum van de orkaan. Overigens wordt slechts 2,5 % van die energie gebruikt voor het aandrijven van de orkaanwinden. Het gaat natuurlijk wel om grote hoeveelheden energie: een 'gemiddelde' orkaan bevat een hoeveelheid energie die gelijk is aan vijf maal het totale energiegebruik van de hele mensheid in 1990.
Het corioliseffect in de atmosfeer dat optreedt als gevolg van het roteren van de aarde speelt een belangrijke rol bij het ontstaan van cyclonen en daardoor komen cyclonen niet dicht bij de evenaar; hoe dichter bij de evenaar hoe zwakker het corioliseffect in de atmosfeer, en op de evenaar zelf is het nul. Om tropische cyclonen tot ontwikkeling te laten komen moet verder de atmosfeer boven de tropische oceaan voldoende onstabiel zijn, zonder dat de wind er weer te veel verandert met de hoogte. Ze ontstaan niet 'uit het niets'; er moeten in de buurt van het aardoppervlak al storingen aanwezig zijn (zogeheten 'easterly waves'), die onder de hierboven genoemde voorwaarden uit kunnen (niet noodzakelijkerwijs moeten) groeien tot een tropische storm. Voor de hurricanes in het Caraïbische gebied geldt dat die storingen meestal afkomstig zijn uit Afrika; ze drijven al ontwikkelend met de noordoostpassaat - ten zuiden van het subtropisch hogedrukgebied bij de Azoren langs - de Atlantische Oceaan over. Deze stroming drijft ze naar het Caraïbische gebied, waar ze over de eilanden kunnen razen, aan land kunnen gaan of naar het noorden afbuigen. Boven land neemt de windsnelheid door wrijving enigszins af, maar de vlagerigheid neemt toe. Doordat juist de windstoten de meeste schade veroorzaken, raakt men zo van de regen in de drup, pas na enkele uren boven land begint de orkaan in kracht af te nemen; hij raakt dan namelijk afgesneden van zijn belangrijkste energiebron: het warme zeewater.
Cycloonrestanten
Als een tropische cycloon (onafhankelijk van welke sterkte) zijn tropische kenmerken verliest (convectie en gesloten, concentrische circulatie), dan valt de depressie meteorologisch niet meer onder tropisch weer en de meteorologen van bijvoorbeeld het National Hurricane Center staken het uitgeven hun waarschuwingen over dat systeem. Zo'n ex-tropische cycloon wordt dan aangeduid met de term extra-tropische cycloon. Eigenlijk wil dit niets meer zeggen dat het niet om een tropische cycloon gaat, dus is iedere depressie van de gematigde zone een extra-tropische cycloon. Maar de term wordt uitsluitend gebruikt voor ex-tropische depressies die hun tropische kenmerken hebben verloren. De status extra-tropische cycloon hoeft niets te zeggen over het potentieel gevaar van zo'n depressie; een extra-tropische cycloon kan nog steeds respectabele orkaanwinden hebben en heel veel regenval, zoals Orkaan Karl in 2004. Extra-tropische cyclonen worden in hun eindfase vaak meegenomen door de westenwinden, de straalstroom. Als zij door de straalstroom worden gegrepen, zwakken zij snel af, doordat de structuur van het systeem aan flarden wordt gescheurd. De convectie is een verticaal bewegen van lucht, die snel moet worden afgevoerd als door een schoorsteen. De straalstroom (of een andere sterke luchtstroming in de atmosfeer) verstopt deze schoorsteen. Dit fenomeen wordt in het Engels windshear genoemd. Een voormalige orkaan neemt veel energie en warmte mee en kan daarmee een andere depressie voeden. Dat kan leiden tot veel neerslag en stormachtige winden, maar het weer kan ook heel anders worden. Blijven de restanten ten westen van Europa dan kunnen ze hier zorgen voor een sterke warme zuidelijke luchtstroming en wordt het warm (na)zomerweer, zoals in de herfst van 2005 gebeurde. In de herfst levert dat vaak een mooie periode op, eind september de oudewijvenzomer genaamd. Pas zodra de depressie verder trekt en onze kant op komt verslechtert het weer. De rekenmodellen waarop de weersverwachtingen zijn gebaseerd, hebben vaak moeite met orkaanrestanten, zodat de prognoses van dag tot dag kunnen veranderen.
Oog
Orkaan Catarina in 2004, met een duidelijk zichtbaar oog. De richting, waarin de cycloon draait, verraadt, dat Catarina op het zuidelijk halfrond raasde.
Het opvallendste kenmerk van een tropische cycloon is het wolkenvrije oog waar dalende luchtbewegingen optreden. Het oog heeft een diameter van 30-50 km en is op satellietbeelden gewoonlijk goed te zien. De luchtdruk is in het oog het laagst. Rondom het oog bevindt zich een 'muur' van actieve bewolking; daar gaat de lucht met snelheden van 100-150 km per uur omhoog. Aan het aardoppervlak direct onder de 'muur' treden de hoogste windsnelheden op. Aan de bovenzijde op zo'n 18 km hoogte, stroomt de lucht met bewolking weer spiraalsgewijs naar buiten. Daardoor vormt er zich aan de bovenkant van de cycloon een kap van ijswolken, die eveneens op satellietbeelden markant zichtbaar is.
Direct buiten de 'muur' bevinden zich regenbanden die evenwijdig aan de wind naar het centrum toe lijken te spiraliseren. Deze banden zijn 5-50 km breed en 100-300km lang. Ze veroorzaken neerslagintensiteiten van 25 mm per uur of meer over een klein oppervlak, ongeveer 10% van het totale gebied waar de cycloon het laat regenen.
Wie zich in een cycloon bevindt merkt dat het oog overtrekt aan de plotseling afnemende wind, en de zon die ineens door de wolken breekt. Uiteraard duurt dit hooguit een uurtje, waarna de orkaan met volle kracht uit de andere richting zal blazen. Op zee is een oog zeer gevaarlijk vanwege de hoge golven, die uit alle richtingen komen.
Naamgeving
In Japan heet een orkaan taifoen (tyfoon), en gaat meestal gepaard met extreem veel neerslag. Op 20 oktober 2004 werd Japan geraakt door één van de zwaarste taifoens uit de laatste decennia. Op hun beurt hebben tropische cyclonen eveneens namen. Het bekendst zijn de jongens- en meisjesnamen, maar in landen als Korea, Thailand, Vietnam, China, Japan worden historische namen van goden gebruikt, zoals Prapiroon (Regengod), Wukong (Apenkoning) of Dianmu (Moeder van de Bliksem).
Orkanen in het Caraïbische gebied werden een aantal eeuwen lang aangeduid met de naam van de heilige van de dag waarop de orkaan optrad. Zo werd Puerto Rico op 26 juli 1825 aan het begin van een vroeg seizoen getroffen door de verwoestende orkaan Santa Ana (Sint Anna), op 13 september 1876 door hurricane San Felipe (Sint Phillip) en op 8 augustus 1899 door de Sint Cyriacus-orkaan. Toen er in 1928 op dezelfde dag opnieuw een orkaan toesloeg, werd dat San Felipe 2. Overigens paste men in een ver verleden in Nederland een zelfde principe toe. Zo herinnert de Biesbosch thans nog steeds aan de Sint Elisabethsvloed van 18 november 1421 en de vloed op 'St Felix Quade Saterdach', 5 november 1530, gaf de aanzet tot de ondergang van Reimerswaal op Zuid-Beveland.
Na de heiligennamen kwamen de geografische coördinaten in gebruik, maar deze praktijk vertraagde de communicatie en gaf aanleiding tot veel fouten in de berichtgeving.
De Australische meteoroloog Clement Wragge gebruikte aan het eind van de 19e eeuw als eerste meisjesnamen voor tropische stormen. In de Tweede Wereldoorlog werd dat gebruik van meisjesnamen in alfabetische volgorde de normale praktijk in het Caraïbische gebied. Elke tropische depressie met ten minste windkracht 8 krijgt een eigen naam. In 1978 deden, na protest uit het feministische kamp, voor het eerst jongensnamen hun intrede, aanvankelijk alleen in het gebied van de Stille Oceaan voor de Amerikaanse westkust, een jaar later ook op de Atlantische Oceaan en in de Golf van Mexico.
Voor de Atlantische stormen heeft de Wereld Meteorologische Organisatie zes namenlijsten van telkens 21 namen opgesteld; om de zes jaar komen dezelfde namen dus weer terug. Het is een alfabetische lijst met alternerend een vrouwelijk en een mannelijke naam. De letters Q, U, X, Y en Z worden niet gebruikt omdat er te weinig namen zijn.
De naam van verwoestende orkanen die weergeschiedenis hebben geschreven en die men zich nog generaties lang kan heugen wordt van de lijst afgevoerd en vervangen door een nieuwe. Sinds 1954 is dat 67 keer gebeurd. De recentste voorbeelden zijn Dennis, Katrina, Rita, Stan en Wilma uit 2005, Charley, Frances, Ivan en Jeanne uit 2004, Fabian, Isabel en Juan uit 2003 en Isodore en Lili uit 2002. Om politieke redenen is ook de naam Adolph geschrapt.
Het aantal van 21 namen is afgesteld op het gebroken record van 21 tropische stormen in 1933, indien er meer stormen een naam zouden verdienen, wordt het Griekse alfabet gebruikt. In de jaren 1972 en 1973 werd er een aparte lijst gereserveerd voor subtropische cyclonen. Zodoende zijn de namen Alpha, Alfa (met ph en f) en Delta in die jaren gebruikt. Tegenwoordig krijgen deze subtropische stormen de naam uit de bovenstaande lijst, die dan aan de beurt is. Voor 2006 overweegt men een alternatieve lijst samen te stellen, voor het geval, wanneer zoals in 2005 de reguliere lijst volledig wordt verbruikt, men niet hoeft terug te vallen op het Griekse alfabet. Dit geeft een probleem wanneer er ooit een verwoestende storm zou zijn met een Griekse naam - die kan niet zomaar uit het alfabet geschrapt worden. In praktijk werd afgesproken om die naam dan wel op de "verboden" lijst te plaatsen, maar toch de naam te blijven gebruiken voor volgende stormen[1].
Zeta en Alice II
Zeta vormde zich op 30 december en kreeg dus een naam uit het 2005 seizoen. Daarmee deelt Zeta het record van laatst ontstane tropische cycloon in het seizoen met Alice II in 1954. Zij overleefde tot in januari, maar toch blijft de storm in zijn geheel behoren tot het seizoen 1955, ook al wordt zij in januari een orkaan. Alleen Orkaan Alice II in 1954 ontstond ook in december 1954 en bleef bestaan tot in januari 1955. Omdat zij destijds in januari werd ontdekt, kreeg zij een 1955-naam (zowel de lijst van 1954 als van 1955 begon met Alice). Later bleek uit de analyse dat de storm moest zijn ontstaan op 30 december 1954 en eigenlijk Irene had moeten heten.
Subtropische cyclonen
Wij zagen reeds de definitie van tropische cyclonen en extratropische cyclonen. Soms gebeurt het, dat een 'gewone depressie', een depressie van de gematigde zone terecht komt in gunstige omstandigheden en tropische kenmerken gaat vertonen (convectie en gesloten concentrische circulatie). Zij vertoont dan zowel kenmerken van een gewone, als van een tropische depressie. In dat geval spreekt men van een subtropische cycloon. Een subtropische cycloon kan een subtropische storm worden. In de nomenclatuur wordt een subtropische storm net zo behandeld als een tropische storm. Als een subtropische cycloon zijn niet-tropische kenmerken verliest, wordt het een gewone tropische storm.
Voorbeelden van orkanen
<---- hierdoor kan iedereen zich wel inbeelden hoe hoog
