Thema des Tages 

Wissenschaft kompakt 
Der „Stadion-Effekt“ eines tropischen Sturms 

Tropische Zyklone haben auf Satellitenbildern ein typisches Aussehen, 
wobei das sicherlich prägnanteste Merkmal das Auge ist. Bei kräftigen 
Zyklonen weist die Struktur des Auges ein besonderes Aussehen auf, 
das den Namen „Stadion-Effekt“ trägt. Dieses Phänomen wird im 
heutigen Thema des Tages beschrieben. 

Bald ist wieder Wochenende und somit die Zeit für unzählige 
Fußballfans in die Stadien zu pilgern, um ihren Vereinen die Daumen 
zu drücken. Können Sie sich noch an Ihren jüngsten Besuch eines 
Fußballstadions erinnern? Oder haben Sie noch die Bilder im Kopf, 
wenn bei einem im Fernsehen live übertragenen Spiel ein Blick auf das 
gesamte Stadion von oben zu erhaschen war? Was gibt es doch für 
beeindruckende Bauwerke, wo sich das Stadion immer mehr nach Außen 
neigt, je höher man sitzt und letztendlich in eine riesige Öffnung 
mündet, die nicht selten von oben gesehen einem Auge gleicht. Der 
Grund für diese architektonische Ausrichtung ist u.a. der, dass die 
Zuschauer einerseits die oberen Plätze erreichen wollen (was bei 
senkrechter Ausrichtung nicht jedem sportlich visierten Fußballfan 
glücken dürfte), andererseits aber auch gut auf den Fußballplatz 
einsehen möchten und natürlich verkleinert sich auch der Fußabdruck 
des Stadions. Doch wieso sprechen wir im heute verfassten Thema des 
Tages über Fußball und nicht über das Wetter? 

Auch beim Wetter gibt es ein Phänomen, dass bei entsprechender 
Ausprägung im Zentrum sehr einem Fußball-/Baseball- oder 
Footballstadion ähnelt und dieses ist im Bereich der Tropen zu 
finden: ein tropischer Zyklon. 

Wie bereits in den Themen des Tages vom 13. Oktober 2015 und dem 04. 
Februar 2023 beschrieben gibt es eine satellitengestützte 
Mustererkennung von tropischen Stürmen, um deren Intensität zu 
detektieren. Dabei fällt diese Bestimmung nicht selten komplex aus 
und liefert Nährboden für kritische Diskussionen. Sobald sich jedoch 
das Auge eines tropischen Sturms gebildet hat vereinfacht sich die 
Intensitätsabschätzung wieder, kann man doch mindestens von Böen in 
Orkanstärke ausgehen. Zur Erinnerung, je intensiver der 
Temperaturkontrast „Auge – Oberflächentemperatur der Gewitterwolken“ 
ausgeprägt ist, umso kräftiger ist die Dynamik eines Tropensturm bzw. 
dann Hurrikans/Taifuns/Zyklons etc. 

Gerade die intensivste Phase eines Tropensturms mit einem klar 
definierten Auge ist diejenige, wo der Stadion-Effekt zur Geltung 
kommt. Wie so oft im Bereich der Tropenmeteorologie ist dessen 
Entstehung sehr komplex und wird hier stark vereinfacht 
wiedergegeben. 

Zunächst muss man wissen, dass das Auge eines tropischen Sturms aus 
einer sogenannten „Augenwand“ besteht, in der die höchsten 
Windgeschwindigkeiten gemessen werden und aus einem nicht selten 
nahezu windstillen Inneren des Auges. 

Im Auge sinkt die Luftmasse ab, erwärmt sich und trocknet ab. Uns 
interessiert aber vor allem das Geschehen innerhalb der Augenwand. Im 
unteren Bereich der Augenwand bremst die Reibung den Wind noch 
merklich ab, sodass z.B. die höchsten Windgeschwindigkeiten innerhalb 
der Grenzschicht (der Schicht direkt über dem Erdboden bzw. der 
Meeresoberfläche) erst in durchschnittlich 500 m über Grund erreicht 
werden. Oberhalb der bremsenden Grenzschicht lässt die Reibung jedoch 
zügig nach, sodass dort die Windgeschwindigkeit nochmals deutlich 
zunimmt. Zudem muss man wissen, dass ein gedachtes Luftteilchen 
während der Umrundung des Auges in der Augenwand unterschiedliche 
Kräfte spürt – die Kraft, die in das Zentrum des Sturmes zeigt 
(Druckgradientkraft) und Kräfte, die das Teilchen vom Zentrum 
wegziehen (z.B. Zentrifugalkraft). Letztere überwiegen bei 
Windzunahme, sodass die Teilchen mit der Höhe versuchen ein 
Gleichgewicht zu erreichen, indem sie in immer größeren Bahnen um das 
Auge zirkulieren. So entsteht ein nach oben sich aufweitender 
Trichter, der von oben gesehen in Form eines sich vergrößernden Auges 
zu erkennen ist. 
Der Stadion-Effekt ist bei kräftigen Zyklonen besonders gut 
ausgeprägt und kann vor allem bei tiefstehender Sonne mit 
entsprechendem Schattenwurf mit Hilfe eines Satelliten bewundert 
werden. Natürlich funktioniert es auch, wenn der Wettersatellit 
zentrumsnah (nicht direkt) über das Auge fliegt. Doch wie sieht so 
ein Stadion-Effekt nun aus? 

Beginnen wir mit dem erst kürzlich tobenden Taifun SAOLA, der als 
sogenannter „Supertaifun“ (Kategorie 4 Sturm der fünfteiligen 
Saffir-Simpson Skala) die Straße von Luzon westwärts durchquert und 
das Südchinesische Meer erreicht hat, um sich auf seinem Weg in 
Richtung Hong Kong allmählich abzuschwächen. Während der intensivsten 
Phase entstanden die beiden folgenden Bilder. 

Der Wettersatellit stand äußerst günstig, um den Stadion-Effekt 
dieses Supertaifuns abzulichten. Im obersten Bild sieht man ein 
farblich verfälschtes Wasserdampfbild, wobei grüne Farben sehr 
feuchte Luftmassen anzeigen (Schauer und Gewitter). Im Auge, wo die 
Luft absinkt und abtrocknet wird die sehr trockene Luftmasse rötlich 
dargestellt. Dabei erkennt man, dass die Farben nicht schlagartig 
von sehr feucht zu sehr trocken wechseln, sondern dass es einen 
allmählichen Übergang gibt. Der Wasserdampfkanal 6.2, der hier zu 
sehen ist und für die Analyse im oberen Bereich der Troposphäre 
verwendet wird, misst hier also den allmählichen Abfall innerhalb der 
Augenwand, der dadurch entsteht, dass diese nach oben geneigt ist und 
nicht senkrecht abfällt. 
Ähnliches sieht man im zweiten Bild (im Infrarotkanal), wo die vom 
Satelliten ermittelte Temperatur gezeigt wird. Diese liegt dank 
hochreichender Konvektion ums Auge herum bei unter -60 Grad und 
steigt im Auge sprunghaft auf über +11 Grad an (real mit feinerer 
Auflösung wurden sogar bis knapp +20 Grad gemessen). Auch hier wird 
die geneigte Augenwand visuell eindrücklich gezeigt. 

Doch sind wir mal ehrlich – geben wir uns mit diesen Bildern wirklich 
zufrieden? Nein. Wir zoomen mal ordentlich in das Auge von SAOLA 
hinein. 

Alleine die Dynamik und Struktur dieses Auges sind beeindruckend 
(besonders mit dem Wissen, dass der Sturm über dem offenen Meer 
tobte), doch beschränken wir uns darauf die Augenwand zu betrachten, 
die z.B. im südöstlichen Quadranten eine Neigung nach außen hin 
aufweist. Man kann sich hier bildlich ein Stadion vorstellen. In der 
Augenwand die Zuschauer und auf dem Platz im Auge die wild tobenden 
kleinräumigen Wirbel, die einen packenden Tanz aufführen. 
Wie bitte, das ist Ihnen noch immer nicht nah genug? Gut, um Ihren 
Wissensdurst zu befriedigen begleiten wir die sogenannten „Hurricane 
Hunter“ (Meteorologen, die mit einem Flugzeug in diese Stürme fliegen 
und Messungen vornehmen) in den Hurrikan Epsilon aus dem Jahr 2020, 
der Ende Oktober im Nordatlantik tobte. 

Viel eindrücklicher kann man diesen Effekt kaum mehr darstellen – 
oder doch? Reizen wir alles aus und beenden dieses Thema des Tages 
mit einer kleinen Fotocollage. Die Bilder entstanden im Jahr 2015 und 
sie wurden durch den ehemaligen nordamerikanischen Astronauten Terry 
Virts von der ISS abgelichtet. Die Bilder zeigen den Supertaifun 
MAYSAK, der Ende März/Anfang April 2014 im nordwestlichen Pazifik 
wütete. 

Und wieder zeigt sich, welch Schönheit die zerstörerische Kraft eines 
tropischen Zyklons hat, wenn man diesen aus sicherer Entfernung 
betrachten kann, doch darf man nie vergessen, dass eben diese 
Schönheit beim Landgang Leid und Zerstörung bringt. Mit dem aktuell 
aktiven und bald sehr intensiven Hurrikan LEE im tropischen Atlantik 
wird es sicher auch in den kommenden Tagen die Möglichkeit geben den 
Stadion-Effekt per Satellit oder mit Bildern der Hurrikanjäger aus 
dem Flugzeug zu bestaunen. 

Dipl.-Met. Helge Tuschy  
Deutscher Wetterdienst 
Vorhersage- und Beratungszentrale 
Offenbach, den 07.09.2023 

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

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