Atmosphärische Zirkulation (einfach)

Aus Klimawandel
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Unter der Atmosphärischen Zirkulation versteht man alle großräumigen Luftbewegungen in der Atmosphäre.

Zirkulationszellen und Windsysteme der atmosphärischen Zirkulation

1 Vereinfachung: Eine Zelle

Die atmosphärische Zirkulation entsteht im Wesentlichen durch die unterschiedlich starke Erwärmung der Erde am Äquator und an den Polen. Über dem Äquator steht die Sonne das ganze Jahr über nahezu senkrecht; er wird daher stärker erwärmt als die Polregionen, wo die Sonne im Winter gar nicht und im Sommer aus einem flachen Winkel scheint. Dadurch entsteht ein Temperaturgefälle von den niederen Breiten zu den Polen. Die warme Luft am Äquator steigt auf und die kalte Luft an den Polen sinkt ab. So bildet sich am Boden ein Tiefdruckgebiet am Äquator und ein Hochdruckgebiet an den Polen. In der Höhe ist es genau umgekehrt. Dort bildet sich ein Hochdruckgebiet am Äquator und ein Tiefdruckgebiet an den Polen. Diese Druckunterschieden müssen ausgeglichen werden. Deshalb strömt die bodennahe Luft von den Polen in Richtung Äquator und die Luft in der Höhe vom Äquator in Richtung der Pole. Wenn die Erde sich nicht drehen würde und nicht über den Polen viel weniger Platz für die Luft wäre als über dem Äquator, würde nur diese eine große Zirkulation vom Äquator bis zu den Polen entstehen.

2 Drei Zellen

Die Erdrotation bewirkt, dass die Luft sich nicht auf direktem Wege von einem Hoch- in ein Tiefdruckgebiet bewegt, sondern abgelenkt wird, auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links. Auf diese Weise entstehen drei große Zirkulationszellen.

Die wichtigsten Zirkulationszellen der Atmosphäre

2.1 Hadley-Zelle

Durch die Drehung der Erde und weil die Fläche der Erde zum Pol hin kleiner wird, sinken die Luftmassen, die sich vom Äquator in der Höhe polwärts bewegen, bereits bei einer Breite von ca. 30° wieder ab. Die Luft strömt dann zum Äquator zurück und steigt dort wieder auf. So entsteht eine Zirkulationszelle zwischen dem Äquator und 30° Breite. Diese Zirkulation wird Hadley-Zelle genannt. Durch die Ablenkung entstehen in Bodennähe die Passatwinde: der Nordostpassat auf der Nordhalbkugel und der Südostpassat auf der Südhalbkugel. Diese beide Strömungen treffen in der Nähe des Äquators in der sogenannten Innertropischen Konvergenzzone aufeinander, wo die Luft aufsteigt. Beim Aufsteigen kühlt die Luft ab, der in ihr enthaltene Wasserdampf kondensiert, es bilden sich Wolken und es regnet sehr stark. In der Absinkzone bei 30° Breite geschieht das Gegenteil: Die Luft erwärmt sich, und alles Wasser in ihr, z.B. in Form von Wolkentröpfchen, verdunstet. Die Folge sind große Wüstengebiete in diesen Breiten wie z.B. die Sahara.

2.2 Polarzelle

Die Luft, die vom Pol in Bodennähe Richtung Äquator strömt, erwärmt sich und steigt deshalb bei ca. 60° Breite auf, so dass sich eine zweite Zirkulation bildet: die sogenannte Polarzelle. Auch hierbei wird die Strömung durch die Erddrehung abgelenkt und es entstehen die polaren Ostwinde.

2.3 Ferrel-Zelle

Weil nun bei 60° Breite Luft aufsteigt und bei 30° Breite Luft absinkt, bildet sich in dem Gebiet dazwischen eine weitere Zelle, die Luft in Bodennähe polwärts und in der Höhe in Richtung Äquator transportiert. Die Zirkulation wird Ferrel-Zelle genannt. Die bodennahe Strömung wird wieder auf der Nordhalbkugel nach rechts auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt, so dass eine westliche Strömung entsteht, die sogenannte Westwinddrift. An der Grenze zwischen den kalten polaren Ostwinden und den warmen Westwinden, in den mittleren Breiten, befindet sich die Polarfront. Sie liegt meist zwischen 60 und 70° Breite. Hier entstehen die Tiefdruckgebiete, die größtenteils unser Wetter bestimmen.


3 Lizenzhinweis

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