Tiefdruckgebiet
Als Tiefdruckgebiet (kurz Tief, Pl. Tiefs) bezeichnet man ein Gebiet, in dem ein niedrigerer Luftdruck herrscht als in dessen großräumiger Umgebung. Unterschieden werden thermische Tiefdruckgebiete und dynamische Tiefdruckgebiete (Zyklonen).
Typen von Tiefs
Thermisches Tief: Bodentief, Höhentief
Ein thermisches Tiefdruckgebiet bildet sich durch Unterschiede in der Luftdichte, die durch Erwärmung (Sonneneinstrahlung) oder durch Abkühlung hervorgerufen werden. Je nach betroffener Luftschicht unterscheidet man zwischen Bodentief und Höhentief.
Ein Bodentief entsteht, wenn die Dichte der Luft in Bodennähe sinkt, indem bodennahe Luft erwärmt wird. Die Warmluft löst sich vom Boden und steigt auf (Thermik), was zu einem Druckabfall in Bodenhöhe führt (in höheren Schichten steigt der Luftdruck durch die aus Bodennähe zuströmende Warmluft dagegen leicht an). Der Druckabfall in Bodennähe führt zu einem großräumigen Zuströmen fremder Luft (Winde).
Ein Höhentief entsteht, wenn kalte Luft aus großer Höhe absinkt, was den Luftdruck in den höheren Schichten der Luft vermindert. Am Boden nimmt der Luftdruck dagegen leicht zu.
Dynamisches Tief (Zyklone)
Dynamische Tiefdruckgebiete (auch Zyklone, plural Zyklonen, genannt) entstehen, wenn eine Luftströmung divergiert. Dies kann in horizontaler oder vertikaler Richtung geschehen.
Strömungen in Tiefdruckgebieten
Anstatt von allen Seiten radial auf das Tiefdruckgebiet zuzuströmen, rotiert die zuströmende Luft um eine vertikale Achse ins Tiefdruckgebiet hinein. Dies ist durch die Erdrotation bedingt (Corioliskraft). Auf der Nordhalbkugel der Erde wird eine sich fortbewegende Luftmasse durch den Corioliseffekt in Bewegungsrichtung nach rechts abgelenkt, daher rotieren zuströmenden Winde (aus dem Weltraum betrachtet) entgegen dem Uhrzeigersinn (siehe Bild) – also im mathematisch positiven Drehsinn. Tiefdruckgebiete werden daher auch Zyklone genannt. Winde, die aus einem Hochdruckgebiet abströmen, werden ebenfalls nach rechts abgelenkt. Sie rotieren daher im Uhrzeigersinn (Antizyklone). Der Corioliseffekt ist an den Polen stark ausgeprägt, zum Äquator hin schwächt er sich ab. Auf der Südhalbkugel wird eine Luftmassenbewegung generell nach links abgelenkt.
Auf globaler Skala verlaufen Höhenwinde aufgrund der Corioliskraft in etwa entgegengesetzt zu den Bodenwinden, denn im Rahmen der Planetarischen Zirkulation strömt warme Luft aus den Tropen in Richtung der Pole. Aufgrund der Corioliskraft wird sie dabei in östlicher Richtung abgelenkt, so dass in der Höhe starke westliche Winde (Jetstream) vorherrschen. Die am Boden zurückströmende polare Kaltluft wird durch die Corioliskraft in westliche Richtung abgelenkt (polarer Ostwind).
Auf regionaler Skala bilden sich thermische Tiefdruckgebiete auch über warmen Wasserflächen, über denen feuchte warme Luft aufsteigt und sich dabei abkühlt. Es entstehen die mit heftigen Regenfällen einhergehenden tropischen Wirbelstürme, wobei man bei einer geringen Ausprägung auch von einem tropischen Tief spricht. Bei hoher Windgeschwindigkeit (ab Windstärke 12) können die Stürme schwere Verwüstungen anrichten. Je nach Kontinent spricht man dann von Hurrikanen oder Taifunen (siehe Hauptarktikel: Hurrikane).
Dynamische Tiefdruckgebiete sind unter anderem für die polaren Ostwinde (Polarwirbel) und äquatorialen Passatwinde (Innertropische Konvergenzzone) verantwortlich.
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