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Die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre


Luftdruckgebiete, Winde und Coriolis-Kraft

Winde wehen zwischen Hoch- und Tiefdruckgebiet.

Hochdruckgebiet

Tiefdruckgebiet (Depression)

Thermische Druckgebiete

Kältehoch ... entsteht durch das Zusammenziehen von Kaltluft, dem Schwererwerden und dem daraus resultierenden Absinken (z.B. Polarhoch).

Hitzetief ... entsteht durch aufsteigende Warmluft über warmen Flächen (z.B. Äquatoriale Tiefdruckrinne).

Dynamische Druckgebiete

dynamisches Hoch/Antizyklone ... entsteht am Rande eines Wirbels des Polarfront-Jetstreams, dort wo kalte Luft absinkt. Die dynamischen Hochdruckgebiete entstehen im Bereich des subtropischen Hochdruckgürtels (z.B. Azorenhoch), lösen sich von diesem ab und wandern nach Osten.

dynamische Druckgebiete

dynamisches Tief/Zyklone ... entsteht am Rande eines Wirbels des Polarfront-Jetstreams, dort wo sich warme Luft im Wirbel Richtung Pol schiebt. Es entsteht im Bereich der Polarfront (z.B. Islandtief) und wandert dann nach Osten. Deshalb wird es auch als web wanderndes Tiefdruckgebiet, Zyklone oder Tiefdruckwirbel bezeichnet.

Das Azorenhoch und das Islandtief stellen für Europa sogenannte Aktionszentren dar. Dies sind Luftdruckgebiete, die ganzjährig das Wetter bestimmen.

Jetsream und dynamische Druckgebiete

Hochdruck > 1013 hPa = 1013 mbar = Normaldruck > Tiefdruck

Der hohe Druck und der tiefe Druck muss ausgeglichen werden. Es wirkt daher eine Kraft zwischen Hoch und Tief, die Druckgradientkraft heißt. Durch diese Kraft bilden sich Ausgleichströmungen (Winde). Sie strömen immer vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet.

In Hochdruckgebieten auf der Nordhalbkugel bewegt sich die Luft immer mit dem Uhrzeigersinn. Auf der Südhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn. Die nebenstehende Abbildung ist also nur für die Nordhalbkugel gültig.

Luftdruckgebiete

In Tiefdruckgebieten auf der der Nordhalbkugel bewegt sich die Luft immer gegen den Uhrzeigersinn. Auf der Südhalbkugel mit dem Uhrzeigersinn. Die Abbildung ist also nur für die Nordhalbkugel gültig.

Nach ihrer räumlichen Ausdehnung kann man Winde in zwei Gruppen unterscheiden:

  • regionale Windsysteme ... sind z.B. Land-See-Windsystem, Berg-Tal-Windsystem, Föhn, synoptische Winde und tropische Wirbelstürme. Siehe web Regionale Windsysteme
  • globale Windsysteme ... sind die Winde der allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre (Passat- und Monsunwinde, außertropische Westwinde, polare Ostwinde). Siehe web Übersicht

Auf ihrem Weg vom Hoch zum Tief strömen die Winde nicht gerade, sondern werden auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt (Coriolis-Kraft).

Die Coriolis-Kraft

Diese Kraft entsteht durch die Drehbewegung der Erde um ihre eigene Achse (Rotation). Am Äquator dreht sich die Erde schneller als an den Polen (am Äquator ist der "Weg" länger --> v=s/t). Wenn nun ein Luftpaket seine geographische Breite verlässt, behält es diese Geschwindigkeit bei. Wenn es also beispielsweise auf der Nordhalbkugel nach Süden strömt, kommt es in Breiten, die sich schneller bewegen als seine Herkunftsregion. Das Luftpaket bewegt sich hier dann langsamer als die Erde unter ihm, damit hängt es hinter der Erde her, es wird also scheinbar nach Westen abgelenkt. Strömt es aber nach Norden, dann gelangt es in "langsamere" Regionen. Es ist also selbst schneller und eilt der Erdoberfläche voraus; der Wind wird ergo nach Osten abgelenkt. Auf der Südhalbkugel ist es aber anders herum.

Coriolis-Kraft

Die Coriolis-Kraft lenkt also Strömungen:

  • auf der Nordhalbkugel nach rechts und
  • auf der Südhalbkugel nach links ab.

Sie wirkt aber nur bei großräumigen Strömungen. Bei den regionalen Windsystemem ist sie beispielsweise zu vernachlässigen.

Wind entsteht also aus mehreren Kräften:

  • Druckgradientkraft, die zwischen Hoch- und Tiefdruckgebiet wirkt und die den eigentlichen Druckausgleich bewirkt
  • Coriolis-Kraft, die zur Ablenkung der Luftströmung führt
  • Reibungskraft, die den Wind "abbremst". Sie entsteht durch den Widerstand der Erdoberfläche.
Coriolis-Kraft

web Experiment zur Veranschaulichung der Coriolis-Kraft


Quelle dieser Seite: web Das Klima der Erde
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