Meteorologie 4 von 8
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| Hoch- und Tiefdruckgebiete 3 | |
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Corioliskraft Da die Sonne am Äquator fast das ganze Jahr über sehr hoch steht liegen die Tagestemperaturen durchschnittlich bei 30°C. Warme Luft steigt nach oben. An den Polen herrscht aufgrund der tief stehenden Sonne ein Wärme- bzw. Energiedefizit. Kalte Luft fällt nach unten. Um hier die Drücke und Energien auszugleichen, müsste die über dem Äquator aufgestiegene warme Luft oben zu dem polaren Tiefdruck strömen. Umgekehrt müsste unten die kalte Luft (Hoch) an den Polen zu dem Tief am Äquator strömen. So entstünde auf jeder Hemisphäre ein großer, wärmeaustauschender Kreislauf. Diese einfache Theorie wird in der Praxis aber durch die Erdrotation verhindert. Da die Erde am Äquator einem Umfang von ca. 40000 Kilometer hat, bewegt sich jeder Punkt am Äquator mit einer Geschwindigkeit von 1670 km/h im Raum. 30° Nord oder Süd sind es nur noch 1450km/h, 45° Nord oder Süd nur noch 1180km/h und 60° Nord oder Süd nur noch 835kmh also etwa die Hälfte der Geschwindigkeit am Äquator. Die Luft unterliegt, wie jede andere Masse der Massenträgheit, d. h. sie ändert eine einmal angenommenen Eigenschaft, in diesem Fall die Geschwindigkeit nur sehr langsam. Wenn die Luft mit einer Geschwindigkeit von 1670kmh am Äquator langsam polwärts strömt, wäre sie am 30. Breitengrad in Rotationsrichtung ca. 220km/h schneller als die Erde unter ihr. Der Luftstrom wird dadurch nach Osten verschoben und zu einem Westwind. Wenn die Luft von den Polen in Richtung Äquator strömt, wäre sie am 60. Breitengrad wesentlich langsamer als die Erde unter ihr. Sie wird also nach Westen abgelenkt. Also wird die Luft, die auf ein Tiefdruckgebiet zu strömt auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt und bewegt sich gegen den Uhrzeigersinn um das Tiefdruckgebiet herum. Die Luft, die von einem Hochdruckgebiet wegströmt, wird auf der Nordhalbkugel auch nach rechts abgelenkt, sie bewegt sich mit dem Uhrzeigersinn um das Hochdruckgebiet herum. Die Kraft, welche die Ablenkung der Luftströmungen verursacht ist eine (Schein)Kraft die aus der Rotation der Erde resultiert. Sie ist nach dem französischen Physiker Gaspard Gustave de Coriolis benannt, Corioliskraft. | |
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Es gibt auf jeder Halbkugel zwei Kreislaufsysteme, welche die Luft austauschen, das eine zwischen Äquator und 30. Breitengrad und das andere zwischen Pol und 60. Breitengrad. So erreicht aber weder die warme Luft vom Äquator die Pole noch die polare Kaltluft den Äquator. Für den Austausch zwischen 30. und 60. Breitengrad funktioniert das Kreislaufsystem nicht, da die warme Luft, die am 30. Breitengrad als Westwind von oben kommt dort nicht gleichzeitig wieder aufsteigen kann. Ebenso kann die kalte Luft von den Polen, die am 60. Breitengrad als Ostwind am Boden weht, nicht gleichzeitig von oben fallen und in Richtung Äquator strömen. Da warme Luft sich ausdehnt, also mehr Platz einnimmt als die gleiche Menge kalte Luft, reichen die Kreislaufsysteme am Äquator wesentlich höher in die Atmosphäre als diejenigen an den Polen. Die warme Luft "rollt" wie von einem Berg in Richtung der Pole und wird aufgrund der Coriolis-Ablenkung zu einem Westwind. Allerdings findet so immer noch kein Austausch von warmer und kalter Luft statt, nur der Höhenunterschied zwischen den beiden Kreisläufen wird immer größer. Also "rollt" die Luft immer schneller in Richtung der Pole und auch der Westwind wird kräftiger. |
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Man kann bei Wasser beobachten: wenn es schneller fließt, bilden sich Verwirbelungen im Wasser
und da Luft dem Wasser sehr ähnlich ist, entstehen auch im Westwind Verwirbelungen. Die
Verwirbelungen gehen mal in Richtung Pole mal in Richtung Äquator, dort nehmen sie entweder
warme oder kalte Luft mit und schaffen so die Verbindung zwischen dem 30. und 60. Breitengrad.
Obwohl diese Wirbel (Tief) ganz zufällig entstehen, ist in einigen Gebieten doch einer Häufung
zu beobachten z.B. die Islandtiefs. Wenn sich im Wasser ein Stein oder ein anderes Hindernis
befindet, entstehen dahinter Wirbel. Ebenso verhält es sich mit der Luft. Sucht man also
Hindernisse in der Westwindströmung, findet man zwei geographischen Gegebenheiten, die für
unser Wetter relevant sind: die Rocky Mountains und die Spitze von Grönland. Der Westwind kann um das Gebirge nicht herum und muss drüber hinweg wehen. Dadurch erhöht sich die Geschwindigkeit und die Wirbel entstehen. Wenn der Westwind an der Spitze von Grönland vorbei weht entsteht ein Islandtief. | |
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