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Die planetarische Zirkulation

Die planetarische Zirkulation

Die Temperaturunterschiede zwischen Polar- und Äquatorregionen verursachen Luftzirkulationen.

Erdkunde

Schlagwörter

Zirkulation, große atmosphärische Zirkulation, Passatwind, Polarwind, Westwinde, Corioliskraft, Tropische Zone, gemäßigte Zone, kalte Klimazone, Jetstream, Zyklon, Antizyklone, planetarische Zelle, Sonnenstrahlung, Erwärmung, Atmosphäre, Erde, Troposphäre, Luftdruck, Wind, Windstille, Natur, Erdkunde

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Narration

Die Erde wird von der Sonne nicht gleichmäßig bestrahlt. In Äquatornähe wird die Luft aufgrund der intensiveren Sonneneinstrahlung stärker erwärmt, woraufhin sich die Luftdichte verringert und die Luft aufsteigt. In den oberen Luftschichten kühlt sie sich ab, ihre Dichte und ihr Druck steigen und die so entstandene Hochdruckluftmasse strömt zu den Polen. Grund dafür ist, dass sich die kalte Oberflächenluft an den Polen verdichtet und so Hochdruck vorherrscht, weshalb der Luftdruck in höher gelegenen Luftschichten gering ist. Die an den Polen angelangte Hochdruckströmung sinkt zur Oberfläche hin ab und bewegt sich dann in Richtung der Tiefdruckgebiete am Äquator. Diese ideale Luftzirkulation gäbe es aber nur, wenn unsere Erde still stehen würde.

Die Erde rotiert aber, sodass statt der beschriebenen idealen Zirkulation durch die Corioliskraft in der Troposphäre jeweils 3 Zellen auf der Nord-und Südhalbkugel entstanden: In Äquatornähe die Hardley-Zelle, in Polnähe die Polzelle. Zwischen ihnen und dem 30. und 60. Breitengrad befindet sich die Ferrel-Zelle. Die Luft strömt dank der Erdrotation nicht von Nord nach Süd, sondern weicht nach Westen ab.

Diese Abweichung entsteht durch die Corioliskraft, das heißt durch die durch die Rotation der Erde verursachte Trägheit der Luftmassen.

Die Luftzirkulation der Hardley-Zelle, auch Passatwindsystem genannt, entsteht in Äquatornähe. Die Luft erwärmt sich hier, steigt nach oben, kühlt sich dort ab, wodurch sich Niederschlag bildet, der auf die Erdoberfläche fällt und so auch die tropischen Regenwälder speist. Die Hochdruckluft bewegt sich schließlich in Richtung des nördlichen bzw. westlichen Wendekreises. In der Nähe der 25. Breitengrade sinken die Luftmassen ab und strömen dann als Niedrigdruckgebiet zum Äquator zurück. Der absinkende Teil des Passatwinds enthält keinen Niederschlag mehr, sodass dort Wüsten entstehen. Die Luftzirkulation der Hardley-Zelle ist stabil.

Die Polzelle entsteht im Gebiet um den Süd- bzw. Nordpol, wo die kalte Hochdruckluft in Richtung Äquator strömt, sich währenddessen erwärmt und dann aufsteigt, um dort wieder abzukühlen und zu einem Hochdruckgebiet zu werden. Dieses strömt zu den Polen zurück, da in diesen Gebieten der Druck der oberen Luftschicht niedriger ist.

Die Ferrel-Zelle befindet sich zwischen der Hardley- und den Polzellen. Auf ihre Funktionsweise wirkt der absinkende Passatwind, da die Luft nicht nur Richtung Äquator, sondern auch in Richtung der Pole strömt. Die Winde der Ferrel-Zelle werden auch Westwinde genannt. Sie bringen niederschlagsreiche Luft von Westen.
In der Entstehung der Ferrel-Zelle spielen Jetstreams eine große Rolle. Diese entstehen an den Grenzen der Zellen in großer Höhe und sind schnell wehende Westwinde. Jetstreams spielen eine erhebliche Rolle bei der Entstehung von Zyklonen und Antizyklonen.

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