In der Arbeit werden zunächst die Grundlagen der atmosphärischen Zirkulation besprochen, im Hauptteil geht es um die Passatzirkulation, Monsunzirkulation und die Walker-Zirkulation.
Die Kugelgestalt und Achsneigung der Erde in Verbindung mit der Revolution um die Sonne und die Rotation um die Erdachse bewirkt, dass die Sonne nur zwischen den beiden Wendekreisen im Zenit stehen kann. Die intensive Einstrahlung bewirkt, dass in diesem Bereich die Strahlungsbilanz positiv ist. In den mittleren Breiten und vor allem in den polaren Regionen ist die Ausstrahlung höher als die Einstrahlung, sodass dort die Strahlungsbilanz negativ ist. Dieses Ungleichgewicht in der Wärmeabstrahlung der Erdoberfläche löst Unterschiede in der Energie- und Temperaturverteilung aus, die zu Ausgleichsströmungen in der Troposphäre zwischen den Strahlungsüberschussregionen der Tropen und der kühlen Polarzone führen. Daraus resultieren mehrere erdumspannende Windzonen und Luftdruckgürtel auf beiden Hemisphären der Erde, die als atmosphärische Zirkulation bezeichnet werden.
Die Rotation der Erde bringt neben der unterschiedlichen Temperaturverteilung auch noch weitere Effekte mit sich. Würden für den Energietransport von den äquatorialen zu den polaren Regionen nur die Druckgradienten berücksichtig werden, so würden es eine einzige meridionale Ausgleichsströmung geben. Doch durch die Erddrehung entstehen nördlich und südlich des Äquators ablenkende Kräfte, sodass eine komplett meridionale Wanderung der Luftpakte verhindert wird. Deshalb kommt es zu Auf- und
Absenkungsvorgängen, die die atmosphärische Zirkulation in einige Zirkulationssysteme unterteilen lässt.
Inhaltsverzeichnis
1 Grundlagen der atmosphärische Zirkulation
2 Die Passatzirkulation
2.1 Die Entstehung der Passatzirkulation
2.2 Die Passatinversion
2.3 Die Wanderung der Passatzirkulation
3 Die Monsunzirkulation
3.1 Entstehung der Monsunzirkulation am Beispiel Indiens
3.2 Auswirkungen des Monsuns
4 Die Walker-Zirkulation
4.1 Die Entstehung der Walker-Zirkulation
4.2 Verbreitung der Walker-Zirkulation
4.3 Der El Niño Effekt
5 Zusammenfassung und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, die komplexen Mechanismen der atmosphärischen Zirkulation in den Tropen zu erläutern und deren Einfluss auf regionale Klimaphänomene sowie Niederschlagsmuster aufzuzeigen. Dabei steht insbesondere die Analyse der energetischen Ungleichgewichte und deren Ausgleichsbewegungen durch Windsysteme im Fokus der Untersuchung.
- Grundlagen der globalen atmosphärischen Zirkulation
- Mechanismen und Auswirkungen der Passatzirkulation
- Die Monsunzirkulation und deren regionale Bedeutung
- Dynamik der Walker-Zirkulation
- Klimatische Anomalien wie der El Niño Effekt
Auszug aus dem Buch
2 Die Passatzirkulation
Die Passatzirkulation ist Teil der allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre. Sie ist eine thermisch bedingte Vertikalzirkulation, die erstmals von George Hadley beschrieben wurde und deshalb auch Hadley-Zirkulation genannt wird. Als Vertikalzirkulation wird dieses Windsystem bezeichnet, da es aufsteigende und absteigende Äste im Bereich von etwa 35° Nord und 30° Süd besitzt. Thermisch induziert ist es, weil die Zirkulation von den meridionalen Temperaturgesetzen angetrieben wird (Lauer, Bendix 2006, S. 191).
Die Aufwärtsbewegung der Luftmassen bewirkt in Bodennähe die Entstehung eines Tiefdruckgebiets, die äquatoriale Tiefdruckrinne und in der Höhe bildet sich ein Hochdruckgebiet. Da die Strahlungsbilanz der Erde je nach Breite variabel ist und deshalb ein permanentes Temperaturgefälle zwischen den äquatorialen und polaren Gebieten herrscht, muss zum Ausgleich ein meridionaler Energietransport erfolgen, sodass die aufgestiegenen Luftmassen divergent polwärts nach Norden und Süden auseinanderströmen. Diese Strömung wird Antipassat bezeichnet. Unterwegs kühlen die Luftmassen wieder ab und sinken trockenadiabatisch im Bereich von 35° Nord beziehungsweise 30° Süd, wobei die Flächenkonvergenz die Abwärtsbewegung verstärkt. Dieser absinkende Ast der Zirkulation wird Urpassat genannt und bewirkt das Entstehen von Hochdruckgebieten, die global gesehen den subtropischen Hochdruckgürtel darstellen (Steiner 2003, S. 19).
Zwischen dem Druckgefälle des subtropischen Hochdruckgürtels und der äquatorialen Tiefdruckrinne bildet sich anschließend eine Ausgleichsströmung, die sogenannten Passatwinde. Bedingt durch die Corioliskraft erfolgt eine Ablenkung der Passatwinde, sodass auf der Nordhalbkugel Nordost-Passate und auf der Südhalbkugel Südost-Passate existieren (Steiner 2003, S. 19). An der äquatorialen Tiefdruckrinne konvergieren die Passatwinde beider Hemisphären, weswegen dieses Gebiet auch innertropische Konvergenzzone oder Kalmengürtel genannt wird, und die Zirkulation wird wieder mit dem aufsteigenden Ast fortgesetzt (Kuttler 2009, S. 141).
Zusammenfassung der Kapitel
1 Grundlagen der atmosphärische Zirkulation: Erläutert die Entstehung der globalen Windzonen durch solare Einstrahlung und das daraus resultierende energetische Ungleichgewicht zwischen den Tropen und den Polen.
2 Die Passatzirkulation: Beschreibt die Hadley-Zirkulation als thermisch bedingtes System, die Entstehung der Passatwinde sowie die Rolle der Passatinversion.
3 Die Monsunzirkulation: Analysiert die halbjährliche Windumkehr als Folge der Land-Meer-Verteilung und verdeutlicht dies anhand der intensiven Regenfälle in Indien.
4 Die Walker-Zirkulation: Untersucht das zonale Zirkulationssystem entlang des Äquators und diskutiert Störungen dieses Gleichgewichts durch das El Niño-Phänomen.
5 Zusammenfassung und Ausblick: Führt die verschiedenen Systeme auf ihren gemeinsamen Ursprung zurück und thematisiert Unsicherheiten bezüglich langfristiger klimatischer Veränderungen.
Schlüsselwörter
Atmosphärische Zirkulation, Passatzirkulation, Monsun, Walker-Zirkulation, Hadley-Zirkulation, El Niño, La Niña, Innertropische Konvergenzzone, Strahlungsbilanz, Klimatologie, Tiefdruckrinne, Humboldtstrom, Windsysteme, Konvektion, Luftdruckgürtel.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit behandelt die physikalischen Grundlagen und Funktionsweisen der tropischen atmosphärischen Zirkulationssysteme.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Zu den Schwerpunkten zählen die Passat-, Monsun- und Walker-Zirkulation sowie die Einflüsse von Erddrehung und Land-Meer-Verteilungen.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, die Entstehungsursachen dieser Zirkulationssysteme und deren Auswirkungen auf Niederschlagsmuster zu erklären.
Welche wissenschaftliche Methode liegt zugrunde?
Es handelt sich um eine theoretische Ausarbeitung, die auf der Analyse klimatischer Fachliteratur und meteorologischer Erklärungsmodelle basiert.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die detaillierte Beschreibung der Zirkulationsmodelle und deren regionale klimatische Folgen.
Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit?
Schlüsselbegriffe sind unter anderem Strahlungsbilanz, Passatinversion, Zenitalregen, Druckgradienten und klimatische Anomalien.
Wie unterscheidet sich der Winter- vom Sommermonsun in Indien?
Der Sommermonsun bringt durch die Erwärmung des Festlands feuchte Luftmassen vom Ozean, während der Wintermonsun trockene und kühle Luft vom Kontinent Richtung Meer transportiert.
Warum wird die Walker-Zirkulation als zonales System bezeichnet?
Weil sie primär entlang des Äquators wirkt und weniger von der Corioliskraft beeinflusst wird als die meridionalen Systeme.
Was passiert während eines El Niño Ereignisses mit der Walker-Zirkulation?
Die Passatwinde schwächen sich ab, wodurch die Zirkulation gestört wird, was zu einer Verschiebung der Niederschlagsgebiete und extremen Wetteranomalien führt.
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- Stephanie Koller (Author), 2012, Atmosphärische Zirkulation der Tropen und Subtropen. Passatzirkulation, Monsunzirkulation und die Walker-Zirkulation, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/311920
