Spezialgebiet GWK Klimatologie

Spezialgebiet GWK
Klimatologie
Themen:
1.)Klimazonen der Erde
2.)Atmosphäre
3.)Luftdruckverteilung
4.)Windsysteme
5.)Witterungsregelfälle
6) Planetarische Zirkulation
Klimazonen der Erde
(definiert durch die effektive Gliederung der Klimazonen der Erde von W.
Köppen und R. Geiger)
Charakteristik der Klimazonen
Die feucht - tropische Zone
Die tropische Zone erstreckt sich rund (10° N. und S.) um den Äquator.
Sie ist durch tägliche Gewitter (nachmittags) gekennzeichnet. Darüber
hinaus sind 2 Niederschlagsmaximen zu erkennen, man nennt sie die
Äquinoktial - Zeiten. (Äquinoktium - Zeit der Tag und Nachtgleiche. - d.h
am 20. Oder 21.3 und am 23. Oder 24. 09. Eines jeden Jahres müsste
es am meisten regnen.)
Der jährliche Niederschlag liegt bei 2000 mm. Die Vegetation ist durch
den tropischen Regenwald gegeben. Durch die Veränderungen, der
Dauer und der Intensivität des Regens, ergibt sich zu den Wendekreisen
hin, eine Veränderung der Vegetation.
Die Temperaturen liegen das ganze Jahr über 25 Grad Celsius. Es ist
das ganze Jahr feucht und schwül. (humides Klima: Niederschlagskurve
liegt über der Temperaturkurve.
Der Regenwald wird durch Brandrodung gerodet, danach kann 2 bis 3
Jahre lang Landwirtschaft betrieben werden. Anschließend ist der Boden
erschöpft. Die Fruchtbarkeit kann auch durch Beimengung von Dünger
nicht mehr hergestellt werden.
Die thermischen Jahreszeiten fehlen vollkommen, aber man spricht hier
vom sogenannten Tageszeitenklima. (Die Tropen werden daher auch als
Gebiete des Tageszeitenklimas bezeichnet, da durch die Uniformität der
Sonneneinstrahlung, das ganze Jahr hindurch gleiche
Sonneneinstrahlungsbedingungen herrschen.
Man unterscheidet Warm - und Kalttropen.
Die Abnahme der Temperatur mit der Höhe erfolgt unter isothermen
Bedingungen (!), es lassen sich also die heißen und warmen
Tieflandtropen und die kühlen bis kalten Hochgebirgstropen
unterscheiden.
Außerdem kann man den thermischen Tropen die hygrischen Tropen
entgegenstellen.
Denn die Jahreszeiten sind durch Regen und Trockenzeiten
verschiedener Länge und Intensität von ganzjähriger Humidität bis
ganzjähriger Aridität gegliedert.
Es gilt daher: Da die Regenmengen und die Dauer der Regenzeit von
den inneren Tropen zu den äußeren abnehmen lassen sich die Feucht Tropen von den Trocken - Tropen unterscheiden.
A f - Klimate:
Amazonasbecken, Kongobecken, Malaiisches Archipel
Die semiaride tropische Klimazone:
Sie schließt sich nördl. und südlich an, je weiter man sich vom Äquator
entfernt, desto mehr wird das Klima als Folge der Sonnenwanderung
jahreszeitlich beeinträchtigt.
Wenn die Sonne im Zenit steht, ist es am wärmsten (Maxima
Niederschlag und Temperatur)
Exkurs:
NWK 21.6
Äquator
21.3
SWK
21.12
23.9
A w - Klimate:
Brasilien, Venezuela, Guyana, N.- Australien, südl. Hinterindien, Teile
Zentralafrikas (Angola, Zaire, Zentralafrikanische Republik
H
T
H
Anti
passat
Passat
Nwk
Roßbreitenhoch
Swk
Äquator
Kalmenzone
Das tropische Windsystem verschiebt sich, und zwar mit einmonatiger
Verspätung auf den Zenitalstand. Die Regenzeit am nördl. WK wird im
Juli bzw. August eintreten
Der Passat wird durch die Drehung d. Erde (Corioliskraft) abgelenkt,
daher gibt es einen Nordost und einen Südostpassat.
Die Witterung ist während der langen Trockenzeit durch eine stabile
Passatströmung mit gut ausgebildeter Inversion zwischen Ober und
Grundströmung gekennzeichnet. Diese Sperrschicht verhindert Wolken
und Niederschlagsbildung
Die aride subtropische Zone:
Sie findet sich entlang der großen Wüsten (Wendekreiswüsten) - 23,5°
N/S. Bis ungefähr 30 ° N/S.
Sie ist gekennzeichnet durch absinkende Luftmassen. Hochdruckgebiete
sind gekennzeichnet durch absinkende Luftmassen (Antipassat) und
sporadischen Niederschlag (Roßbreitenhoch)
Man nennt diese Zonen auch die Sudan oder Sahel Zone. Sie ist wie die
Sahara oft wolkenfrei, mit nur wenigen Ausnahmen.
Die Entstehungsursachen für Wüsten sind:
a) Durch Winde : Passat, Monsun.
b) Durch Gebirgsumrahmung
c) Durch Meerferne. Je weiter das Meer entfernt ist, desto trockener ist
das Gebiet.
d) Kalte Meeresströmungen
Die Wüste ist durch starke Temperaturwechsel zwischen Tag und Nacht
gekennzeichnet. Die jährliche Verdunstung ist größer als der
Niederschlag.(Aridität).
Es gibt auch Wüsten die über Jahreszeiten verfügen.(die kalten Wüsten
Asiens).
Man unterscheidet zwischen Sand, Fels und Kieswüsten. Liegen die
Tropen und Wüsten benachbart so entsteht folgender Vegetationsablauf:
a)Wüste
b) Halbwüste
c) Steppe
d) Savanne
e) Tropischer Regenwald
B W h - Klimate:
Sahara, Arab. Wüste, Austral. Wüste, Namib, Atacama (Südamerika)
Die semiaride subtropische Zone:
Die Subtropen gibt es zwischen dem 30. und dem 40.Breitengrad, sie
liegen zwischen heißer und gemäßigter Zone.Es gibt jahreszeitlich große
Unterschiede zwischen Sommer und Winter. Im Sommer nehmen sie
Teil am Passat - Regime, werden aber im Winter von der Westwinddrift
erfaßt. Tiefdruckgebiete sorgen für Niederschlag
Gebiete die in dieser Zone liegen, faßt man unter dem Begriff
Mittelmeertyp zusammen. Es gibt mindestens zwei Ausprägungsformen:
a) Westseitenklima: An den Westseiten der Kontinente (Kalifornien,
Mittelmeerraum, Südafrika.....
Sie stehen im sommer stark unter dem Einfluß der subtropischen
Antizyklonen. Im Winterhalbjahr dominiert die Mittelbreiten Westwinddrift und verursacht winterliche Niederschläge.
(Roßbreitenhoch zw. 30. und 40. Breitengrad)
(C s a oder C s b Klimate)
Kalifornien, Mittelmeerraum)
b) Ostseitenklima
Die subtropische Antizyklone verliert ihre wirkung zugunsten der des
Einflusses der permanenten Höhentröge auf den Westseiten der
Ozeane, mit sommerlichen Regen und einer winterlichen Trockenzeit,
die jedoch unmittelbar an der Küste durch auflandige Winde und
außertropischen Kaltluftströmen häufig von NIEDERSCHLÄGEN
unterbrochen ist. Es ergibt sich daher eine regelmäßige verteilung der
Niederschläge über das gesamte Jahr.
(C f a Klimate) Ostchina und Südwesten der U.S.A.
Gemäßigte Zone:
Das Charakteristikum ist die Ausbildung zentraler Großwirbel (Island Tief
und Aleuten - Tief), aus denen sich ständig wandernde Zyklonen
abspalten, die polare bzw. Arktische Luft äquatorwärts, tropische und
subtropische Luft aber zu den Polen transportieren.
In dieser Westdrift sind auch Hochdruckzellen eingelagert, die meistens
kürzer, aber wenn sie länger halten, an einem Ort Strahlungswetterlagen
auslösen können. Den Austausch von polarer und tropischer Luft werden
durch die Rossby - Wellen gesteuert.
Großteil der U.S.A.
Der Einfluß der absinkenden trockenen Luft, wird fast gänzlich durch das
System der Westwinde und verschiedene Luftdruckgebiete ersetzt.
a) Ozeanisches Klima: Kühle Sommer, milde Winter. Niederschläge
während des ganzen Jahres. Dieses Klima gibt es in Irland, England,
Westfrankreich
b) Kontinentales Klima:
Kalte Winter. Heiße trockene Sommer. Wenig Niederschlag. Der
dominierende Wind ist der Westwind d.h. Tiefdruckgebiete die über den
Atlantik entstehen werden dadurch nach Europa gebracht.
C f b - Klimate
Aride Steppengebiete:
Durch Meerferne entstehen Trockengebiete, auch durch
Gebirgsabschirmung, Jahresschwankung der Temperatur kann bis zu
40° oder 50° betragen.
B W K - Klimate - Wüsten
B S K - Klinate - Steppen
Boreale Klimazone:
wird auch als Taiga bezeichnet. Der Dauerfrostboden ist der Boden der
immer gefroren ist . Strenger Winter mit tiefen Temperaturen und viel
Schnee. Nur mehr Nadelwälder möglich. Bereich des Dauerfrostbodens
(bis 700 m tief) gefroren. Im Sommer erfolgt ein Auftauen der oberen
Bodenschicht => Sümpfe,Mückenplage, Pfahlbauweise der Häuser.
Diese Zone findet sich nur auf der Nordhalbkugel, Es gibt kühle feuchte
Sommer aber Winter sehr streng.
D - Klimate
Kanada, Skandinavien, Rußland, Sibirien
Polare Klimazone:
Jenseits des PolarkreisesZone des ewigen Eises. Der Übergang
zwischen Taiga und Zone des ewigen Eises wird als Tundra bezeichnet.
In dieser Vegetationszone ist das Aufkommen von Sträuchern und
Zwergbäumen möglich, Großteils wachsen aber hier nur noch Flechten
und Moose.
Es gibt aufgrund des polaren Hochdruckgebiets nur mehr geringen
Niederschlag (Polartag, Polarnacht)
Def:
Atmosphäre
Die Atmosphäre ist die an der Rotation der Erde teilnehmende Lufthülle
der Erde.
Griechisch: atmos = Dunst, sphaira = Kugel
Obwohl die innere Atmosphäre bis in eine Höhe von 400 km einen
stockwerkartigen Aufbau aufweist, sind für die Klimatologie nur die
untersten Schichten (bis in eine Höhe von 20 - 30 km) von Bedeutung.
Zusammensetzung:
Die Atmosphäre besteht aus einem physikalischen Gemisch
verschiedener gasförmiger Elemente.
Die Hauptbestandteile:
75, 53 Gewichts - % Stickstoff
(N2) (78,08 Volums - %)
23,14 Gewichts - % Sauerstoff
(O2) (20,95 Volums - %)
1,28 Gewichts - % Argon
(Ar) (0,93 Volums - %)
0,05 Gewichts - % Kohlendioxid (CO2) (0,03 Volums - %)
Außerdem sind in Spuren von Tausendstel und Miliardstel eine Reihe
von Edelgasen, wie Neon (Ne), Helium (He), Krypton (Kr) und Xenon
(X), sowie Ozon (O3) und Wasserstoff (H2) vorhanden.
Die letztgenannten variieren zeitlich und örtlich.
Wasserdampf spielt eine wichtige Rolle bei den hygrischen und
thermischen Prozessen. Es gelangt durch Verdunstung in die
Atmosphäre durch Verdunstung an Wasseroberflächen oder durch
Transpiration an den Pflanzen.
Sein Anteil beträgt im Sommer 1,3% (Mittelbreiten), sinkt aber im Winter
auf 0,3% oder auf 0% ab.
Dagegen steigt er in den Tropen bis auf 4%.
Das Kohlendioxid ist für den Energiehaushalt sehr wichtig.
Unter Einwirkung von Sonnenstrahlung werden durch das Kohlendioxid
Assimilation und Photosynthese in Gang gehalten.
Auch seine Konzentration schwankt in Abhängigkeit von den
Jahreszeiten und daher natürlich auch von der Photosynthese.
Der Wert beträgt für die letzten 50 Jahre 15 % des nat. Anteils von
0,03%.
Der Kohlendioxid Wert liegt bei Interglazialen höher als bei Glazialen.
Ozon findet sich in einer Höhe von 15 - 35 km und hat dort eine Funktion
als Strahlenschutz. Es absorbiert den ultravioletten Anteil des Spektrums
der Sonne zwischen 0,29 und 0,32 µm.
Ohne diesen Ozonfilter wäre irdisches Leben nicht möglich.
Sein Gehalt ist über dem Äquator niedriger als in polaren Breiten ,
besonders im Frühjahr.
Aerosole - Staub, Rauch, Dampf, Salze, Mikroorganismen (Sporen
Bakterien), sind kleinste Partikel.
Sie gelangen künstlich und nat. in die Atmosphäre.
Sie kommen aus den Trockengebieten der Erde oder aus der Industrie
Sie spielen bei atmosphärischen Prozessen und beim Durchgang der
Strahlung durch die Atmosphäre eine Rolle.
Der Sauerstoffanteil ist in der Atmosphäre relativ konstant.
Es wird zwar viel Sauerstoff erzeugt, aber dennoch zum Beispiel beim
Verbrennen oder beim Einatmen wieder gebunden.
Die Gesamtmasse der Atmosphäre beträgt ca. 5* 1015t
Das ist aber nur rund ein Millionstel der Masse des Gesamtsystems Erde
und Atmosphäre.
95% der Atmosphäre liegen unterhalb von 50 km Höhe.
Vertikaler Aufbau:
Die innere Atmosphäre geht bis in eine Höhe von 400 km, und unterteilt
sich in die Schichten:
Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre(Ionosphäre),
und Exosphäre
Troposphäre (8 - 17) km, je nach geographischer Breite -----warum?
Erwärmung im Äquatorbereich bewirkt, dass sich die Atmosphäre nach
oben ausdehnt.
Für die Klimatologie sind die Troposphäre und die Stratosphäre wichtig.
Troposphäre:
Abnahme der Temperatur mit der Höhe. (Größe der
Temperaturabnahme =geometrischer Temperaturgradient). Durchschnitt
zwischen 0,5°C und 0,6°C/100m. An der Obergrenze der Troposphäre
haben die Temperaturen Werte von -50°C (Pol) und -90°C (Äquator)
Die Troposphäre läßt sich unterteilen:
Die Bodenschicht:
Bis in eine Höhe von 2m. Hier wird ein Großteil der Strahlung in Wärme
umgesetzt.
Die Peplosphäre:
Bis in eine Höhe von 1.500 - 2.500 m. Wird nach oben durch die
Peplopause begrenzt.
In diesem Bereich spielen sich die intensivsten Witterungserscheinungen
ab. Die Peplopause ist häufig Anlaß für Verunreinigungen der
bodennnahen Luft - besonders über Beckenlagen und in
Industrieregionen (Inversion).
Die Tropopause:
Übergangsschicht zwischen Tropos - und Stratosphäre. - ist gleichfalls
eine weltweite Inversionsschicht. Witterungsvorgänge variieren ihre
Höhenlage.
Sie wölbt sich - über den Erdball in einer Höhe zwischen 7 - 8 km über
den Polarkappen und 16 - 18 km über dem Äquator.
Die Stratosphäre:
Über den Polarkappen beträgt die Stratosphärentemeratur - 45°C.
--------”--- Tropengebieten ------------------”----------------------- - 80°C
Grund: Die Troposphäre kühlt über den Räumen unterschiedlich ab.
Von der Stratopause weg in der Höhe wo die Ozon Konzentration die
Strahlung absorbiert - Temperaturzunahme auf 0°C
In 100 km Höhe geht sie aber wieder auf -80°C zurück. Von da ab nimmt
die Temperatur wieder ständig zu.
Vom Wetter zum Klima
Ein Tiefdruckgebiet beginnt sich auf Grund warmer und kalter Luft
gegen den Uhrzeigersinn zu drehen, bis sich beide ausgeglichen haben.
In der Drehbewegung entsteht eine Linie kalter Luft (Kaltfront) und einer
Linie warmer Luft (Warmfront). an beiden Fronten entsteht Niederschlag,
dazwischen befinden sich Gebiete mit Warm- bzw. Kaltluft, wo es keinen
Niederschlag gibt. Ein Tiefdruckgebiet lebt ca. 5 - 7 Tage, danach sind
kalte und warme Luft verschmolzen (okkludiert)
Hochdruckgebiete entstehen bevorzugt an Wendekreisen.
Tiefdruckgebiete dort, wo warme und kalte Luft zusammengeführt wird.
Hier entstehen Tiefdruckgebiete: Am Kalifornischen Strom, am
Äquatorialstrom dem Golfstrom, Ojaschio und Kuroschio.
Entstehung von Hoch und Tiefdruckgebieten
Diese Druckgebilde entstehen hauptsächlich durch die Strahlströmung
(Jetstreams - Geschwindigkeiten von 100 - 360 km/h, wirkt sich
jahreszeitlich wechselnd zwischen 30° und 65° als allgemeine
Westwinddrift bis auf die Oberfläche aus)
denn sie mäandriert und bildet Wirbel, die Zyklonen und Antizyklonen.
Außerdem führt eine Beschleunigung der Strömung zu einer
Luftmassenverlagerung nach links, eine Bremsung zu einer nach rechts
(zumindest auf der Nordhalbkugel), mit der jeweiligen Bildung von
hohem und tiefem Druck am Boden, wodurch ebenfalls Zyklonen und
antizyklonen entstehen können.
Die Zyklonen scheren als wandernde Zyklonen auf Grund der
Corioliskraft zum Pol hin aus (je näher zum Pol, desto stärker ist die
Corioliskraft, daher sind Zyklonen eher im polwärtigen Teil der
Westwindzone zu finden.
Bei den Antizyklonen mit ihren nach rechts drehenden Winden wirkt die
Corioliskraft in entgegengesetzter Richtung verstärkend, so dass sie
äquatorwärts ausscheren.
Luftdruck - Die planetarische Zirkulation
Die planetarische Zirkulation resultiert aus den unterschiedlichen
Wärmeverhältnissen auf der Erde und der sich daraus ergebenden
Luftdruckunterschiede.
Es gibt markante breitenparallel angeordnete Luftdruckzonen:
1.) Die äquatoriale Tiefdruckrinne
2.) der subtropische Hochdruckgürtel
3.) der subpolare Tiefdruckgürtel
4.) die polaren Hochdruckgebiete
Die äquatoriale Tiefdruckrinne wird gegen die Pole vom Roßbreitenhoch
begrenzt.(hoher Luftdruck)
Das Roßbreitenhoch pendelt, bedingt durch den asiatischen Raum
zwischen dem 30 - und dem 50.igsten Breitengrad.
Anschließend gibt es eine Zone extremen Windes und Tiefdruckgebieten
- außertropische Westdriftzone.
Auf der Südhalbkugel Zone starker Winde
40° - roaring fourties
50° - furious fifties
60° - shrieking sixties
Hier liegt der Luftdruck sehr niedrig 990 hPa
Nordhalbkugel:
Weiter im Norden schließt sich die subarktische und die subantarktische
Tiefdruckrinne mit ausgeprägten Zentren niedrigen Barometerstandes.
Islandtief und Aleutentief.
→Sturmtiefs entwickeln sich hier.
Auf der Südhalbkugel wehen Winde mit orkanartiger Geschwindigkeit
von S od. SE. Über der Antarktis ist hoher Bodenluftdruck ausgebildet.
Die Ursache für die wesentlich größeren Luftdruckunterschiede auf
der Südhalbkugel liegt in der Reibung. - Landmasse
Der Kreislauf der athmosphärischen Zirkulation bewegt sich nicht
zwischen den warmen Tropen und den Polarregionen indem in der Höhe
zu den Polen die Luft abfließt und von den Polen zum Äquator
zurückkehrt.
Sie wird modifiziert durch die erdmechanischen Bedingungen, z.B.: die
unterschiedliche Erwärmung der Erdoberfläche und den
darüberliegenden Luftschichten, sowie die unterschiedliche Verteilung
von Land und Wasser. Ablenkend wirkt die Erdrotation, sowie die
Reibung an unterschiedlichen Materialien der Oberfläche.
Man kann diese modifizierenden Kräfte berechnen.
Überall auf der Erde, wo es Luftdruckunterscheide gibt, haben die
Teilchen das Bestreben Gegensätze auszugleichen. Es wirken
verschiedene Parameter ein.
1.) Die Gradient Kraft
Die Gradientkraft setzt ein, sobald ein Luftdruckgefälle entsteht. Sie
bewegt dei Luft vom höheren zum tieferen Druck senkrecht zum Verlauf
der ISOBAREN.
2.) Coriolis Kraft, die ablenkende Kraft der Erdrotation
Durch die Rotation der Erde wirkt die ablenkende Kraft der Erde als
“Scheinkraft” auf jedes Luftteilchen ein, dass sich auf der rotierenden
Erde bewegt. Sie zwingt die Teilchen oberhalb der Peplopause
senkrecht zum Druckgefälle und parallel zu den Isobaren zu wehen.
Der Wind wird als Gradientwind bez. da er dem Luftdruckgradienten
entspricht und mit der Coriolis Kraft und der Fliehkraft im Gleichgewicht
steht.
Die Coriolis Beschleunigung wirkt durch due Erdrotation bedingt auf der
Nordhalbkugel als Rechtsablenkung und auf der Südhalbkugel als
Linksablenkung.
Die Coriolis Beschleunigung nimmt mit der geographischen Breite zu gegen den Äquator gegen Null.
Je größer die Gradientkraft, desto größer auch die Coriolis Kraft.
In den mittleren Breiten ändert sich die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Erde, pro Breitengrad um 20 km/h.
Wird ein Teichen also um vier Breitengrade verschoben, so ändert sich
ihre Geschwindigkeit um 100 km/h.
isobarenparallel wehender Wind →geostrophisch
von einem Höhenhoch zu einem Höhentief →zyklostrophisch
Die Fliehkraft bewirkt eine Beschleunigung senkrecht zur
Bewegungsrichtung, wirkt am Äquator am stärksten (g ist dort am
größten) g ist ebenso wichtig bei der Rotation der Luftmasse rund um
Hoch und Tief.
Hoch. Zentrifugalkraft und Coriolis Kraft entgegengesetzt.
Tief: gleichsinnig.
Die Reibungskraft bremst die bodennahe Luftbewegung und wirkt
zugunsten der Gradientkraft.
Der Luftmassenausgleich geschieht auf der Nordhalbkugel am Boden
mit einer mit dem Uhrzeigersinn gerichteten Schraubenbewegung aus
dem Hoch heraus und gegen den Uhrzeigersinn in das Tief hinein.
Je größer die Reibung desto steiler der Wind vom Hoch zum Tief., je
ausgeglichener das Gelände , desto stärker der Wind. In der freien
Atmosphäre weht der Wind isobarenparallel, Einströmungswinkel 0°
auf dem Land 30 - 45°
Stärkere Stürme auf dem Meer (5 - 20°)
In großer Höhe Jet Streams - 600 km/h (geostrophischer Wind)
Die Stärke eines geostrophischen Windes ist davon abhängig, wie groß
der Abstand der isobaren ist. Je kleiner der Abstand desto größer die
Geschwindigkeit.
Wenn dauernd so ein Wind weht könnte es keine
Witterungsveränderungen geben.
Erklärung:
Coriolis Kraft und Gradient Kraft treten mit geringer Verzögerung wegen
des Trägheitsmoments in der Luftströmung auf.
Daher kommt es zu den sogenannten ageostrophischen
KOMPONENTEN.
Sie treten vor allem in der bodennnahen Luftschicht auf. Sie führen
wiederum zu den KONVERGENZEN UND DIVERGENZEN im
Strömungsverhalten.
Konvergenz:
Massenzuwachs in einem Luftvolumen, da mehr Masse ein als
ausströmt. Sie führt am Boden zu Hebungsvorgängen in der Atmosphäre
und zu einer Divergenz in der Höhe , wo dann mehr Masse aus als
einströmt.
Divergenz:
Umgekehrt führt die Divergenz am Boden zu Absinkvorgängen und
Konvergenz in der Höhe.
Vorticity:
Wichtig für den Transport von Energie in den Luftströmungen ist die
Wirbelgröße auch Vorticity genannt.
Maß für die Drehbewegungen eines Luftteilchens um eine vertikale
Achse - wie in einer Zyklone.
η)
Die absolute Vorticity (η
Drehbewegung die ein Teilchen mit der rotierenden Erde ausführt.
Mit abnhemender geographischer Breite wird diese Kraft geringer
Am Äquator ist diese Kraft gleich Null, da dort die Drehachse der
Erdrotation senkrecht auf der Drehachse des Luftteilchens steht.
Als relative Vorticity (ζ
ζ) bezeichnet man das Maß der Drehbewegung
eines Luftteilchens um seine vertikale Achse bezogen zur Erdoberfläche.
Die relative Vorticity ist im Grunde ein Teil der absoluten, denn sie
umfaßt die Bewegung des Luftteilchens relativ zur Erdoberfläche und
führt eine Drehbewegung mit der rotierenden Erde zusammen aus.
Der Drehimpuls (Vorticity):
Gegenspieler zur Corioliskraft:
Bei Beschleunigung der Coriolis Kraft nimmt die Vorticity ab, bei
Verminderung zu.
Bei antizyklonaler Kurve - einer Strahlstromwelle ist die Coriolis
Beschleunigung größer als die relative Vorticity, bei zyklonaler Kurve
kleiner.
Konsequenz:
Bei Massenverlagerung Richtung Äquator (Zunahme relativer
Vorticity) werden Hochdruckgebiete am Boden unterstützt, gegen
den Pol hin (Corioliskraft nimmt zu) Stützung von Tiefdruck am
Boden.
Formel für den Zusammenhang von absoluter und relativer Vorticity,
sowie der Corioliskraft:
η
=
ζ
+
f
=
const
Windsysteme
Der Föhn
Def:
Der Föhn ist ein Fallwind, der auf der Lee Seite aller größerer Gebirge
vorkommt, wo der zunächst gegen das Gebirge gerichtete Wind, der
nachdem er den Paß bzw. die Kammhöhe überschritten hat, in die
Niederungen einfällt. Dort hat er wegen seiner Eigenschaften Einfluß auf
den Raum und das Befinden der Menschen.
Charakteristikum:
Die Luft erwärmt sich um 1°C pro 100 m beim Absteigen in die
Niederungen. (LEESEITE)
Auf der Luvseite kühlt sich die Luft beim Aufsteigen nur solange um 1°C
ab, wie keine Kondensation und damit keine Freisetzung von Wärme
erfolgt. Setzt dies ein, beträgt die Abkühlung nur noch 0,5 - 0,6°C.
(feuchtadiabatisch)
Beispiel:
10°C warme Luft strömt gegen die Alpen. Kommt nach einem Aufstieg in
3600 m mit - 10°C an (400 m - 6°C)
Auf der Strecke erfolgte eine Abkühlung von 0,5°C pro 100 m.
Der Abstieg auf eine Höhe von 400 m erwärmt sich die selbe Luft um 27°
C. und weist am eine Temperatur von 19,5°C auf.
Beim Aufsteigen an der Luv Seite bilden sich Wolken welche sich
aber beim Absteigen fast sofort auflösen.
→sichtbar als Föhnmauer!
Der Feuchtigkeitsgehalt ändert sich:
400 m →6g/m3 bei 6°C
3.600 m→ 2,4 g/m3 bei - 10°C
Der Föhn als Süd - Föhn erreicht das nördl. Alpenvorland deshalb als so
warmer Wind, weil die hohen temperaturen im Mittelmeergebiet auf das
kühlere Luftmilieu treffen und so die trockenadiabatische Erwärmung
vorwiegend mit hohen Wärmegraden zur Geltung kommt.
Häufiger als der Süd - Föhn auf der Alpen - Nordseite entwickelt sich der
Nord - Föhn auf der Alpen Südseite. Er zeichnet sich aber nur mehr
durch extreme Trockenheit aus als durch Wärme. → Tedesco
Mit dem Föhn sind verwandt:
Kalte Fallwinde:
Es strömt kalte Luft gegen das Gebirge aber die Erwärmung (auch auf
höheren Fallstrecken) reicht nicht aus um wärmere Grade am
Ankunftsort zu erreichen.
BORA: An der dalmatinischen Küste → verbunden mit einer Mittelmeer Zyklone die Kaltluft aus dem nordalpinen Bereich ansaugt.
Chinook: Fallwind in den Rocky Mountains (sehr häufig)
Tehuantepecer: Tritt im gleichnamigen Golf auf.
in Verbindung mit Northers (Norte)
Northers:
Bei schwacher Ausbildung der subtropischen Antizyklonen über dem
Südatlantik und der Karibik greift das zyklonale Wettergeschehen
zuweilen auf auf die subtropischen Golfküstenbereiche und die Halbinsel
Florida. Diese Kältewellen treten im Winter mehrfach auf die Karibik über
und sind außerdem als Kaltlufteinbrüche noch in Mittelamerika wirksam
(Cold waves bzw. NORTHERS)
Mistral und Schirokko.
Der Mistral ist ein komplexer Fallwind, der vom Massif Central in die
Niederungen des unteren Rhône - Tales mit großer Gewalt stürzt.
Zuweilen auch die Küsten der Riviera erreicht. Er erzeugt zuweilen
große Temperaturstürze und Schäden an den mediterannen Kulturen.
Kaltluft von Norden drängt gegen die Alpen. Auf der Alpen Südseite
steigt Warmluft auf und verursacht Steigungsregen. Durch das
Zusammentreffen entsteht über den Alpen ein Höhenhoch mit einer
Ansammlung von potentieller Energie. Das Massendefizit auf der Alpen Südseite wird ausgeglichen durch eine intensive Strömung im Rhône Tal, meist verbunden mit dem Mistral oder auch boraartigen Winden
Diese Luftmassen werden um das Genua - Tief herum als Kaltfront
gegen Osten gesteuert (bis in die Riviera), während vor der
Kaltfront aus Südwesten warme Luft als SCHIROKKO nach Norden
drängt.
Der Schirokko ist an wandernde Zyklonen gebunden, die die heiße Luft
aus der Sahara ins Mittelmeergebiet saugen. Beim Überwehen des
Mittelmeeres kann sich die heiße Wüstenluft mit Wasser sättigen, so
dass der Schirokko für die Mittelmeerländer ein Regenbringer ist.
Bora:
Sie kommt vor allem an der dalmatinischen Küste vor und ist meist mit
einer Mittelmeer - Zyklone verbunden, die die Kaltluft aus dem
nordalpinen Raum anzieht. (meist im Spätsommer und Herbst)
Tornado:
Er strömt entlang der SW - Strömungsachse nach Nordosten durch
Amerika.
Tornados bilden sich dann, wenn aus dem Pazifischen Hochdruckgebiet
Luftmassen als Fallwinde über den Ostrand der Rocky Mountains ins
Tiefland gesteuert werden. Kollidieren diese mit den feuchten
Südwinden, so entstehen Tornados.
Hurricane und Taifun:
Auf der Nordhemisphäre unterscheidet man drei große tropisch subtropische Zyklonengebiete. (Hurricane - West Indien einschließlich
des östlichen Pazifik)
((Zyklonen, im Indischen Ozean und besonders im Bereich des Golfs
von Bengalen)
(Philipinen, China See und Japanisches Meer - Taifune)
Entstehen im ITC - aber erst ab 4° N/S - wegen Mitwirkung der Coriolis
Kraft. Konvergenz am Boden, aber stärkere Divergenz in der Höhe,
damit die Luft abfließen kann. (Tröge im Subtropen bzw. im Polarfront JET schaffen diese Vorraussetzungen; Wassertemperatur 27°C)
Sie bleiben aber nur über den Ozeanen stabil, sowie sie aufs Land
kommen, verhindert die Reibung die kontinuierliche Zufuhr von latenter
Wärme, es wird instabil, Hebung der Luft und Regenfälle - danach bricht
der Wirbel zusammen.
Extrem niedriger Luftdruck 890 hPa - im Auge der Hurricans
(Große Winde - Westwinde Ostwinde im Heft)
Witterungsregelfälle
Es gibt immer wiederkehrende Wetterlagen, die mit unterschiedlicher
Präzision eintreffen, sie sind an Zyklonen oder Antizyklonen gebunden.
Im Jahr gesehen:
- um den 20. Jänner. Ausgeprägtes Hochdruckgebiet mit
Rekordtiefstwerten. Durch ein Hoch im Osten, das sich ausdehnt, damit
sind antizyklonale Kälteausbrüche verbunden. (Mitte Jänner bis Mitte
Februar)
- Vorfrühling Mitte März (13. - 22. März) mildes Hochdruckwetter,
kräftige Tageserwärmung, Abkühlung in der Nacht.
- Winterrückfall Mitte April →Aprilwetter
An der Rückseite von Tiedruckgebieten jommt es zum Einfall von kalter
Luft
- Eisheilige (12., 13., 14., 15., Mai) kalte Witterung durch Hochdruck
“Nasse Sophie” - Frostabschwächung
Schafskälte - Anfang Juni bis Mitte Juli: Der kontinent ist bereits stark
erwärmt, Tiefdruck, kalte feuchte Luftmassen aus NW.
Hundstage: sehr heiß, länger dauernde Hitzeperiode im Juli und August
Druckverhältnisse einfach: Ein Hoch mit einem Strahlungsmax. keine
Abkühlung durch Wolken.
- Altweibersommer: Niederschlags - Maximum, Luftdruckmax.
Ende Sept. “Indian Summer”
Nebeldecken in Ebenen, Frost
seit 1830 erst zunehmende Erscheinung, vorher “KLEINE EISZEIT”
- Weihnachtsdepression: Tiefdruckgebiet seit 1900 dominierend, ist aber
an das Westwetter, d.h. milde Temperaturen, Regen.
Global:
Monsun:
Monsun Typ: Zur Zeit des Monsuns wird die Temperaturkurve
merklich gedrückt. Sie steigt aber in der Zeit stärkster Erwärmung (kurz
vor dem Monsun und seiner Regenzeit auf ein markantes Maximum
(Mai), mit dem ein schwächeres nach Aufhören des Regens
korrespondiert.
(Oktober/November). Temperaturminimum in der Wintersonnenwende.
In der Monsunströmung bildet sich eine geschlossene zyklonale
Strömung aus, wenn auch ohne Beteiligung wirklicher Fronten.
Sie ziehen vom Golf von Bengalen Richtung Norden( spezielle Monsun
Deppressionen). Sie we4rden gefolgt von ausgedehnten
Schlechtwettergebieten mit orkanartigen Stürmen und reichlich
Niederschlag. Sie werden von den Westwinden beeinflußt. Ziehen sie
nach Norden kann es dann über dem Plateau von Dekkan zu
sogenannten Monsun - Pausen kommen.
Im Flachland fällt der meiste Regen. Der Wassergehalt der Monsunluft
ist sehr groß.
Cherrapunje - 12.000 mm von März - Oktober In diesem Bereich fallen
zwischen März und Oktober 98% der Regenfälle.
Verwendete Literatur:
Wilhelm Lauer, Klimatologie. Das Geographische Seminar, Westermann
Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig 1993
2. überarbeitete Auflage 1995
W. Weischet, Einführung in die allgemeine Klimatologie. Teubner
Studienbücher, B.G. Teubner, Stuttgart 1988
4. überarbeitete und aktualisierte Auflage 1988
Westermann Kartographie, Diercke Weltatlas, Westermann
Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig 1988,
4. aktualisierte Auflage 1996
Westermann Schulbuchverlag, Praxis Geographie
November 1992
November 1990
Juni 1989
November 1991
Physische Geograhie, Harms Geographie. List Verlag.
Prof. Dr. Julius Wagner, 7. Auflage, München 1976