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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:
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A w - Klimate:
Brasilien, Venezuela, Guyana, N.-
Australien, südl. Hinterindien, Teile Zentralafrikas (Angola, Zaire,
Zentralafrikanische Republik
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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.
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)
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
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