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:



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





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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