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¬į N. und S.) um den √Ąquator. Sie ist durch t√§gliche Gewitter (nachmittags) gekennzeichnet. Dar√ľber hinaus sind 2 Niederschlagsmaximen zu erkennen, man nennt sie die √Ąquinoktial - Zeiten. (√Ąquinoktium - Zeit der Tag und Nachtgleiche. - d.h am 20. Oder 21.3 und am 23. Oder 24. 09. Eines jeden Jahres m√ľsste 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 √ľber 25 Grad Celsius. Es ist das ganze Jahr feucht und schw√ľl. (humides Klima: Niederschlagskurve liegt √ľber der Temperaturkurve.

Der Regenwald wird durch Brandrodung gerodet, danach kann 2 bis 3 Jahre lang Landwirtschaft betrieben werden. Anschlie√üend ist der Boden ersch√∂pft. Die Fruchtbarkeit kann auch durch Beimengung von D√ľnger 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 H√∂he erfolgt unter isothermen Bedingungen (!), es lassen sich also die hei√üen und warmen Tieflandtropen und die k√ľhlen 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 schlie√üt sich n√∂rdl. und s√ľdlich an, je weiter man sich vom √Ąquator entfernt, desto mehr wird das Klima als Folge der Sonnenwanderung jahreszeitlich beeintr√§chtigt.

Wenn die Sonne im Zenit steht, ist es am wärmsten (Maxima Niederschlag und Temperatur)

Exkurs:

A w - Klimate:

Brasilien, Venezuela, Guyana, N.- Australien, s√ľdl. 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 S√ľdostpassat.

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 gro√üen W√ľsten (Wendekreisw√ľsten) - 23,5¬į N/S. Bis ungef√§hr 30 ¬į 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 f√ľr W√ľsten 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 W√ľste ist durch starke Temperaturwechsel zwischen Tag und Nacht gekennzeichnet. Die j√§hrliche Verdunstung ist gr√∂√üer als der Niederschlag.(Aridit√§t).

Es gibt auch W√ľsten die √ľber Jahreszeiten verf√ľgen.(die kalten W√ľsten Asiens).

Man unterscheidet zwischen Sand, Fels und Kiesw√ľsten. Liegen die Tropen und W√ľsten benachbart so entsteht folgender Vegetationsablauf:

a)W√ľste

b) Halbw√ľste

c) Steppe

d) Savanne

e) Tropischer Regenwald

B W h - Klimate:

Sahara, Arab. W√ľste, Austral. W√ľste, Namib, Atacama (S√ľdamerika)

Die semiaride subtropische Zone:

Die Subtropen gibt es zwischen dem 30. und dem 40.Breitengrad, sie liegen zwischen hei√üer und gem√§√üigter Zone.Es gibt jahreszeitlich gro√üe Unterschiede zwischen Sommer und Winter. Im Sommer nehmen sie Teil am Passat - Regime, werden aber im Winter von der Westwinddrift erfa√üt. Tiefdruckgebiete sorgen f√ľr 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, S√ľdafrika.....

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 H√∂hentr√∂ge auf den Westseiten der Ozeane, mit sommerlichen Regen und einer winterlichen Trockenzeit, die jedoch unmittelbar an der K√ľste durch auflandige Winde und au√üertropischen Kaltluftstr√∂men h√§ufig von NIEDERSCHL√ĄGEN unterbrochen ist. Es ergibt sich daher eine regelm√§√üige verteilung der Niederschl√§ge √ľber das gesamte Jahr.

(C f a Klimate) Ostchina und S√ľdwesten 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 k√ľrzer, aber wenn sie l√§nger halten, an einem Ort Strahlungswetterlagen ausl√∂sen k√∂nnen. 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: K√ľhle Sommer, milde Winter. Niederschl√§ge w√§hrend des ganzen Jahres. Dieses Klima gibt es in Irland, England, Westfrankreich

b) Kontinentales Klima:

Kalte Winter. Hei√üe trockene Sommer. Wenig Niederschlag. Der dominierende Wind ist der Westwind d.h. Tiefdruckgebiete die √ľber 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¬į oder 50¬į betragen.

B W K - Klimate - W√ľsten

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 Nadelw√§lder m√∂glich. Bereich des Dauerfrostbodens (bis 700 m tief) gefroren. Im Sommer erfolgt ein Auftauen der oberen Bodenschicht => S√ľmpfe,M√ľckenplage, Pfahlbauweise der H√§user.

Diese Zone findet sich nur auf der Nordhalbkugel, Es gibt k√ľhle 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 Atmosph√§re ist die an der Rotation der Erde teilnehmende Lufth√ľlle der Erde.

Griechisch: atmos = Dunst, sphaira = Kugel

Obwohl die innere Atmosph√§re bis in eine H√∂he von 400 km einen stockwerkartigen Aufbau aufweist, sind f√ľr die Klimatologie nur die untersten Schichten (bis in eine H√∂he 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 f√ľr den Energiehaushalt sehr wichtig.

Unter Einwirkung von Sonnenstrahlung werden durch das Kohlendioxid Assimilation und Photosynthese in Gang gehalten.

Auch seine Konzentration schwankt in Abh√§ngigkeit von den Jahreszeiten und daher nat√ľrlich auch von der Photosynthese.

Der Wert betr√§gt f√ľr 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 H√∂he 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 √ľber dem √Ąquator niedriger als in polaren Breiten, besonders im Fr√ľhjahr.

Aerosole - Staub, Rauch, Dampf, Salze, Mikroorganismen (Sporen Bakterien), sind kleinste Partikel.

Sie gelangen k√ľnstlich und nat. in die Atmosph√§re.

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?

Erw√§rmung im √Ąquatorbereich bewirkt, dass sich die Atmosph√§re nach oben ausdehnt.

F√ľr die Klimatologie sind die Troposph√§re und die Stratosph√§re wichtig.

Troposphäre:

Abnahme der Temperatur mit der H√∂he. (Gr√∂√üe der Temperaturabnahme =geometrischer Temperaturgradient). Durchschnitt zwischen 0,5¬įC und 0,6¬įC/100m. An der Obergrenze der Troposph√§re haben die Temperaturen Werte von -50¬įC (Pol) und -90¬įC (√Ąquator)

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 h√§ufig Anlass f√ľr Verunreinigungen der bodennnahen Luft - besonders √ľber Beckenlagen und in Industrieregionen (Inversion).

Die Tropopause:

Übergangsschicht zwischen Tropos - und Stratosphäre. - ist gleichfalls eine weltweite Inversionsschicht. Witterungsvorgänge variieren ihre Höhenlage.

Sie w√∂lbt sich - √ľber den Erdball in einer H√∂he zwischen 7 - 8 km √ľber den Polarkappen und 16 - 18 km √ľber dem √Ąquator.

Die Stratosphäre:

√úber den Polarkappen betr√§gt die Stratosph√§rentemeratur - 45¬įC.

--------"--- Tropengebieten ------------------"----------------------- - 80¬įC

Grund: Die Troposph√§re k√ľhlt √ľber den R√§umen unterschiedlich ab.

Von der Stratopause weg in der H√∂he wo die Ozon Konzentration die Strahlung absorbiert - Temperaturzunahme auf 0¬įC

In 100 km H√∂he geht sie aber wieder auf -80¬įC zur√ľck. Von da ab nimmt die Temperatur wieder st√§ndig 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 zusammengef√ľhrt wird.

Hier entstehen Tiefdruckgebiete: Am Kalifornischen Strom, am √Ąquatorialstrom dem Golfstrom, Ojaschio und Kuroschio.

Entstehung von Hoch und Tiefdruckgebieten

Diese Druckgebilde entstehen haupts√§chlich durch die Strahlstr√∂mung (Jetstreams - Geschwindigkeiten von 100 - 360 km/h, wirkt sich jahreszeitlich wechselnd zwischen 30¬į und 65¬į als allgemeine Westwinddrift bis auf die Oberfl√§che aus)

denn sie mäandriert und bildet Wirbel, die Zyklonen und Antizyklonen.

Au√üerdem f√ľhrt eine Beschleunigung der Str√∂mung 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 k√∂nnen.

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 Hochdruckg√ľrtel

3.) der subpolare Tiefdruckg√ľrtel

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 S√ľdhalbkugel Zone starker Winde

40¬į - roaring fourties

50¬į - furious fifties

60¬į - 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 S√ľdhalbkugel wehen Winde mit orkanartiger Geschwindigkeit von S od. SE. √úber der Antarktis ist hoher Bodenluftdruck ausgebildet.

Die Ursache f√ľr die wesentlich gr√∂√üeren Luftdruckunterschiede auf der S√ľdhalbkugel liegt in der Reibung. - Landmasse

Der Kreislauf der athmosph√§rischen Zirkulation bewegt sich nicht zwischen den warmen Tropen und den Polarregionen indem in der H√∂he zu den Polen die Luft abflie√üt und von den Polen zum √Ąquator zur√ľckkehrt.

Sie wird modifiziert durch die erdmechanischen Bedingungen, z.B.: die unterschiedliche Erw√§rmung der Erdoberfl√§che und den dar√ľberliegenden Luftschichten, sowie die unterschiedliche Verteilung von Land und Wasser. Ablenkend wirkt die Erdrotation, sowie die Reibung an unterschiedlichen Materialien der Oberfl√§che.

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 S√ľdhalbkugel als Linksablenkung.

Die Coriolis Beschleunigung nimmt mit der geographischen Breite zu - gegen den √Ąquator 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 H√∂henhoch zu einem H√∂hentief →zyklostrophisch

Die Fliehkraft bewirkt eine Beschleunigung senkrecht zur Bewegungsrichtung, wirkt am √Ąquator am st√§rksten (g ist dort am gr√∂√üten) 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 gr√∂√üer die Reibung desto steiler der Wind vom Hoch zum Tief., je ausgeglichener das Gel√§nde, desto st√§rker der Wind. In der freien Atmosph√§re weht der Wind isobarenparallel, Einstr√∂mungswinkel 0¬į

auf dem Land 30 - 45¬į

St√§rkere St√ľrme auf dem Meer (5 - 20¬į)

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 f√ľhren wiederum zu den KONVERGENZEN UND DIVERGENZEN im Str√∂mungsverhalten.

Konvergenz:

Massenzuwachs in einem Luftvolumen, da mehr Masse ein als ausstr√∂mt. Sie f√ľhrt am Boden zu Hebungsvorg√§ngen in der Atmosph√§re und zu einer Divergenz in der H√∂he, wo dann mehr Masse aus als einstr√∂mt.

Divergenz:

Umgekehrt f√ľhrt die Divergenz am Boden zu Absinkvorg√§ngen und Konvergenz in der H√∂he.

Vorticity:

Wichtig f√ľr den Transport von Energie in den Luftstr√∂mungen ist die Wirbelgr√∂√üe auch Vorticity genannt.

Ma√ü f√ľr die Drehbewegungen eines Luftteilchens um eine vertikale Achse - wie in einer Zyklone.

Die absolute Vorticity (η)

Drehbewegung die ein Teilchen mit der rotierenden Erde ausf√ľhrt.

Mit abnhemender geographischer Breite wird diese Kraft geringer

Am √Ąquator 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 Ma√ü der Drehbewegung eines Luftteilchens um seine vertikale Achse bezogen zur Erdoberfl√§che.

Die relative Vorticity ist im Grunde ein Teil der absoluten, denn sie umfa√üt die Bewegung des Luftteilchens relativ zur Erdoberfl√§che und f√ľhrt 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 √Ąquator (Zunahme relativer Vorticity) werden Hochdruckgebiete am Boden unterst√ľtzt, gegen den Pol hin (Corioliskraft nimmt zu) St√ľtzung von Tiefdruck am Boden.

Formel f√ľr den Zusammenhang von absoluter und relativer Vorticity, sowie der Corioliskraft:

η = ζ + f = const

Windsysteme

Der Föhn

Def:

Der F√∂hn ist ein Fallwind, der auf der Lee Seite aller gr√∂√üerer Gebirge vorkommt, wo der zun√§chst gegen das Gebirge gerichtete Wind, der nachdem er den Pa√ü bzw. die Kammh√∂he √ľberschritten hat, in die Niederungen einf√§llt. Dort hat er wegen seiner Eigenschaften Einflu√ü auf den Raum und das Befinden der Menschen.

Charakteristikum:

Die Luft erw√§rmt sich um 1¬įC pro 100 m beim Absteigen in die Niederungen. (LEESEITE)

Auf der Luvseite k√ľhlt sich die Luft beim Aufsteigen nur solange um 1¬įC ab, wie keine Kondensation und damit keine Freisetzung von W√§rme erfolgt. Setzt dies ein, betr√§gt die Abk√ľhlung nur noch 0,5 - 0,6¬įC. (feuchtadiabatisch)

Beispiel:

10¬įC warme Luft str√∂mt gegen die Alpen. Kommt nach einem Aufstieg in 3600 m mit - 10¬įC an (400 m - 6¬įC)

Auf der Strecke erfolgte eine Abk√ľhlung von 0,5¬įC pro 100 m.

Der Abstieg auf eine H√∂he von 400 m erw√§rmt sich die selbe Luft um 27¬į C. und weist am eine Temperatur von 19,5¬įC auf.

Beim Aufsteigen an der Luv Seite bilden sich Wolken welche sich aber beim Absteigen fast sofort auflösen.

→sichtbar als F√∂hnmauer!

Der Feuchtigkeitsgehalt ändert sich:

400 m →6g/m3 bei 6¬įC

3.600 m→ 2,4 g/m3 bei - 10¬įC

Der F√∂hn als S√ľd - F√∂hn erreicht das n√∂rdl. Alpenvorland deshalb als so warmer Wind, weil die hohen temperaturen im Mittelmeergebiet auf das k√ľhlere Luftmilieu treffen und so die trockenadiabatische Erw√§rmung vorwiegend mit hohen W√§rmegraden zur Geltung kommt.

H√§ufiger als der S√ľd - F√∂hn auf der Alpen - Nordseite entwickelt sich der Nord - F√∂hn auf der Alpen S√ľdseite. Er zeichnet sich aber nur mehr durch extreme Trockenheit aus als durch W√§rme. → 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 K√ľste → 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 √ľber dem

S√ľdatlantik und der Karibik greift das zyklonale Wettergeschehen zuweilen auf auf die subtropischen Golfk√ľstenbereiche und die Halbinsel Florida. Diese K√§ltewellen treten im Winter mehrfach auf die Karibik √ľber und sind au√üerdem als Kaltlufteinbr√ľche 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 Rh√īne - Tales mit gro√üer Gewalt st√ľrzt. Zuweilen auch die K√ľsten der Riviera erreicht. Er erzeugt zuweilen gro√üe Temperaturst√ľrze und Sch√§den an den mediterannen Kulturen.

Kaltluft von Norden dr√§ngt gegen die Alpen. Auf der Alpen S√ľdseite steigt Warmluft auf und verursacht Steigungsregen. Durch das Zusammentreffen entsteht √ľber den Alpen ein H√∂henhoch mit einer Ansammlung von potentieller Energie. Das Massendefizit auf der Alpen - S√ľdseite wird ausgeglichen durch eine intensive Str√∂mung im Rh√īne - 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), w√§hrend vor der Kaltfront aus S√ľdwesten warme Luft als SCHIROKKO nach Norden dr√§ngt.

Der Schirokko ist an wandernde Zyklonen gebunden, die die hei√üe Luft aus der Sahara ins Mittelmeergebiet saugen. Beim √úberwehen des Mittelmeeres kann sich die hei√üe W√ľstenluft mit Wasser s√§ttigen, so dass der Schirokko f√ľr die Mittelmeerl√§nder ein Regenbringer ist.

Bora:

Sie kommt vor allem an der dalmatinischen K√ľste vor und ist meist mit einer Mittelmeer - Zyklone verbunden, die die Kaltluft aus dem nordalpinen Raum anzieht. (meist im Sp√§tsommer 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 √ľber den Ostrand der Rocky Mountains ins Tiefland gesteuert werden. Kollidieren diese mit den feuchten S√ľdwinden, 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¬į N/S - wegen Mitwirkung der Coriolis Kraft. Konvergenz am Boden, aber st√§rkere Divergenz in der H√∂he, damit die Luft abflie√üen kann. (Tr√∂ge im Subtropen bzw. im Polarfront - JET schaffen diese Vorraussetzungen; Wassertemperatur 27¬įC)

Sie bleiben aber nur √ľber den Ozeanen stabil, sowie sie aufs Land kommen, verhindert die Reibung die kontinuierliche Zufuhr von latenter W√§rme, es wird instabil, Hebung der Luft und Regenf√§lle - 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. J√§nner. Ausgepr√§gtes Hochdruckgebiet mit Rekordtiefstwerten. Durch ein Hoch im Osten, das sich ausdehnt, damit sind antizyklonale K√§lteausbr√ľche verbunden. (Mitte J√§nner bis Mitte Februar)

- Vorfr√ľhling Mitte M√§rz (13. - 22. M√§rz) mildes Hochdruckwetter, kr√§ftige Tageserw√§rmung, Abk√ľhlung in der Nacht.

- Winterr√ľckfall Mitte April →Aprilwetter

An der R√ľckseite 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

Druckverh√§ltnisse einfach: Ein Hoch mit einem Strahlungsmax. keine Abk√ľhlung 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 gedr√ľckt. Sie steigt aber in der Zeit st√§rkster Erw√§rmung (kurz vor dem Monsun und seiner Regenzeit auf ein markantes Maximum (Mai), mit dem ein schw√§cheres nach Aufh√∂ren 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 St√ľrmen und reichlich Niederschlag. Sie werden von den Westwinden beeinflu√üt. Ziehen sie nach Norden kann es dann √ľber 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. √ľberarbeitete Auflage 1995

W. Weischet, Einf√ľhrung in die allgemeine Klimatologie. Teubner Studienb√ľcher, B.G. Teubner, Stuttgart 1988

4. √ľberarbeitete 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

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