Atmosphärische Zirkulation

Atmosphärische Zirkulation = Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre = planetarische Zirkulation = globale Zirkulation

Die allgemeine Zirkulation der Erde bezeichnet alle globalen Luftströmungen, die auf der unterschiedlichen Energiezufuhr der Erde durch die Sonne beruhen. Dazu zählen die Passatzirkulation (tropische Hadley-Zelle) mit den Passatwinden, die außertropischen Westwinde, die polaren Ostwinde und das Polarhoch sowie die Jetstreams.

Am Äquator ist die Strahlungsbilanz positiv (= Energieüberschuss), somit ist auch die Erwärmung der Luft und des Bodens hoch. An den Polen ist die Strahlungsbilanz negativ (= Energiemangel), somit ist auch die Abkühlung der Luft und des Bodens groß (siehe Abschnitt Grundlagen der Zirkulation). D.h. am Äquator ist es heißer als am Nordpol! Aus diesem Energie- und Temperaturgegensatz ergibt sich die globale Zirkulation der Atmosphäre. Sie sorgt für den Ausgleich zwischen der warmen Tropikluft und der kalten Polarluft.

Die globale Zirkulation erklärt also wie die überschüssige Energie vom Äquator zum Pol gelangt. Durch die hohe Erwärmung am Äquator steigt dort Warmluft auf - der Luftdruck fällt. Es entsteht ein thermisches Tiefdruckgebiet, das als Äquatoriale Tiefdruckrinne oder Innertropische Konvergenzzone bezeichnet wird. Am Pol zieht sich die kalte Luft zusammen, wird dadurch schwerer und sinkt ab. Es entsteht ein Hochdruckgebiet, genannt Polarhoch. Zwischen diesen zwei thermischen Druckgebieten am Äquator und an den Polen existieren weitere Zirkulationssysteme, die aus der Drehbewegung der Erde um ihre eigene Achse (Rotation) und der sich daraus entwickelnden Coriolis-Kraft entstehen.

Zwischen 30°N und 30°S bildet sich die Passatzirkulation aus. Am Boden weht dort der Nordost- bzw. Südostpassat und in der Höhe der Antipassat. Letzterer ist ein starker Westwind, aus dem sich bei etwa 30° der Subtropen-Jetstream entwickelt. Unter dem Subtropen-Jetstream befindet sich der subtropische Hochdruckgürtel. Aus diesen Hochdruckgebieten strömen in Richtung des Äquators die Passatwinde und polwärts die außertropischen Westwinde. Die Westwinde transportieren Hoch- und Tiefdruckgebieten (Antizyklonen und Zyklonen) nach Osten. Diese werden daher als wandernde oder dynamische Druckgebiete bezeichnet. Sie bilden sich ständig neu und lösen sich auch wieder auf. Die Zone der außertropischen Westwinde, wo die warme Tropikluft auf die kalte Polarluft trifft, wird auch als planetarische Frontalzone bezeichnet. Polwärts dieser Westwindzone schließt sich die Polarfront (= subpolare Tiefdruckrinne) an. Dort konvergieren (zusammenströmen) die Westwinde mit den polaren Ostwinden, die von den Polen kommen. Über der Polarfront in der Höhe weht der Polarfront-Jetstream. Dieser bildet Schlingen (Mäander), welche die Verursacher der Zyklonen und Antizyklonen in der Westwindzone sind.

Die obigen Abbildungen sind natürlich nur Grund-Schemen der globalen Zirkulation. Die Ausprägung und Intensität dieser Winde und Druckgebiete wird noch durch andere Faktoren geprägt. So entwickelt sich beispielsweise aus der Passatzirkulation die Monsunzirkulation durch die unterschiedliche Lage von Land und Meer und der damit verbundenen unterschiedlichen Erwärmung.

Die globalen Bodenwinde der Erde sind also die Passatwinde, die außertropischen Westwinde, die polaren Ostwinde sowie die Monsune (Sonderform der Passate). Neben diesen globalen Winden gibt es noch zahlreiche andere regionale Windsysteme.

© Matthias Forkel,