Grundlagen der Atmosphärischen Dynamik

Atmosphärische Dynamik

Verteilung der Sonnenenergie

Die Menge der Energie, die ein Ort auf der Erde erhält, hängt von zwei Faktoren ab:

• Der Einfallswinkel der Sonne: Aufgrund der sphärischen Form der Erde ist die Energiemenge, die ein Ort erhält, umso höher, je senkrechter die Sonnenstrahlen einfallen, und umso geringer, je schräger sie sind.
• Die Dauer der Sonneneinstrahlung: Die Neigung der Erdachse (ca. 23,5°) beeinflusst die Anzahl der Sonnenstunden, die ein Ort auf dem Planeten je nach seiner Position in der Umlaufbahn um die Sonne erhält.

Aufgrund dessen erhalten die Gebiete zwischen den Tropen mehr solare Energie pro Flächeneinheit. Je weiter man sich vom Äquator in Richtung der Pole bewegt, desto geringer wird die jährlich aufgenommene Energie, und die jahreszeitlichen Unterschiede nehmen zu.

Vertikale und horizontale Bewegungen der Atmosphäre

Viele der vertikalen Bewegungen, die in der Troposphäre auftreten, sind auf Temperaturunterschiede in verschiedenen Höhen zurückzuführen.

Ein Maß dafür ist, dass die Dichte der Luft mit steigender Temperatur abnimmt und umgekehrt. Zusammenfassend lässt sich sagen: Warme Luft ist leichter und steigt tendenziell auf, während kalte Luft schwerer ist und tendenziell absinkt. Dabei handelt es sich um Bewegungen vom konvektiven Typ.

Diese Bewegungen verursachen Unterschiede im atmosphärischen Druck an der Oberfläche:

• Tiefdruckgebiete (Borrascas): Aufsteigende Luftmassen erzeugen einen Unterdruck. Die Luft steigt auf, kühlt ab und das Wasser kondensiert, was zu Instabilität und Niederschlag führt.
• Hochdruckgebiete (Antizyklonen): Absteigende Luftmassen führen zu Hochdruckgebieten. Die Luft erwärmt sich beim Absinken, und kondensiertes Wasser verdunstet, wodurch Wolken sich auflösen oder gar nicht erst entstehen. Dies führt zu trockenem Wetter und Sonnenschein.

Atmosphärische Druckschwankungen an der Oberfläche verursachen horizontale Luftbewegungen, bei denen Luft von Hochdruckgebieten zu Tiefdruckgebieten strömt. Orte mit gleichem atmosphärischen Druck werden durch Linien, sogenannte Isobaren, verbunden.

In einem Antizyklon sinkt die Luft ab, was Oberflächenwinde verursacht, die vom Zentrum des Antizyklons nach außen strömen (Divergenzzone). Die Aufwärtsbewegung der Luft in Tiefdruckgebieten (Sturmgebieten) führt zu Winden, die auf das Zentrum des Sturms an der Oberfläche zuströmen (Konvergenzzone).