Klima verstehen: Gradienten, Bewegungen und atmosphärische Zirkulation

Klima: Gradienten, Bewegungen und atmosphärische Zirkulation

Das Klima ist ein sehr komplexes System, das auf der Grundlage von Bewegungen erzeugt wird, die durch das Vorhandensein eines Gradienten zwischen zwei Punkten entstehen.

Gradient

Ein Gradient bezeichnet die Differenz zwischen zwei Punkten in Bezug auf atmosphärische Parameter wie Temperatur und Feuchtigkeit. Bei einem thermischen Gradienten, der durch einen Temperaturunterschied zwischen zwei Punkten bestimmt wird, entsteht eine Bewegung, durch die Wärme von einem Extrem zum anderen transportiert wird.

Das Verhalten der Hydrosphäre und Atmosphäre ist unterschiedlich, da Unterschiede in ihrer Dichte, ihrer Mobilität, ihrer Fähigkeit, Wärme zu speichern, und ihrer Fähigkeit, Wärme zu leiten, bestehen.

Vertikale Bewegungen

Aufsteigende und absteigende Flüssigkeiten reagieren auf die Temperatur, was sich auch auf ihre Dichte auswirkt, da sowohl Wasser als auch Luft weniger dicht sind, je höher die Temperatur ist, in der sie sich befinden. Die Geschwindigkeit, mit der diese Bewegungen eingeleitet werden, hängt von der Fähigkeit ab, Wärme zu leiten.

• Luft ist ein sehr schlechter Wärmeleiter und wird daher von unten durch die von der Erdoberfläche abgestrahlte Wärme erwärmt. Die Oberfläche wird wärmer und weniger dicht, steigt nach oben, kühlt ab und wird dichter. Die Luft erwärmt sich beim Abstieg.
• Wasser ist ein besserer Wärmeleiter, daher erwärmt sich die Oberfläche der Hydrosphäre. In diesem Fall gibt es keine vertikale Bewegung, und Oberflächenwasser neigt dazu, abzunehmen. Die vertikale Bewegung ist nur an den Stellen möglich, an denen das Oberflächenwasser kälter als der Boden ist, in diesem Fall sinkt es und verursacht den Anstieg.

Horizontale Bewegungen

Horizontale Bewegungen, wie die Bewegung von Winden oder Meeresströmungen, werden durch die ungleichmäßige Verteilung der Sonneneinstrahlung auf der Erdoberfläche erzeugt. Dank dieses Transports von Wärme und Feuchtigkeit werden die thermischen Unterschiede zwischen den Polen und dem Äquator ausgeglichen. Das Vorhandensein von Landmassen erschwert diesen Wärmetransport.

Allgemeine Zirkulation der Atmosphäre

In den äquatorialen Gebieten ist die Erwärmung intensiv. Da warme Luft dazu neigt, aufzusteigen, entstehen im äquatorialen Bereich Stürme. In den Polarregionen verursachen niedrige Temperaturen ein polares Hochdruckgebiet. Theoretisch würde der Wind von den polaren Antizyklonen zu den äquatorialen Stürmen reisen. Die Corioliskraft bewirkt jedoch, dass die Luft in der nördlichen Hemisphäre nach rechts abweicht, was den Transport durch drei Zellen verursacht:

1. Hadley-Zelle: Sie ist die kräftigste der drei Zellen. Äquatoriale Stürme erreichen durch den Anstieg warmer Luft die Tropopause. Der Coriolis-Effekt bewirkt die Abweichung. Bei 30 Grad geografischer Breite fragmentiert die Zelle, wobei ein Teil der Luft weiter in Richtung der Pole wandert, während der größte Teil in Richtung Äquator absteigt, was zu einem zyklonalen Bereich führt. Subtropen sind die Heimat der größten Wüsten der Erde. Das subtropische Hochdruckgebiet der Azoren hat den größten Einfluss auf das Klima Europas. Die Zelle ist aufgrund der Passatwinde aus Nordosten in der nördlichen Hemisphäre und Südosten in der südlichen Hemisphäre geschlossen. Hier entsteht die innertropische Konvergenzzone (ITCZ).
2. Polarzelle: Sie reicht nur bis 60 Grad geografischer Breite, wo die Luft wieder aufsteigt und subpolare Stürme bildet.
3. Ferrel-Zelle: Sie befindet sich zwischen den beiden ersten Zellen und wird durch die Wirkung der Oberflächenwinde aus dem Westen gebildet.