Wetter

Basis

2. Kreisläufe und Windsysteme

Arbeitsblatt 1:

Atmosphärischer Druck und Hadley Zellen

Teil 1: Hadley Zirkulation und Passatwinde

Die Abbildung gibt die atmosphärischen Zirkulationen wieder, welche zu den wichtigsten Bändern von Hoch- und Tiefdruckgebieten rund um die Erde führen. Die Zirkulationszellen zwischen dem Äquator (0°) und 30° Nord bzw. 20° Süd sind als Hadley Zellen bekannt. Benannt sind sie nach George Hadley, der im Jahr 1735 auf ihre Existenz hinwies. Die Zirkulationszellen transportieren die Wärme des Äquators zu den kühleren Regionen im Norden und im Süden.

Übung:

Was ist eine Hadley Zirkulation?
Was weißt du über den Zusammenhang zwischen Hadley Zellen, der Erddrehung und die Ablenkung der Passatwinde (engl.: trade winds)?

Gruppenarbeit (2 oder mehr SchülerInnen):

Schaue auf das obige Bild der atmosphärischen Zirkulationsmuster:
Eine(r) von euch liest den anderen den Text vor. Versucht gleichzeitig, der Beschreibung und Erklärung anhand der Abbildung zu folgen!

Beschreibung und Erklärung

In den Tropen herrschen das ganze Jahr über hohe Temperaturen. Die Verteilung der jährlichen Regenmengen unterscheidet sich gravierend. In der Nähe des Äquators fällt das ganze Jahr über viel Regen, oft dreimal so viel wie in Mitteleuropa.
An den Wendekreisen (engl.: tropics) bei 23,5° nördlicher oder südlicher Breite finden wir sehr viel weniger Niederschläge. In manchen Regionen gibt es über Jahre hinweg überhaupt keinen Regen.
Es ist die starke Sonneneinstrahlung am Äquator, die große Mengen an feucht-warmer Luft aufsteigen lässt. Mit zunehmender Höhe wird die Luft kälter. Durch Kondensation bilden sich große Wolkentürme, die sich fast täglich in Gewittern entladen.

Da die Warmluft in die Höhe steigt, hinterlässt sie am Boden ein Gebiet niedrigen Drucks (Tiefdruckgebiet). Dieser Vorgang spielt sich überall rund um den Äquator ab. Deshalb finden wir um den Äquator eine Zone mit niedrigem Luftdruck, den äquatorialen Tiefdruckgürtel.
In der Höhe wird die aufsteigende Luft nach Norden und Süden abgedrängt. In der Nähe der Wendekreise sinkt sie dann wieder gen Boden. Die über dem Äquator ausgeregnete trockene Luft erwärmt sich hierbei und vermag sogar noch mehr Feuchte aufzutrocknen. Die von oben herabsinkende Luft drückt auf die am Boden liegende und erzeugt ein heiß-trockenes Hochdruckgebiet. Dieser Hochdruckgürtel um die Erde wird als Rossbreiten (engl.: horse latitudes) oder subtropische Kalmen (subtropical calms -> engl.: calm = windstill, ruhig) bezeichnet.

Wir haben also an den Wendekreisen (23,5°) eine Zone hohen Luftdrucks, am Äquator dagegen niedrigen Luftdruck. Dadurch, dass sich Hochdruck und Tiefdruck auszugleichen streben, strömen die Luftmassen beiderseits des Äquators von den Wendekreisen auf den Äquator zu. Die hierdurch gleichmäßig wehenden Winde werden Passatwind genannt. Die Segler und Händler nutzten sie, um den Ozean zu überqueren (engl. trade winds -> trade = Handel).

Infolge der Erddrehung werden die Passatwinde auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt (Nordost-Passat), auf der Südhalbkugel nach links (Südost-Passat). Die warmen und trockenen Winde nehmen Feuchtigkeit auf. Am Äquator fließen sie zusammen und schließen den Zyklus der Windzirkulation. Diese atmosphärische Strömung in ihrer Gesamtheit bezeichnen wir als Hadley-Zelle.

Die Universität von Wiscounsin veröffentlicht jeweils die aktuellen Windmessungen des GOES 12 und MET 7 Satelliten über dem tropischen Nordatlantik. Aus den Windsymbolen (bodennaher Wind in grün, gelb und blau in höheren Luftschichten) lässt sich ersehen, wie stark der Passat im Moment weht. Für die aktuelle Ansicht klicke bitte eines der beiden Bilder an. Wenn verfügbar, öffnet sich die aktuelle Windmessung in einem neuen Fenster (ca. 250 - 500 KB).

About this page:

- Author: - Dr. Schleicher - University of Nürnberg - Germany
- educational reviewing: Dr. Schrettenbrunner / J. Heres
- last update: 15.09.03
- translation: Elmar Uherek