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Luft strömt immer aus einem Gebiet mit hohem Druck in Gebiete mit einem niedrigeren Druck, um einen Ausgleich der Druckdifferenz zu erzielen. Auf Grund der ablenkenden Kraft der Erdrotation jedoch, der Coriolis-Kraft, erfolgt der Luftstrom nicht geradlinig. Stattdessen bildet der Wind eine Spirale aus: nach innen und in die Höhe in einem Tiefdruck-System, nach außen und zum Boden hin in einem Hochdruck-System.
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1. Das Auge eines Sturms. Hurricane Elena
© Dreamtime, NASA's Multimedia Partner
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2. In Zyklonen der nördlichen Hemisphäre drehen sich die Winde entgegen dem Uhrzeigersinn um ein Gebiet niedrigen Druckes. Auf der Südhalbkugel ist die Drehrichtung entgegengesetzt. H = High = Hoch, L = Low = Tief.
figure: © volvooceanadventure
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Tiefdruck-Systeme - Zyklone
Regionen, in denen die Luft aufsteigt, nennen wir Tief, Tiefdruck-System, Depression oder Zyklon. Wolkenbedeckter Himmel, windige Verhältnisse, Regenschauern, im Winter auch Schnee, unruhiges, wechselhaftes Wetter kennzeichnen ein Tief.
Ein Tiefdruck-System entwickelt sich dort, wo relativ warme und feuchte Luft von der Erdoberfläche in die Höhe steigt. Es handelt sich um ein System von Isobaren, Linien gleichen Druckes, die einen Kern mit relativ niedrigem Luftdruck umgeben.
Die Luft in der Nähe des Zentrums eines solchen Tiefdruck-Gebietes ist instabil. Warme feuchte Luft windet sich in die Höhe und kühlt sich ab. Dabei bildet sie Wolken, die groß genug werden können, um für Regen oder Schnee zu sorgen.
Im Tiefdruck-System windet sich die Luft an der Erdoberfläche nach innen. Ist der Druck sehr niedrig, so kann der Wind Sturmstärke erreichen, gar zum Hurrikan werden. Dies ist der Grund, weshalb der Ausdruck Zyklon, der eigentlich für ein Tief steht, außerhalb der Fachsprache oft mit einem Sturm oder anderen starken Störungen assoziiert wird, bis hin zu gewaltigen tropischen Hurrikanen und Taifunen.
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Zyklone in den Tropen und in den mittleren Breiten
Es gibt zwei Arten von Zyklone, die sich in ihrer Struktur aber auch in ihrer Entstehung unterscheiden.
Tropische Zyklone
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Tropische Zyklone entwickeln sich über den Ozeanen in warmen und feuchten Luftmassen. Ihr Entstehungsgebiet liegt zwischen dem 20. und 25. Breitengrad nördlich oder südlich des Äquators. Sie sind wesentlich kleiner, als die Zyklone der mittleren Breiten und haben einen Durchmesser von 100 bis 1500 km. Da der Luftdruck in ihrem Zentrum weitaus geringer und ihr Durchmesser viel schmaler ist, ist die Abnahme des Druckes über die Entfernung (der Druckgradient) in ihnen gewöhnlich wesentlich höher, als in den Zyklonen der mittleren Breiten. Dies ist der Grund dafür, dass sie sehr starke Winde erzeugen können: in Hurrikanen und Taifunen erreichen sie über 33 m/s (120 km/h). Einen Rekordwert erzielte mit 104 m/s (375 km/h) im Jahr 1980 der Hurrikan Allan.
Tropische Zyklone ziehen ihre Energie aus der latenten Wärme* des über dem Ozean verdunstenden Wassers. Über Land brechen sie allmählich in sich zusammen, da ihnen die Energiequelle fehlt.
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3. links: Der tropische Zyklon mit dem Namen Graham wurde über dem Pazifik fotografiert.
Quelle: www.gowilmington.com
4. rechts: Ein Bild aus der NOAA Satelliten-Gallerie zeigt den starken tropischen Zyklon 03A auf seinem nordöstlichen Weg über die arabische See in Richtung des Festlandes im nordwestlichen Indien.
Quelle: weather.ou.edu
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Die Intensität von Hurrikanen hat in den letzten Jahren zugenommen. Welche Trends uns möglicherweise in den Zeiten des Klimawandels bevorstehen, darüber berichtet eine Ausgabe des ACCENT Schulmagazins: Wirbelstürme spezial
Zyklone der mittleren Breiten
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5. links: Die Abbildung zeigt den Weg, auf dem sich eine Wetterfront um ein Tiefdruck-System entwickelt.
6. rechts: Die Entwicklung eines Zyklons in den mittleren Breite - oben: nördlich des Äquators - unten: südlich des Äquators.
Quelle: volvooceanadventure ©
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Die Zyklone der mittleren Breiten werden von großen Temperaturunterschieden in der Atmosphäre angetrieben. Sie entwickeln sich, wenn Luftmassen verschiedener Temperatur aufeinander treffen. Die Luft durchmischt sich nicht sehr gut. Vielmehr steigt die wärmere Luft auf, legt sich über die kältere und bildet eine Front (siehe nächster Text ‚Fronten').
Die Zyklone der mittleren Breiten sind viel größer als die tropischen. Sie haben einen Durchmesser von 1000-4000 km. Ihre Höchstgeschwindigkeiten liegen im Bereich von 30 m/s (110 km/h).
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Hochdruck-Systeme - Antizyklone
Regionen mit sinkender Luft werden Hoch, Hochdruck-Gebiet oder Antizyklon genannt. Sie werden für gewöhnlich von stabilem, angenehmem oder schönem Wetter begleitet. (Trockenes und heißes Wetter kann natürlich auch Probleme bringen.)
Im Vergleich zu Tiefdruck-Systemen neigen Hochs dazu, eine große Fläche abzudecken, sich langsamer zu bewegen und eine längere Lebenszeit zu haben.
Antizyklone werden durch eine große Masse an sinkender Luft erzeugt. Die Luft liegt mit ihrem Gewicht auf der darunter liegenden, der Druck steigt, die fallende Luft wärmt sich auf und die relative Feuchte wird geringer. So können Wassertropfen verdunsten und Wolken lösen sich eher auf.
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7. In Antizyklonen bewegt sich der Wind auf der nördlichen Halbkugel im Uhrzeigersinn um ein Gebiet hohen Druckes. Auf der Südhalbkugel ist die Windrichtung umgekehrt (siehe auch Abb. 2)
Quelle: www.geologia.com
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Die warme sinkende Luft stabilisiert die Atmosphäre, denn in einem Hoch kann die warme Luft am Erdboden nicht weit aufsteigen. Hierdurch wird die Wolkenbildung stark reduziert. Aus diesem Grund bringen Hochdruck-Gebiete oft warmes, trockenes Wetter und einen wolkenlosen oder wolkenarmen Himmel mit sich, insbesondere im Sommer. Im Winter kann es sehr kalt werden. Hochdruck-Wetter dauert in der Regel einige Tage an, manchmal sogar Wochen.
Antizyklone sind viel größer als Zyklone und können deren Weg blockieren. Tiefs werden oft dazu gedrängt, sich entweder abzuschwächen oder um das Hoch herum zu wandern. Hält sich ein Antizyklon über längere Zeit stabil, sprechen wir auch von einem ‚blockierenden Hoch'. Solche Hochs können im Sommer zu Hitzewellen und sogar Dürren führen, im Winter aber extreme Kälte mit sich bringen.
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8. Ein Hochdruck-Gebiet über Frankreich:
wolkenloses, schönes Wetter
Quelle: Passion Meteo, Satellitenbild von NOAA
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*Latente Wärme ist eine Form der Energie, die in der Atmosphäre gespeichert ist, aber nicht direkt in Form einer Temperaturänderung in Erscheinung tritt (latent = nicht in Erscheinung tretend). Die Verdunstung von Wasser verbraucht einen Teil der Sonnenenergie, die nach dem Prozess der Verdunstung nicht etwa vernichtet ist, sondern in der Luftfeuchte bzw. den Wolken steckt und beim Ausregnen teilweise wieder freigesetzt wird.
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About this page:
author: Vera Schlanger - Hungarian Meteorological Service
scientific reviewing: Dr. Ildikó Dobi Wantuch / Dr. Elena Kalmár - Hungarian Meteorological Service, Budapest
Übersetzung 2004 und letzte Überarbeitung 2007-09-03: Elmar Uherek - Max-Planck-Institut für Chemie, Mainz
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Further reading:
www.bom.gov.au
www.scalloway.org.uk
www.geocities.com
www.wxresearch.org
www.volvooceanadventure.org
www.ace.mmu.ac.uk
www.docm.mmu.ac.uk
www.ecn.ac.uk |
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