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THEMEN

Der Wind als Wettermacher

Wind

Wenn am Ende der sengenden Trockenzeit der indische Monsun endlich den lebensspendenden Regen bringt, atmen die Menschen auf. Wenn Alpenföhn, nordamerikanischer Chinook oder der afrikanische Schirokko warme, trockene Luft ins Gebirgsvorland bringen, haben es wetterfühlige Menschen schwer, Körper und Seele leiden, die Selbstmordrate steigt. Zu den eindrucksvollsten Luftmassenbewegungen der Erde gehört der polare Jetstream der mittleren Breiten, der Tiefdruckzellen nach Osten mitreißt und so dauernde Wetterwechsel, mal angenehme Sonne, mal nötigen Regen bringt.

Infolge des unterschiedlichen Einfalls der Sonnenstrahlen auf die Erde bilden sich zwei große Luftmassen: warme Äquatorialluft und kalte Polarluft. Diese Unterschiede im Wärmehaushalt verursachen in der untersten Schicht der Atmosphäre, der sogenannten Troposphäre, die am Pol circa 8, am Äquator dagegen bis 18 km Höhe erreichen kann, starke Druckunterschiede. Im Bereich des Äquators steigt die warme Luft auf. Folglich führt der Massenverlust zu tiefem Luftdruck an der Erdoberfläche. An den Polen sinkt kalte Luft ab. Hier erhöht der Massenstau das Gewicht der Polarluft. Als Folge dieser Druckunterschiede in der Troposphäre entstehen Ausgleichsströmungen, die auch als atmosphärische Zirkulation bezeichnet werden. Infolge der Erdrotation wird die Bewegungsrichtung dieser Luftmassen abgelenkt, und die Zirkulation in der Troposphäre spaltet sich in mehrere Teilsysteme auf. Diese einzelnen Aktionszentren von Hoch und Tief entstehen in einer gewissen breitenkreisparallelen Anordnung.

Winde entstehen durch den unterschiedlichen Druck zweier benachbarter Luftmassen. Die dichtere und damit schwerere Luft eines Hochdruckgebietes fließt in das Tiefdruckgebiet mit dünnerer, leichterer Luft. Je größer der Druckunterschied, um so heftiger werden die Winde. Durch den sogenannten Coriolis-Effekt werden die Luftbewegungen auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt. Daraus ergibt sich beim Durchzug von Tiefdruckzellen eine regelmäßige Wetterabfolge: Vor dem Tief, also auf seiner Ostseite, strömt warme, feuchte Luft aus dem Süden heran, hinter dem Tief, auf seiner Westseite, bringen kalte Nordwestwinde polare Luft zu uns. Der warme Landregen vor dem Tief wird daher schließlich durch kühles Schauerwetter abgelöst. Wenn Kaltluft auf Warmluft stößt, entsteht eine so genannte Kaltfront. Hier schiebt sich die kalte Luft steil unter die leichte Warmluft und drückt diese nach oben. Die instabile Aufwärtsbewegung führt zu Quellwolken, aus denen kurze, aber heftige Schauer niederprasseln. Nach dem Durchzug einer Warm-. oder Kaltfront stabilisiert sich das Wetter. Solch ein Wetterablauf dauert in der Regel vier bis sieben Tage.

Winde - so schnell wie ein Düsenflugzeug

Flugzeuge, die von Nordamerika nach Europa in einer Höhe von 9 - 12 km fliegen, sparen eine Menge Treibstoff. Der Polarfront-Jet ist mit Geschwindigkeiten von 100 bis über 600 km/h ein hilfreicher Rückenwind. Verursacht durch große horizontale Temperatur- und Druckunterschiede können diese Starkwindbänder in der oberen Troposphäre einige 1 000 km Länge und einige 100 km Breite erreichen. Die vertikale Ausdehnung der so genannten Jetstreams beträgt einige Kilometer. Sie sind wetterbestimmend für die höheren Mittelbreiten der Nordhalbkugel. Ähnliche Jetstreams gibt es auch in den Subtropen, den Tropen sowie in der Arktis und Antarktis.

Regelmäßige regionale Winde

Am Tage steigt die warme Luft über dem Festland auf, und kühle Meeresluft strömt nach. Nachts ist es umgekehrt: dann weht der Wind vom Land aufs Meer. Fischer wissen das, sie fahren vor Tagesanbruch mit ihren Segelbooten hinaus und kommen später am Tag zurück, immer mit dem Wind von achtern. Der französische Mistral, ein kalter, heftiger Wind, der im Frühling Obst und Gemüse erfrieren lässt und im späten Sommer mit kühler, trockener Luft Waldbrände anfacht, kann mit 200 km/h Windgeschwindigkeit das Rhônetal hinunterfegen. Angesogen vom stationären Tief bei Genua wird zentraleuropäische Luft durch den Rhônegraben kanalisiert. Ähnlich entstehen die trockenen Fallwinde der Bora, die von den nahen Bergen zur Adriaküste wehen. An den antarktischen Küsten erreichen solche Winde, die vom extrem kalten Inlandeis zur Küste brausen, Windgeschwindigkeiten von über 200 km/h.

Tödliche Hitze

Wenn der glutheiße, ausdörrende Schirokko, der heiße Atem der Sahara, an der Vorderseite von Mittelmeertiefs nach Norden weht, leiden Nordafrika und Spanien unter trockener Hitze. Nach Überqueren des Mittelmeeres erreicht die afrikanische Luft Italien und den Balkan feuchtheiß. Die böigen Winde transportieren rot gefärbten Wüstenstaub nicht selten bis über die hohen Alpen nach Süddeutschland, wo er manchmal als erschreckender "Blutregen" niedergeht.

Die Passatwinde

Aus den subtropischen Hochdruckgürteln strömt die Luft äquatorwärts, durch den Coriolis-Effekt mehr oder weniger stark nach Westen abgelenkt. Diese tropische Ostströmung heißt Urpassat. Sie nimmt zum Äquator hin an Mächtigkeit zu und reicht dort bis 10 km auf. Sie hat wegen der Vergrößerung der Flächenanteile in Richtung Äquator absinkende Tendenz und ist daher trocken. Nur im Luv der Gebirge und an den Küsten bringt der Urpassat Niederschlag.

Infolge verschieden starker Ablenkung wird der Urpassat zweigeteilt, in den östlichen Oberpassat und in den wegen der Reibung am Boden verlangsamten und dadurch weniger stark abgelenkten Unterpassat, allgemein Nordostpassat bzw. Südostpassat genannt.

Der 500-2 000 m mächtige Unterpassat wird vom darüber liegenden Oberpassat durch eine Inversionsschicht mit flachen Quellwolken getrennt.

Der Urpassat ist in eine Westwindströmung eingebettet, die nach den Rändern, zu den Randtropen hin, an Mächtigkeit gewinnt.

Die Monsunwinde

Auch die mit der Jahreszeit wechselnden Monsunwinde, die bei früheren Theorien immer als etwas Eigenständiges neben die allgemeine planetarische Zirkulation gestellt wurden, entstehen durch die zwischen Sommer und Winter wechselnde Druckverteilung. Monsunwinde verursachen den Wechsel von Trocken- und Regenzeit in Südostasien, Südasien und in Ostafrika. Im Winter entsteht über Zentralasien und dem sehr kalten Sibirien ein Kältehoch. Die schwere, kalte Luft zieht sich zusammen und verursacht einen Zustrom von Luft in der Höhe. Am Boden strömt trockene Kaltluft, durch den Coriolis-Effekt nach rechts abgelenkt, aus dem Hoch heraus auf die umliegenden Ozeane und beschert Südostasien, Indien und der ostafrikanischen Küste Trockenheit. Im Sommer wird der asiatische Kontinent stärker erwärmt als der Indische Ozean und der Pazifik, so dass über ihm ein Hitzetief mit Kern über Nordindien entsteht. Nun kehrt sich die Zirkulation um, und über den Ozeanen erwärmte und feuchtigkeitsbeladene Luftmassen strömen in dieses Tief. Dabei verursachen sie über dem Kontinent starke Niederschläge, am Südrand des Himalaya zum Aufstieg gezwungen, mit über 16 000 mm im Jahr sogar die höchsten der Erde.

In Cherrapunji, im Stau des Himalaya gelegen, fielen einmal 897 mm Regen innerhalb von 24 Stunden. Der Monsun brachte 1899 die unvorstellbare Wassermenge von 16 305 mm. Cherrapunji gilt mit dem höchsten südwestmonsunalen Niederschlag des indischen Subkontinents als einer der regenreichsten Orte der Erde. Kein Wunder, dass die Täler in den Fluten katastrophaler Überschwemmungen ertrinken. Im Monsun-Sommer zieht das über dem erhitzten Land liegende Wärmetief feuchtwarme Meeresluft an, die ab März den Küsten Regen spendende Gewitter bringt.

Erst von Juni bis Oktober erreichen die Monsunregen auch das Landesinnere. Verspätet sich der Wasser spendende Monsun oder trifft er gar nicht ein, bedeutet das für die betroffenen Region eine Katastrophe: Missernten und Hungersnöte sind die Folge. Wenn im Oktober der Wind umschlägt, wird die Regenzeit von der Trockenzeit abgelöst.

Bibliografie:

  • Karsten Brandt: Das Wetter - Beobachten, verstehen, voraussagen, Köln 2012
  • Stefan Rahmstorf: Wolken, Wind und Wetter Alles, was man über Wetter und Klima wissen muss. Ein Kinder-Uni-Buch, München 2011
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