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Planetarisches Windsystem

Die Allgemein Zirkulation der Erde bezeichnet alle globalen Luftströmungen, die wegen der unterschiedlichen Energiezufuhr der Erde durch die Sonne beruhen. Dazu gehört die Passatzirkulation, auch tropische Hadley-Zelle genannt, mit den Passatwinden, aussertropischen Westwinde, sowie die polaren Ostwinde, das Polarhoch und die Jetstreams.
Die so erhitzte Luft im Bereich des Äquators steigt nach oben, da sie aufgrund ihrer Temperatur eine niedrigere Dichte hat als das von kühler Luft, und so fällt der dort herrschende Luftdruck, sie steigt bis zu 20 km hoch und erzeugt so am Boden einen Tiefdruckgürtel es entsteht ein Vakuum sodass von Norden und Süden her Luft angezogen wird, die so genannte Intertropische Konvergenzzone
(ITC Inter Tropic Conversion).
Am Pol zieht sich die kalte Luft zusammen wird schwerer und sinkt ab. Das geschieht da es am Äquator einen Energieüberschuss dank der Sonne gibt was auch die Erwärmung des Bodens erklärt, andererseits ist es bei den Polen genau umgekehrt es herrscht ein Energiemangel da es nicht so viel Sonnenstrahlen pro Flächeneinheit hat, somit ist auch die Abkühlung der Luft und des Bodens gross. Ganz einfach gesagt: Am Äquator ist es heisser als beim Nordpol! Da dieser Energie- und Temperaturgegensatz herrscht ergibt sich die Globale Zirkulation der Atmosphäre. Wind herrscht. Je höher das Druckgefälle desto höher die Windstärke. Dieser Gegensatz wird ausgeglichen indem sich ein Ausgleich zwischen der Tropikluft und der kalten Polarluft findet. Nun ist auch klar wie dieser Energieüberschuss vom Äquator zu den jeweiligen Polen gelangt. Uns allen ist klar dass die Winde vom Hoch zum Tief wehen. Die Winde fliessen nicht in gerader Richtung weiter, sondern unterliegen der ablenkenden Wirkung durch die Erdrotation. Auf der nördlichen Halbkugel strömen die Winde im Uhrzeigersinn gebogen aus dem Hoch heraus und gegen den Uhrzeigersinn ins Tief hinein. Auf der südlichen Halbkugel verläuft das System genau umgekehrt, das ist die sog. Corioliskraft benannt nach französischem Physiker Gaspard Gustave de Coriolis. Die Coriolis-Kraft beeinflusst Winde, ozeanische Strömungen und die Flugbahnen von Raketen.
Die ITC ist eine mehr als hundert Kilometer breite Tiefdruckrinne in der nähe des Äquators, welche von Norden nach Süden verläuft wo sich die Passatwinde treffen. Sie ist in der Regel durch eine starke Quellbewölkung gezeichnet, diese entstehen da sich die aufgestiegene Luft wieder in höheren Lagen abkühlt und dann beginnt zu kondensieren was zur Wolkenbildung und Regen führt. Wie vorhin kurz erwähnt fliessen die Passate zusammen, sie konvergieren, die nach dem Absinken der tropischen Luft im subtropischen Hochdruckgürtel, auch Polarloch genannt, in Richtung des Äquators fliessen. Aufgrund ihrer konstanten Windrichtung werden sie als Nordostpassate auf der Nordhalbkugel und beziehungsweise Südostpassate auf der Südhalbkugel bezeichnet. Da die Sonne ihre Position über der Erde stetig verändert wandert der Ort der Intensivsten Sonneneinstrahlung im Laufe eines Jahres von Süd nach Nord und wieder zurück. Dadurch verschiebt sich der Ort an welchen der NO-Passat (Nordsommer) und der SO-Passat (Südsommer) zusammen fliessen, die Richtung, aus der ein Wind weht, verleiht im den Namen. Wenn NO- als auch SO-Passat zusammen kommen kommt es zu einer Verlagerung der Druckzentren und der Windgürtel wird um 5°–8° nach Norden bzw. nach Süden verschoben daraus resultiert sich die sog. Übergangszone wie die wechselfeuchten Tropen und das Mittelmeerklima. Deswegen kann sich der Witterungscharakter jahreszeitlich ausgeprägt ändern. Die Passate kommen nicht direkt von den Polen, da die Erde rotiert. Nun sind wir in den Subtropen. Dort liegt der bekannte subtropische Hochdruckgürtel, der dadurch entsteht, dass sich dort die Hochdruck- und die Tiefdruckgebiete vermischen, letztlich ist ein Westwind für die Entwicklung eines so genannten „Jetstreams“ verantwortlich. Dieser Jetstream wird Subtropen- Jetstream genannt. Ein Jetstream ist ein Starkwindband in 7–12 km Höhe mit Windgeschwindigkeiten zwischen 100 und 600 km/h.
An den Polen sind Hochdruckgebiete, die max. 8 km hoch sind und daher an den Polen für Hochdruck sorgen. Durch das Absinken kalter Luft über den Polen entsteht dort ein polares Kälteloch. Die nordwärts- beziehungsweise südwärts aus dem subtropischen Hochdruckgürtel ausfliessenden Winde, stossen als Süd- bzw. Nord-Westwinde gegen Norden bzw. gegen Süden vor. Aus Hochdruckgebieten strömen in Richtung des Äquators die Passatwinde und polwärts die aussertropischen Westwinde. Westwinde bringen Hoch- und Tiefdruckgebiete nach Osten. Das Gebiet der aussertropischen Westwinde, wo die warme Tropikluft auf die kalte Polarluft trifft, wird auch als planetarische Frontalzone genannt. In Richtung der Pole dieser Westwindzone schlisst sich die Polarfront auch subpolare Tiefdruckrinne bezeichnet an. In dieser Rinne konvergieren die Westwinde mit den polaren Ostwinden miteinander. Über dieser Polarfront in der Höhe weht ein Jetstream und zwar der Polarfront-Jetstream. Abweichungen von der Grosszirkulation der Luftmassen werden durch regionale oder lokale Gliederung der Erdoberfläche bewirkt wie z.B.: Land-, See-, Berg-, Tal-, und Hangwind.
Passatwinde

Kurzdefinition:

Das Wort Passat kommt ursprünglich aus dem Portugiesischen was so viel heisst wie: passar vorbei laufen,- ziehen, -gehen. Er ist ein mässig starker aber doch sehr beständiger Wind, welcher in tropischen gebieten auf einer geographischer Breite von 23.5° rund um den Globus auftritt. Deswegen gibt es zwei verschiedene Passate welche wegen der Coriolis-Kraft die durch die Erdrotation zustande kommt in unterschiedliche Hauptwindrichtung wehen. Nämlich:
Nordost-Passat auf der Nordhalbkugel
Südost-Passat auf der Südhalbkugel
Die Passatwindzirkulation ist ein Teil des Globalen Grosswindsystems und kommt zwischen 30°N sowie 30°S vor. Passatwinde sind Bodennahe Windesystem.

Entstehung:
Da die Sonne fast ganzjährig im Zenit am Äquators steht ist die Erwärmung der Erde dort sehr gross. Die dadurch erwärmte Luft dehnt sich aus und strömt so in die Höhe was zu folge hat dass der Luftdruck absinkt und ein Tiefdruckgebiet entsteht. Die aufgestiegene Luft kühlt sich ab und ein „Luftberg“ (Überdruck) staut sich an und es entsteht ein Hochdruckgebiet. Wegen dem abkühlen der Luft bilden sich Wolken und Niederschläge. Diese Niederschläge werden Zenitalregen genannt.
Da die Luft in die Höhe strömt entsteht eine Sogwirkung beim Äquator, woraus sich Tiefdruckgebiete formen diese Gebiete zusammen bilden die äquatorialische Tiefdruckrinne. In der Höhe strömt die Luft nach Norden oder Süden. Diese Höhenwinde bezeichnet man als Antipassat sie wehen in Richtung der Wendekreise, wobei sich die Luft abkühlt und absinkt wodurch sie sich wieder erwärmt Urpassat genannt. Die vom Boden aufsteigende Luft der Passatwinde kühlt sich langsam ab. Jetzt lagern zwei Schichten aufeinander die warme abgesunkene Luft und die darunter liegende kalte aufgestiegene Luft. Dadurch wird ein Luftaustausch verhindert, denn die warme leichte Luft kann nicht weiter absinken da sich gleich unterhalb die schwere kalte Luft liegt. Folge ist dass sich keine Wolken und Niederschläge bilden können. Ein grossteil der absinkenden Luft kommt bei 30°N beziehungsweise 30°S zu Boden ein weiteres mal wird die Luft erwärmt und es lagern sich mehrere Luftschichten aufeinander woraus ein Hochdruckgebiet entsteht . Dieses Gebiet trägt den Namen subtropischer Hochdruckgürtel. Zwischen dem Hochdruckgürtel und der subtropischen Tiefdruckrinne muss eine Ausgleichsströmung wehen, diese wird Passatwinde genannt. Diese Passatwinde strömen wieder mit dem Äquator zusammen da sie ja vom Hoch zum Tief wehen. Die äquatorialische Tiefdruckrinne wird logischerweise Intertropische Konvergenzzone genannt, da die Sonne dort fast ganzjährig im Zenit steht.
Es gibt einerseits den Passat auf der Nordhalbkugel welcher aus Nord-Osten weht was dem Passat den Namen Nordost-Passat gibt da er wegen der Coriolikraft nach rechts abgelenkt wird. Und anderer Seits der Südost-Passat welcher demzufolge sich auf der Südhalbkugel befindet und nach links abgelenkt wird.

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