Die globale Zirkulation: drei Zellen und die Druckgürtel
1Die Lektion in einfachen Worten
Die Sonne erwärmt die Tropen am stärksten. Die Erdrotation lenkt die bewegte Luft ab. So entstehen Druck- und Windgürtel, an denen du deine Ozeanüberquerung ausrichten kannst.
Warum sich Luft bewegt
Die Sonne erwärmt die Tropen viel stärker als die Pole. Warme Luft steigt am Äquator auf und strömt in der Höhe polwärts. Kalte Luft sinkt an den Polen ab. Der Corioliseffekt, die scheinbare Ablenkung durch die Erdrotation, lenkt bewegte Luft auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links ab. So entstehen auf jeder Halbkugel drei Kreisläufe, die Zellen.
Die drei Zellen
In der Hadley-Zelle (0°–30°) steigt Luft am Äquator auf, strömt oben polwärts und sinkt bei 30° ab. Am Boden fließt sie zum Äquator zurück. In der Ferrel-Zelle (30°–60°) strömt Luft am Boden polwärts, steigt bei 60° auf und fließt oben äquatorwärts zurück. In der Polarzelle (60°–90°) sinkt Luft über dem Pol ab, strömt am Boden zu 60°, steigt dort auf und kehrt oben zum Pol zurück. Das sind vereinfachte Mittelwerte.
Die Druckgürtel
Aufsteigende Luft erzeugt Tiefdruck: die äquatoriale Tiefdruckrinne am Äquator und die subpolaren Tiefdruckgebiete bei 50°–60°. Absinkende Luft erzeugt Hochdruck: die subtropischen Hochdruckgebiete bei 30° und die Polarhochs. Über den Ozeanen gliedert sich der subtropische Gürtel in große Druckgebilde, etwa das Azorenhoch im Nordatlantik und das St.-Helena-Hoch im Südatlantik.
Die Windgürtel
Luft strömt von den subtropischen Hochs zum Äquator und wird durch Coriolis abgelenkt. Daraus entstehen die Passatwinde: Nordostpassat auf der Nordhalbkugel, Südostpassat auf der Südhalbkugel. Polwärts aus den Hochs strömende Luft bildet die Westwinde der mittleren Breiten. An den Polen wehen die polaren Ostwinde. Winde werden nach ihrer Herkunftsrichtung benannt.
Die Gürtel wandern mit den Jahreszeiten
Das ganze Muster verlagert sich zur sommerlichen Halbkugel und folgt dem Sonnenstand mit ein bis zwei Monaten Verzögerung. Im Nordsommer wandert das Azorenhoch nordwärts und wächst. Die Passate reichen weiter nach Norden, die Westwindzone zieht sich zurück. Land erwärmt sich und kühlt schneller ab als das Meer. Das verformt die Gürtel zusätzlich und treibt die Monsune an.
2Wichtige Daten
- Hadley-Zelle
- Äquator bis etwa 30°; Aufsteigen am Äquator, Absinken bei 30°
- Ferrel-Zelle
- Etwa 30° bis 60°; Westwinde am Boden
- Subtropische Hochs
- Bei 30°, etwa Azorenhoch und St.-Helena-Hoch
- Subpolare Tiefs
- Bei 50°–60°, entlang der Polarfront
- Coriolisablenkung
- Auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links
- Jahreszeitliche Verlagerung
- Zur sommerlichen Halbkugel, dem Sonnenstand verzögert folgend
3Kernpunkte
- 1
Drei Zellen je Halbkugel: Hadley-Zelle, Ferrel-Zelle und Polarzelle.
- 2
Tiefdruck am Äquator und bei 50°–60°; Hochdruck bei 30° und an den Polen.
- 3
Passate wehen zum Äquator: aus Nordost im Norden, aus Südost im Süden.
- 4
Westwinde wehen auf der polwärtigen Seite der subtropischen Hochs.
- 5
Alle Gürtel verlagern sich zur sommerlichen Halbkugel.
4Häufige Fehler
Falsch: Passate wehen aus Westen, wie die westwärts ziehenden Stürme vermuten lassen.
Richtig: Passate wehen aus Nordost (Norden) oder Südost (Süden). Stürme ziehen westwärts, weil die Passate sie mitführen.
Falsch: Die Druckgürtel bleiben ganzjährig auf derselben Breite.
Richtig: Sie wandern zur sommerlichen Halbkugel. Passate, Kalmen und Westwinde verlagern sich daher mit der Jahreszeit.
5Praxisfall & Prüfungstipps
Ein Crewmitglied hält 30° N für die feste Nordgrenze der Passate und sagt damit die Juliwinde voraus. Welche Annahme hinterfragst du?
Antwort zeigen
Die Gürtel wandern zur sommerlichen Halbkugel. Im Juli liegen sie meist weiter nördlich. Verstehe die Lehrbuchbreiten als Mittelwerte und prüfe die aktuelle Lage des Hochs.
Prüfungstipps
- Drei Zellen je Halbkugel: Hadley (0–30°), Ferrel (30–60°), Polarzelle (60–90°).
- Druck: tief am Äquator und bei 50°–60°; hoch bei 30° und an den Polen.
- Nordostpassat im Norden, Südostpassat im Süden; Westwinde in mittleren Breiten; polare Ostwinde.
- Die Gürtel wandern zur sommerlichen Halbkugel.
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