Globale Zirkulationen erklären, wie sich Luft und Sturmsysteme über die Erdoberfläche bewegen. Die globale Zirkulation wäre einfach (und das Wetter langweilig), wenn die Erde sich nicht drehen würde, die Rotation nicht relativ zur Sonne gekippt wäre und es kein Wasser gäbe.
In einer solchen Situation erwärmt die Sonne die gesamte Oberfläche, aber dort, wo die Sonne direkter über der Erde steht, erwärmt sie den Boden und die Atmosphäre stärker. Das Ergebnis wäre, dass der Äquator sehr heiß wird und die heiße Luft in die obere Atmosphäre aufsteigt.
Diese Luft würde sich dann in Richtung der Pole bewegen, wo sie sehr kalt wird und absinkt, um dann zum Äquator zurückzukehren (oben rechts). Ein großes Hochdruckgebiet würde sich an jedem der Pole befinden, mit einem großen Gürtel von niedrigem Druck um den Äquator.
Lerneinheit: Toasty Wind
Da sich die Erde jedoch dreht, die Achse geneigt ist und es auf der Nordhalbkugel mehr Landmasse gibt als auf der Südhalbkugel, ist das tatsächliche globale Muster viel komplizierter.
Anstatt einer großen Zirkulation zwischen den Polen und dem Äquator gibt es drei Zirkulationen…
- Hadley-Zelle – Luftbewegung in niedrigen Breitengraden in Richtung Äquator, die mit der Erwärmung vertikal aufsteigt, mit polwärts gerichteter Bewegung in der oberen Atmosphäre. Dies bildet eine Konvektionszelle, die das tropische und subtropische Klima dominiert.
- Ferrel-Zelle – Eine atmosphärische Zirkulationszelle in mittleren Breitengraden für das Wetter, die von Ferrel im 19. In dieser Zelle fließt die Luft in Oberflächennähe polwärts und ostwärts und in höheren Lagen äquatorwärts und westwärts.
- Polarzelle – Die Luft steigt auf, divergiert und bewegt sich in Richtung der Pole. Über den Polen angekommen, sinkt die Luft ab und bildet die polaren Hochs. An der Oberfläche divergiert die Luft von den polaren Hochs nach außen. Die Oberflächenwinde in der polaren Zelle sind östlich (polare Ostwinde).
Zwischen jeder dieser Zirkulationszellen liegen Bänder mit hohem und niedrigem Druck an der Oberfläche. Das Hochdruckband befindet sich bei etwa 30° nördlicher/südlicher Breite und an jedem Pol. Tiefdruckbänder befinden sich am Äquator und bei 50°-60° N/S.
Normalerweise ist schönes und trockenes/warmes Wetter mit hohem Druck verbunden, während regnerisches und stürmisches Wetter mit niedrigem Druck verbunden ist. Sie können die Ergebnisse dieser Zirkulationen auf einem Globus sehen. Schauen Sie sich die Anzahl der Wüsten an, die sich entlang des 30°N/S Breitengrades auf der Welt befinden. Betrachten Sie nun die Region zwischen 50°-60° N/S-Breite. Diese Gebiete, insbesondere die Westküste der Kontinente, neigen dazu, mehr Niederschlag zu haben, da sich in diesen Breitengraden mehr Stürme um die Erde bewegen.