Passatzirkulation
Was ist eigentlich die Passatzirkulation und wie entsteht sie? Das und weitere spannende Fakten erklären wir dir hier und in unserem Video!
Inhaltsübersicht
Passatzirkulation einfach erklärt
Die Passatzirkulation ist ein Windsystem, das im Bereich des Äquators seinen Ursprung hat. Dort steht die Sonne ganzjährig sehr steil über der Erde und kann somit die Luft stark aufheizen. Die warme Luft kann viel Feuchtigkeit aufnehmen und steigt nach oben. Dadurch bilden sich am Himmel Wolken und am Boden ein Tiefdruckgebiet. In großen Höhen strömt die Luft Richtung der Pole, also Richtung Nord- oder Südpol. Die Luftströmungen nennst du Antipassate.
Auf ihrem Weg zu den Polen kühlen die Luftmassen immer weiter ab und sinken in den Subtropen zu Boden. Dadurch bilden sich in Bodennähe Hochdruckgebiete. Zum Druckausgleich fließt Luft von dort zum Tiefdruckgebiet nahe des Äquators — die Luftbewegungen nennst du Passate. Sie wehen beständig aus nordöstlicher und südöstlicher Richtung zum Äquator, wo sie die Innertropische Konvergenzzone (ITC) bilden. Im Verlauf eines Jahres verschiebt sich die ITC mit dem Sonnenstand zwischen dem nördlichen und südlichen Wendekreis.
Wie entsteht die Passatzirkulation?
Für die Entstehung der Passatzirkulation ist die Sonne entscheidend. Über dem Bereich des Äquators steht sie nämlich das ganze Jahr nahezu senkrecht. Dadurch kann sie die bodennahe Luft hier besonders stark aufheizen. Weil sich warme Luft ausdehnt, steigt sie nach oben, wodurch sich am Boden ein Tiefdruckgebiet bildet. Da sich das Tiefdruckgebiet am Äquator entlang zieht, nennst du es auch Äquatoriale Tiefdruckrinne.
Antipassat und subtropischer Hochdruckgürtel
Beim Erwärmen kann die Luft viel Feuchtigkeit aufnehmen. Weil sie beim Aufsteigen aber abkühlt, kondensiert die Feuchtigkeit — es bilden sich Wolken und es kommt zu Niederschlägen. Weiter oben wird die Luft verdrängt und entweicht in Richtung der Pole. Solche Luftströmungen bezeichnest du als Antipassate. Dabei kühlt die Luft noch weiter ab und wird wieder dichter. Deshalb sinken die Luftmassen wieder nach unten, der größte Teil in etwa 30° nördlicher und 30° südlicher Breite, also in den Subtropen . So entsteht auf beiden Erdhalbkugeln in den Subtropen ein lang gezogener, erdumspannender Bereich aus bodennahen Hochdruckgebieten. Das nennst du subtropischen Hochdruckgürtel. Weil die Luft beim Aufsteigen über dem Äquator abgeregnet hat, ist sie hier sehr trocken.
Um den Druckunterschied auszugleichen, fließt nun Luft von den Hochdruckgürteln zur Äquatorialen Tiefdruckrinne. Die Luftströmungen nennst du Passatwinde oder Passate. Weil die Passatwinde der Nord- und der Südhalbkugel dort zusammentreffen (konvergieren), nennst du die Äquatoriale Tiefdruckrinne auch Innertropische Konvergenzzone (abgekürzt ITC, engl. Inner Tropic Convergence).
Die Passatzirkulation wurde von dem Engländer George Hadley entdeckt. Deshalb bezeichnest du die Teile der Passatzirkulation auf der Nord- und Südhalbkugel jeweils auch als Hadley-Zelle.
Nordostpassat und Südostpassat
Die Passatwinde legen ihren Weg von den Hochdruckgürteln zur ITC allerdings nicht in gerader Linie zurück — sie werden nämlich in Richtung Westen abgelenkt. Auf der Nordhalbkugel bedeutet das in Bewegungsrichtung nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links. Dafür ist die Corioliskraft verantwortlich, die durch die Erdrotation entsteht. Deshalb kannst du die Winde — benannt nach der Himmelsrichtung, aus der sie wehen — als Nordostpassate und Südostpassate bezeichnen.
Urpassat und Passatinversion
Der größte Teil der Luftmassen, die in der ITC aufsteigen, sinkt erst in den Subtropen wieder ab. Bei einem kleineren Teil passiert das allerdings schon früher. Die Luft ist dabei sehr trocken und kann sich deshalb beim Absteigen besonders schnell wieder aufheizen. Die absteigenden Luftmassen bezeichnest du als Urpassat.
Auch weiter polwärts von der ITC ist es immer noch ziemlich heiß. Deshalb steigt dort warme Luft vom Boden auf, die sich mit zunehmender Höhe wieder abkühlt.
In einer bestimmten Höhe hat sich die absteigende Luft der Urpassate bereits wieder so stark erhitzt, dass sie wärmer ist als die aufgestiegene Luft darunter. Es bildet sich eine Grenzschicht: Die Luft von unten kann nicht weiter aufsteigen, weil dünnere, wärmere Luft darüber liegt. Gleichzeitig kann die warme Luft von oben nicht weiter absteigen, weil dichtere, kühlere Luft darunter liegt. In der dünnen Schicht ist das normale Temperaturgefälle deshalb umgedreht: Hier wird es mit zunehmender Höhe wärmer, statt kälter. Das nennst du Passatinversion. Weil die von unten kommende Luft an dieser Grenzschicht nicht weiter aufsteigen kann, kühlt sie sich hier auch nicht weiter ab. Dadurch kann das gespeicherte Wasser nicht kondensieren und es bilden sich keine hohen Regenwolken. In den Gebieten der Urpassate gibt es deshalb kaum Niederschläge.
Verschiebung der ITC
Im Laufe eines Jahres steht die Sonne nicht immer direkt über dem Äquator senkrecht, also im Zenit. Weil die Erde eine schräge Achse hat und sich zudem um die Sonne dreht, verschiebt sich der Bereich, in dem die Sonne im Zenit steht. Das geschieht innerhalb eines Jahres zwischen den Wendekreisen. Mit der Verschiebung des Sonnenstandes verändert sich auch die Lage der ITC. Sie verlagert sich immer dorthin, wo die Sonne gerade am höchsten steht. Dadurch verschiebt sich ebenfalls die Region, in der die Passatzirkulation auftritt. Im Sommer befindet sie sich so weit nördlich, dass sie zum Beispiel auch das Klima in Südeuropa beeinflusst.
Monsunzirkulation
Eine Sonderform der Passatzirkulation ist die Monsunzirkulation. Was der Monsun genau ist und wie die Monsunzirkulation das Klima in vielen Regionen der Erde beeinflusst, erfährst du hier !
