Was ist atmosphärische Zirkulation?
Die atmosphärische Zirkulation ist die globale Bewegung der Luft, die die Wärme der Sonnenstrahlung von wärmeren zu kälteren Regionen verteilt. Wenn sich die Erde nicht um ihre Achse drehen würde und eine glatte und gleichmäßige Oberfläche hätte, würde heiße Luft am Äquator aufsteigen und in Richtung der Pole strömen. Es würde dort abkühlen und sinken und einen Rückfluss zum Äquator entlang der Erdoberfläche erzeugen. Es würde zwei große, gleichmäßig rotierende Konvektionszellen geben, eine auf der Nordhalbkugel und eine im Süden. Anstelle dieses vereinfachten Musters ist die atmosphärische Zirkulation der Erde weitaus komplexer.
Ein stark vereinfachtes Modell der atmosphärischen Muster der Erde hat eine große Konvektionszelle auf jeder Hemisphäre. In Wirklichkeit gibt es drei Konvektionszellen auf jeder Hemisphäre. Erhitzte, feuchte tropische Luft in der Nähe des Äquators steigt auf und strömt vom Äquator weg und bildet die Hadley-Zelle. Über den Polen steigt kühle, trockene Luft herab und treibt die Polarzellen an. Ferrelzellen sind variabler und befinden sich zwischen Hadley- und Polarzellen.
Die Rotation der Erde, die Neigung ihrer Achse, Oberflächenmerkmale, Meeresströmungen und lokale Wettermuster beeinflussen die globalen atmosphärischen Muster. Anstatt dass die Winde in einer geraden Linie fließen, werden sie durch die Rotation der Erde gekrümmt. Die Coriolis Force lenkt die Winde der nördlichen Hemisphäre nach rechts und die Winde der südlichen Hemisphäre nach links ab. Es trägt zur Bildung der Westwinde in den mittleren Breiten und der Ostwinde in den tropischen und polaren Zonen bei. Die Coriolis-Kraft erzeugt auch die Rotationswinde um Hoch- und Niederdruckzellen.
Saisonale Verschiebungen der atmosphärischen Zirkulation werden durch die Neigung der Erdachse verursacht. Da die direkten Strahlen der Sonne saisonal nördlich und südlich des Äquators bewegen, zu verändern Zirkulationsmuster. Die Merkmale auf der Erdoberfläche wirken sich auch auf die globale atmosphärische Zirkulation aus. Größere Landflächen in der nördlichen Hemisphäre und die entsprechenden größeren ozeanischen Gebiete in der südlichen Hemisphäre verursachen Schwankungen in den drei Konvektionszellen in jeder Hemisphäre.
Die vielen komplexen Faktoren, die die atmosphärische Zirkulation beeinflussen, erschwerten es dem Menschen, die globalen Luftzirkulationsmuster angemessen zu modellieren. Erst im 20. Jahrhundert, dass ein genauen atmosphärische Zirkulationsmodelle wurden unter Verwendung von Computern und Satellitendaten erzeugt. Diese Modelle ähnelten stark der tatsächlichen Funktionsweise der Atmosphäre und halfen den Wissenschaftlern, die Klima- und Wettermuster besser zu verstehen. Frühe Fortschritte bei der Wettervorhersage mithilfe von Computermodellen entwickelten sich, da viel realistischere und komplexere Modelle genauere Vorhersagen ermöglichten. Atmosphärische Zirkulationsmodelle werden verwendet, um langfristige Klimaveränderungen in der Vergangenheit zu verstehen und die Auswirkungen von Änderungen in der Zukunft vorherzusagen.