Im vorherigen Kapitel haben wir über den Wasserkreislauf und allgemeine Zirkulation, die 3D-Bewegung der Luft in der Atmosphäre, gelernt. Schauen wir uns an, wie sich die allgemeine Zirkulation auf Regen und Stürme in den Tropen auswirken kann - und was Klimawandel für beide bedeuten könnte.
Wie bewegt sich der Wind durch die Tropen?
Wind ist wichtig für den Wasserkreislauf, weil er den Wasserdampf rund um den Planeten verteilt und damit beeinflusst, wo und wie es regnet. Dasverdunstete Wasser aus dem Meer bildet Wolken, die durch Wind bewegt werden, damit es auf dem Land regen kann. :
Wie wir im Wasserkreislauf-Kapitel gelernt haben, erhalten die Tropen mehr Wärme Energie durch die Sonne, weshalb die Luft in dieser Region wärmer ist, als im Rest der Atmosphäre . Dadurch ist sie weniger dicht als kältere Luft.
Die Dichte eines Gases bezieht sich darauf, wie viele Moleküle in einem bestimmten Volumen vorhanden sind. Wenn einem Gas Energie zugeführt wird, dehnt es sich aus und wird weniger dicht: Weil seine Moleküle mehr Energie haben, um sich zu bewegen, werden sie weiter verteilt . Dichteunterschiede zwischen Luftmassen erzeugen Windströme auf verschiedene Weise:
Tropischer Luftkreislauf
Heiße Luft steigt auf, da kältere, dichtere Luft aus der Umgebung sie nach oben und aus dem Weg drückt. Diese Eigenschaft wird als ,,Auftriebu0022 bezeichnet.
Heiße Luft am Äquator erzeugt eine Strömung von aufsteigendem Wind. Wenn die Luft aufsteigt, nimmt der Druck ab, da weniger Luft auf sie herabdrückt . Die Temperatur, der Druck und das Volumen eines Gases beeinflussen sich gegenseitig : Wie bei höheren Temperaturen erlaubt ein niedrigerer Druck der Luft, sich auszudehnen und ihr Volumen zu vergrößern.
Luft die sich ausdehnt, drückt die sie umgebende Luft weg . Dazu wird Energie benötigt, die von der Wärme des Gases kommt . Durch die Expansion kühlt die aufsteigende Luft ab . Bei der Abkühlung wird der Wasserdampf in der Luft flüssig und bildet Wolken .
Der aufsteigende Wind verliert auch seinen Auftrieb, weil die Dichte der umgebenden Luft beim Aufsteigen abnimmt . Irgendwann kann sie nicht mehr weiter aufsteigen. An diesem Punkt wird der Wind zur Seite gedrückt und teilt sich in zwei getrennte Strömungen, die sich in Richtung entgegengesetzter Pole bewegen .
Während diese Ströme in Richtung der Pole wandern, sinken sie zurück zur Oberfläche des Planeten. Während sie sinken, steigt der Druck, wodurch sie sich wieder erwärmen . Nachdem diese warme, trockene Luft ihr Wasser als Wolken zurückgelassen hat, entstehen dadurch Wüsten wie die Sahara und die Kalahari .
Steigende Luft bildet Wolken
An der Oberfläche des Planeten wandert die dichtere Luft zurück in Richtung Äquator . Das vervollständigt den Luftkreislauf in den Tropen, der auch Hadley-Zelle genannt wird.
Diese westlichen Winde in den Tropen, nennt man auch Passat. Sie verteilen Wasserdampf vom Äquator und ihre Stärke beeinflusst, wie viel es über Land regnet.
Der Monsun
Um zu sehen, wie sich der Windkreislauf auf die Niederschlagsverteilung auswirkt, lass uns einmal den sogenannten Monsun anschauen, der aus saisonal heftigen Niederschlägen in tropischen Regionen besteht.
Der südasiatische Monsun findet jedes Jahr zwischen Juni und September statt.
In dieser Jahreszeit erwärmt sich das Festland mehr als der Ozean der es umgibt, da Wasser eine hohe Wärmekapazität hat . Dieser Temperaturunterschied erzeugt einen Dichteunterschied, was wiederum eine große Bewegung der Luft, die sich über dem Ozean befindet, über das Land treibt.
Diese Bewegung der Luft verursacht aufgrund der Hadley-Zelle intensive Regenfälle in den Tropen.
Erinnerst du sich daran, dass warme Luft in der Nähe des Äquators aufsteigt und Wolken bildet? Die Region, in der dies geschieht, wird die Intertropische Konvergenzzone (ITCZ) genannt, und wird, wegen all der Wolken, die sich entlang dieser Zone bilden, mit starkem Regen verbunden.
Im Frühjahr führen die Windströmungen, die nach Norden in Richtung Süd- und Südostasien strömen, feuchte Luft mit sich und verschieben die ITCZ mit nach Norden. Die ITCZ bringt Stürme mit sich und erzeugt die intensiven Regenfälle des Monsuns. Diese Monsune tragen zu 80 % der jährlichen Niederschlagsmenge in Südasien bei .
Die sich verschiebende ITCZ und der Monsun
Aufgrund der Intensivierung des Wasserkreislaufs und der Veränderungen der allgemeinen Zirkulation wird vorausgesagt, dass Monsune größere Flächen treffen werden, wobei die Niederschläge über dem Indischen Ozean abnehmen und über Indien zunehmen werden.
Klimamodelle prognostizieren, dass der Regen im Zusammenhang mit dem indischen Monsun bis 2100 um 5 % zunehmen wird, wenn wir die Erwärmung auf 2°C über vorindustriellen Werten begrenzen, und um 10 %, wenn wir zulassen, dass es 4°C werden!
Tropische Zyklone
Tropische Zyklone sind große Stürme, die sich entlang der tropischen Ozeane bilden. Sie gelten als die heftigsten Stürme auf dem Planeten .
Um sich zu bilden, muss die Atmosphäre mehrere Bedingungen erfüllen. Wenn ein Bereich des Ozeans besonders warm wird (mehr als 27°C), erzeugt die heiße Luft eine aufsteigende Strömung, die stärker als normal ist. Diese muss mit Winden übereinstimmen, die mehr Wasserdampf in dieses Gebiet bringen, was wiederum dazu führt, dass mehr Wasser für die Antreibung des Wachstums des Sturms zu Verfügung steht.
Ein aus großen Wolken bestehender Zyklon, bildet sich, wenn die Winde nach Westen abgelenkt werden und aufgrund der Erdrotation beginnen, sich zu drehen. Wie bei den Passatwinden, wird dadurch der ankommende Wasserdampf konzentriert . Auf seinem Weg über den Ozean sammelt der Sturm mehr Wasser und wächst weiter .
Stürme bündeln Wasser von weit her
Der Sturm wächst in verschiedenen Phasen. Er beginnt als eine Ansammlung von Gewitterwolken, bis er schließlich zum ausgewachsenen tropischen Wirbelsturm wird. Bei diesem Wirbelsturm ist die aufsteigende Luftströmung in der Mitte so stark, dass der Ozean unter ihm eine große Wasserwölbung bildet. Diese ist für den Anstieg des Meeresspiegels verantwortlich, der dort, wo der Sturm das Festland erreicht, Überschwemmungen verursachen kann, die als Sturmflut bezeichnet werden .
Wie kommt hier der Klimawandel ins Spiel?
Durch die globale Erwärmung wird der Atmosphäre mehr Wasserdampf zugeführt, wodurch Stürme mehr Wasser erhalten und stärkere Regenfälle erzeugen .
Modelle prognostizieren, dass eine Erwärmung von 2 °C über dem vorindustriellen Wert, bis zum Ende des Jahrhunderts, die durchschnittliche Intensität tropischer Zyklone um 1-10 % erhöhen könnte .
Zusammenfassung
Wir wissen jetzt mehr über den Luftkreislauf in den Tropen, starken Regen/Stürme und wie der Klimawandel sie wahrscheinlich beeinflussen wird. Aber das ist alles nur ein kurzer Blick auf das komplexe System, dass wir unsere Atmosphäre nennen! Also wenn es das nächste Mal an deinem u0022sonnigen Tagu0022 regnet, denk an deine:n armen Wettervorhersager:in!
. Dasverdunstete Wasser aus dem Meer bildet Wolken, die durch Wind bewegt werden, damit es auf dem Land regen kann. 
