Strahlungshaushalt und Wärmeverteilung

Der Strahlungshaushalt der Erde einfach erklärt beschreibt das Zusammenspiel von eingehender und ausgehender Strahlung. Die Sonne sendet kurzwellige Strahlung zur Erde, während die Erde langwellige Strahlung in Form von Wärme abgibt.

Highlight: Der Strahlungs- und Wärmehaushalt der Erde ist ein komplexes System aus Absorption, Reflexion und Emission von Energie, das maßgeblich unser Klima bestimmt.

Die Terrestrische Strahlung spielt eine wichtige Rolle beim Wärmehaushalt der Erde. Die von der Erdoberfläche ausgehende langwellige Strahlung wird teilweise von den Treibhausgasen in der Atmosphäre absorbiert und zurück zur Erde gestrahlt, was den natürlichen Treibhauseffekt verursacht.

Der Wärmehaushalt Definition nach umfasst alle Prozesse der Energieaufnahme, -verteilung und -abgabe im System Erde-Atmosphäre. Dabei sind besonders die Meeresströmungen und Luftbewegungen für den globalen Wärmetransport verantwortlich.

Globale Windsysteme und Passatzirkulation

Die globalen Windsysteme spielen eine entscheidende Rolle für den Energieausgleich zwischen den verschiedenen Klimazonen der Erde. Ein besonders wichtiges Element dieser Systeme ist die Passatzirkulation, auch bekannt als Hadley-Zelle.

Die Passatzirkulation entsteht durch den Energieüberschuss am Äquator und das Energiedefizit in den Subtropen. Am Äquator erwärmt sich die Luft stark, steigt auf und strömt in der Höhe zu den Subtropen. Dort kühlt sie ab, sinkt ab und strömt als bodennaher Wind - der Passat - zurück zum Äquator.

Definition: Passatwinde - Beständige Winde in den Tropen, die von den Subtropen zum Äquator wehen.

Die Ursachen für die Entstehung der Passatzirkulation sind:

1. Der steile Einfallswinkel der Sonnenstrahlen am Äquator, der zu starker Erwärmung führt.
2. Der flache Einfallswinkel der Sonnenstrahlen in den Subtropen, der zu geringerer Erwärmung führt.
3. Die Kugelgestalt der Erde, die dazu führt, dass sich die Sonnenenergie in den Polarregionen auf größere Flächen verteilt.

Highlight: Die Passatzirkulation ist ein wichtiger Mechanismus für den globalen Wärmetransport und beeinflusst das Klima in den Tropen und Subtropen maßgeblich.

Ein weiteres wichtiges Element der globalen Windsysteme ist die Innertropische Konvergenzzone (ITC). Dies ist der Bereich, in dem die Passatwinde der Nord- und Südhalbkugel aufeinandertreffen. Hier steigt Luft auf, was zu starker Wolkenbildung und Niederschlägen führt.

Vocabulary: Innertropische Konvergenzzone (ITC) - Bereich nahe dem Äquator, in dem die Passatwinde der Nord- und Südhalbkugel zusammentreffen.

Die globalen Windsysteme werden zusätzlich durch die Corioliskraft beeinflusst, die aufgrund der Erdrotation entsteht und die Winde auf der Nordhalbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links ablenkt. Dies führt zu komplexen Windmustern und beeinflusst die Entstehung von Wettersystemen wie Hochs und Tiefs.

Die Walker-Zirkulation und Meeresströmungen im Pazifik

Die Strahlungs- und Wärmehaushalt der Erde wird maßgeblich durch die Walker-Zirkulation im Pazifik beeinflusst. Diese atmosphärische Zirkulation erstreckt sich entlang des Äquators und spielt eine zentrale Rolle für das globale Klimasystem. Während der normalen Walker-Zirkulation transportiert der Südostpassat warmes Oberflächenwasser von der südamerikanischen Küste in Richtung Südostasien.

Definition: Die Walker-Zirkulation ist ein atmosphärisches Zirkulationssystem am Äquator, das durch die Wechselwirkung zwischen Meeresströmungen, Temperaturen und Luftdruckgebieten entsteht.

An der Westküste Südamerikas herrschen während der normalen Walker-Zirkulation ausgeprägte Dürrebedingungen. Dies liegt daran, dass das warme Oberflächenwasser durch den Südostpassat westwärts transportiert wird, wodurch sich ein Warmwasserbereich vor Indonesien und Asien bildet. Über diesem warmen Wasser steigt die Luft stark auf, was zur Bildung eines Tiefdruckgebiets führt. Dieses Tiefdruckgebiet bringt reichlich Niederschläge für Nordaustralien und Indonesien.

Das Phänomen des Upwellings vor der südamerikanischen Küste wird durch zwei Hauptfaktoren verursacht: Zum einen zieht der Südostpassat das warme Oberflächenwasser weg, zum anderen bringt der Humboldtstrom kaltes Tiefenwasser aus dem Süden. Der Humboldtstrom ist dabei eine kalte Meeresströmung, die sauerstoffreiches Wasser aus der Antarktis entlang der Westküste Südamerikas nordwärts transportiert.

Highlight: Über kaltem Meerwasser bilden sich Hochdruckgebiete, da sich die kühlere Luft zusammenzieht und absinkt. Im Gegensatz dazu entstehen über warmem Meerwasser Tiefdruckgebiete, da die warme Luft aufsteigt.