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Naturräume Lateinamerikas
Von Feuerland bis in die Karibik
Univ. Prof. Dr. Axel Borsdorf und Mag. Hannes Hoffert
Institut für Geographie der Universität Innsbruck
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 up 4 Klimatologie, oder: Klimatische Grundstrukturen und -prozesse in Lateinamerika
 up 4.2 Dynamische Klimatologie - Grundzüge der atmosphärischen Zirkulation in Lateinamerika

4.2.1 Astronomisch-mathematische Grundlagen zur atmosphärische Zirkulation

Die Strahlungsnergie der Sonne bleibt über längere Zeiträume konstant. Ein großer Teil wird jedoch in der Erdatmosphäre absorbiert und reflektiert. Wie viel Strahlung also tatsächlich die Erdoberfläche erreicht und dort physikalisch, chemisch, biologisch und somit auch klimatisch wirksam werden kann, hängt vom Zustand der Atmosphäre ab, z.B. von der Luftfeuchtigkeit, der Bewölkung und natürlich von der Länge des Weges, den die Strahlen durch die Lüfthülle zurücklegen müssen.

Aus alledem folgt, dass die Klimazonen nicht exakt so angeordnet sein können, wie es Mathematiker oder Astronomen mit der Definition der Wende- und Polarkreise vorgegeben haben. Ginge es nach ihnen, wäre die Tropengrenze an den Wendekreise, die Polargrenze an den Polarkreisen. Ein kurzer Blick auf die Weltklimakarte eines beliebigen Atlanten zeigt jedoch, das die wahren Verhältnisse komplexer sind. Land und Meer, Bewölkung, Luftfeuchtigkeit, Meeresströmungen, Gebirge und Ebenen beeinflussen die Erwärmung der Luftmassen der Atmosphäre in unterschiedlichem Maße Dazu kommt, dass verschieden warme und daher auch unterschiedlich dichte Luftmassen aufgrund der physikalischen Gesetzten nicht ruhig nebeneinander bestehen können. Im Gegenteil: Sie trachten danach, die Dichte- d.h. korrekterweise: die Druckunterschiede auszugleichen. Das wäre am einfachsten, wenn die unter hohem Druck stehenden Lufmassen sich in horizontaler Richtung auf kürzestem Wege auf die Zonen niedrigen Drucks zu bewegen würden, was sie zunächst auch tun. Sie werden auf diesem Weg aber durch die Erdrotation abgelenkt (sog. Coriolis-Kraft), so dass Wirbel (Zyklonen oder Antizyklonen genannt) entstehen. Schließlich haben Luftmassen verschiedenen Drucks und unterschiedlicher regionaler Herkunft auch jeweils andere Temperaturen. So kommt es, dass sich kältere Luftmassen unter wärmere schieben, oder wärmere auf kältere aufgleiten. In jedem Fall kühlen dabei die zum Aufsteigen gezwungenen warmen Lüfte ab, verlieren einen Teil ihrer Feuchtespeichervermögens. (Front-)Niederschläge sind die Folge.

Über die ganze Erde reichende Luftbewegungen ergeben in Summe die planetarische Zirkulation der Atmosphäre – die atmosphärische Zirkulation.

Die Anordnung der primären Wärmequellen alleine hätte eine direkte Zirkulation zwischen Äquatorial- und Polarregionen zur Folge. Aufgrund der hohen Strahlungseinwirkung über dem Äquator steigt hier die Luft auf und strömt in der Höhe polwärts ab, kühlt dabei unter Ausstrahlung zugleich ab. Im Polarraum sinkt sie ab, und fließt dort an der Erdoberfläche unter Erwärmung in Richtung Äquator ab. Dieser bereits 1735 beschriebene Zyklus wird jedoch von der Erdrotation und der durch sie bewirkten Corioliskraft verhindert. Sie verhindert die direkte Luftzirkulation zwischen Äquator und Polsphärische Deshalb folgt die tatsächliche atmosphärische Zirkulation nur in einem eingeschränkten Breitenintervall dem zu erwartenden Schema. Die übrigen Bereich werden von komplizierten multikausalen Teilzirkulationen geprägt, die nichtsdestoweniger im folgenden kurz erklärt werden sollen

Dazu ist es zunächst nötig, sich klarzumachen, das die Erdatmosphäre über dem Äquator bei aufsteigender warmer Luft weitaus mächtiger ist als über den Polen, wo die Luft kalt ist und daher am Boden unter hohem Druck steht. Im Polarraum ist im Verhältnis dazu die Luft in der Höhe weniger dicht, in den Tropen dagegen herrscht am Boden Tiefdruck, der Höhe dagegen Hochdruck. An der Obergrenze der Atmosphäre besteht zwischen den beiden Zonen ein starkes Druckgefälle. Wenn nun also die unter hohen Druck stehende Luft hoch über dem Äquator dem natürlichen Druckausgleich folgend nach Norden abfließt, entstehen außerordentlich starke Winde, die als „jet stream“ bekannt geworden sind und bei jedem Flugreisenden, etwa auf der Strecke New York-Europa, gefürchtet sind (Turbulenzen).

Nun ist noch zu bedenken, dass aus den bodennah vom Pol abströmenden kalten Winden infolge der Corioliskraft Ostwinde werden, aus den polwärts gerichteten warmen Winde in der Höhe dagegen Westwindeentstehen. Wegen des starken Druckgefälles setzen sich die Jetstreams in den mittleren Breiten bis zum Boden durch, wo sie als Westwinde auftreten. Dort treffen sie mit den vom Pol abströmenden Ostwinden zusammen. . Es entsteht im Grenzgebiet der großen Luftmassen die „Polarfront“, wobei die kalten Luftmassen unter die warmen geschoben werden und als sog. „Zyklonen“ von West nach Ost ziehen.. Diese Zyklonen dominieren im sog. Westwindgürtel das Wettergeschehen. Besonders auf der Südhalbkugel, wo in dieser Breitenlage der Störfaktor Kontinentalrelief wegen der geringen Landmasse keine große Rolle spielt,, kommen die Westwinde besonders gut zur Geltung. Bei Seeleuten sind sie als „Roaring Forties“ gefürchtet. Man spricht in diesen Breiten von der subpolaren Tiefdruckfurche. Dieser stehen nahe den Wendekreisen die subtropischen Hochdruckzellen gegenüber, die sich an der äquatorwärtigen Seite der Westwinde ansiedeln, weil sie aus kühlerer, also dichterer Luft gebildet werden. In diesen Hochdruckgebieten herrscht eine absteigende Luftbewegung. Die Luftfeuchtigkeit kommt daher nicht zur Kondensation, der Himmel ist praktisch wolkenlos. An der Erdoberfläche sind Windstillen (sog. Kalmen) häufig. In der Zeit der Segelschifffahrt erhielten diese subtropischen Gebiete hohen Drucks den Namen Rossbreiten, da infolge Wassermangels bei der Überfahrt nach Amerika Pferde verendeten oder notgeschlachtet wurden.

Trotz aller dieser sehr komplexen Zusammenhänge herrscht auf der Erde eine zonale (breitenkreisparallele) Gliederung in immerfeuchte innere Tropen , und einen wechselfeuchten randtropischen Bereich, der vor allem dann Regenzeiten hat, wenn die Sonne im Zenit steht und die erhitzte Luft zum Aufsteigen, somit auch um Abkühlen und damit wiederum zum Abregnen zwingt. Den Rossbreiten der Seeleute entspricht auf den Kontinenten eine Wüstenzone extremer Aridität im Bereich der Wendekreise. Während in den Tropen die Niederschläge im Sommer, d.h. bei senkrechtem Sonnenstand, fallen, sind sie polwärts der Wüstenzonen an die Zyklonen gebunden, die nur vor allem im Winter die sich an die Halbwüsten anschließenden Regionen erreichen. Dies sind (an der Westseite der Kontinente) die Winterregenklimate, die auch als „mediterran“ bezeichnet werden. Mit zunehmender Breite fallen die Niederschläge ganzjährig, um schließlich nördlich des Polarkreises immer spärlicher zu werden und den Kältewüsten der Pole Platz zu machen.

In Lateinamerika ist diese Gliederung ebenfalls zu beobachten, durch das stark akzentuierte Relief allerdings in stark modifizierter Form.

Gerade in Lateinamerika haben aber die Passate eine besondere Bedeutung. Diese Winde müssen daher noch erklärt werden. Sie führen uns auch zu einem weiteren wichtigen Faktor des Weltklimas, der sogenannten „Innertropischen Konvergenz“ (ITC). Passate sind Winde, die ausgehend von den Rossbreiten (also Zonen hohen Luftdrucks) in die äquatoriale Tiefdruckrinne strömen und ihrer Hauptrichtung entsprechend dabei durch die Corioliskraft nach Osten abgelenkt werden. Auf der Nordhalbkugel sind dies die Nordostpassate, in der südlichen Hemisphäre dagegen die Südostpassate. Diese Winde treffen in Äquatornähe aufeinander, haben sich auf ihrem Weg dorthin ständig aufgeheizt und steigen nun, auch unter Einfluss der im Zenit stehenden Sonne rasch auf. Dies wird im lokalen Maßstab als „Konvektion“ bezeichnet, die nachmittäglichen Starkniederschläge während der tropischen Regenzeiten sind daher auf Konvektionsvorgänge zurückzuführen. Im globalen Maßstab dagegen wird das Aufeinandertreffen der an den Wendekreisen wurzelnden Passate als „Konvergenz“ verstanden, die sich in den inneren Tropen ergibt, als als innertropische Konvergenz.

In Wahrheit aber, das haben die vorstehenden Ausführungen gezeigt, trifft dieser Begriff nicht ganz den Kern. Denn eigentlich, und auf dieser Erkenntnis fußt die moderne dynamische Klimatologie, bilden nicht die Passate den Motor des Weltklimas, sondern die starke Erwärmung der Luft am Äquator, die die Passate wie ein gewaltiger Staubsauger anzieht, die Atmosphäre über dem längsten Breitenkreis ausbeulen läßt und jenes Druckgefälle zur Folge hat, das wiederum die Ursache für die Entstehung des Westwindgürtels ist. Wer dieses Geschehen verstanden hat, für den ist es nicht mehr schwer, die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in dieses System, etwa durch Regenwaldkolonisation und Veränderung der (scheinbar) lokalklimatischen Verhältnisse, zu verstehen.

 down 4.2.1.1 Corioliskraft
 down 4.2.1.2 Hochs und Tiefs
 down 4.2.1.3 Passate
 down 4.2.1.4 Wirbelstürme
 down 4.2.1.5 Außertropische Zirkulation
 down 4.2.1.6 Jet-Strams
 down 4.2.1.7 Das Zirkulationsschema der Atmosphäre im Januar
 down 4.2.1.8 Das Zirkulationsschema der Atmosphäre im Juli
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