Corioliskraft

Corioliskraft Übung

• Zeige die verschiedenen Geschwindigkeiten durch die Erdrotation auf.

  Tipps

  Die Erde steht nicht still, sondern sie dreht sich. Durch diese Drehung werden die Luftströme abgelenkt.

  Je weiter weg ein Ort vom Äquator ist, desto kürzer ist der Erddrehungsweg und desto langsamer ist dort die Geschwindigkeit.

  Lösung

  Die Erkenntnisse aus dieser Übung sind super spannend:

  • Die Erde dreht sich ja einmal pro Tag um sich selbst.

  • Am Äquator ist die Bahnlänge am längsten. Die Äquatorlänge misst ca. 40.075 km.
  • Teile die Länge des Äquators durch die 24 Stunden des Tages.
  • Dann erhältst du die Geschwindigkeit der Erdrotation am Äquator: ca. 1.670 km pro Stunde.

  • Der Umfang des nördlichen Polarkreises misst nur ca. 15.996 km.
  • Teile auch diese Länge durch die 24 Stunden des Tages.
  • Und deine Erkenntnis: Hier dreht sich die Erde ja wirklich viel langsamer: ca. 666 km pro Stunde.

• Fasse die Ablenkung der Luftmassen durch die Erdrotation zusammen.

  Tipps

  Die Geschwindigkeit der Luftmassen orientiert sich am Ort des Entstehens.

  Am Äquator ist die Bahngeschwindigkeit am höchsten. Bewegt sich ein Wind von dort weg, ist er stets schneller als die Erdoberfläche. Die Ablenkung erfolgt also nach Osten.

  An den Polen ist die Bahngeschwindigkeit am langsamsten. Bewegt sich ein Wind von dort weg, ist er stets langsamer als die Erdoberfläche. Die Ablenkung erfolgt also nach Westen.

  Lösung

  Merke dir also Folgendes:

  $\rightarrow$ Die Winde behalten die Geschwindigkeit des Ursprungsortes bei.

  • Dadurch sind sie vom Äquator weg schneller unterwegs als die unter ihnen drehende Erdoberfläche.
  • Starten sie von den Polen, sind sie langsamer unterwegs als die unter ihnen drehende Erdoberfläche.

  $\rightarrow$ Das heißt also, die Winde werden abgelenkt.

  • Auf der Nordhalbkugel in Richtung rechts und auf der Südhalbkugel in Richtung links.

  $\rightarrow$ Diese Ablenkung der Bewegung, die mit der Erdrotation in Verbindung steht, nennt man Corioliskraft.

  • Die Corioliskraft wirkt auf Luftmassen (Winde) und auf die Meeresströmungen.

• Untersuche die planetarische Zirkulation.

  Tipps

  Ein Ausgleich vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet findet statt.

  Aus diesem Druckausgleich entstehen regionale Windsysteme.

  Neben den regionalen Winden gibt es globale Windsysteme, die bestimmten Mustern folgen und planetarische Zirkulation genannt werden.

  Lösung

  Jetzt bist du langsam ein richtiger Windexperte.

  • Du weißt, dass Winde durch natürliche Ausgleichsströmungen zwischen Hoch- und Tiefdruckgebieten entstehen.
  • Neben diesem Ausgleich sind weitere Faktoren ausschlaggebend: unter anderem die Intensität der Sonnenstrahlung und die Corioliskraft.

  Am Computer führen ForscherInnen Simulationen zur Geschwindigkeit der Erdrotation durch:

  • Würde die Erde kaum oder gar nicht rotieren, gäbe es auf der Welt wohl ein sehr einfaches Windsystem: 1. Warme Luft steigt am Äquator auf. 2. Diese sinkt auf dem Weg zu den Polen ab und 3. fließt am Boden wieder zurück.
  • Aber die Erde dreht sich eben mit dieser enormen Geschwindigkeit und dadurch entstehen drei große Windkreisläufe.
  • Du kannst sie in der Abbildung verorten: Hadley-Zelle, Ferrel-Zelle und Polare-Zelle.

• Charakterisiere die Passatwinde.

  Tipps

  Am Äquator bewegen sich die Luftmassen: Es kommt zum Aufstieg warmer Luft.

  Bei der Äquatorialen Tiefdruckrinne liegen viele Tiefdruckgebiete nebeneinander. Denn beim Aufstieg warmer Luft sinkt der Druck am Boden.

  Rund um den 30. Breitengrad sind die Luftmassen abgekühlt und sinken wieder ab.

  Lösung

  Die Winde der Welt... Die Natur hat mal wieder alles clever zusammengefügt.

  • Es gibt Windsysteme, die sich in bestimmten Gebieten etabliert haben.
  • Man nennt dieses Phänomen Planetarische Zirkulation oder Globale Windsysteme.

  • Die Hadley-Zelle ist ein Beispiel: Warme Luft steigt am Äquator auf. Dort entsteht die Äquatoriale Tiefdruckrinne, auch Innertropische Konvergenzzone genannt.
  • Die warme Luft zieht in Richtung der Pole und kühlt ab. Deshalb sinkt sie ab und wird als Passatwind wieder zurück zum Äquator getragen.

  • In der Abbildung kannst du die Richtung der Zirkulation erkennen.
  • Erfolgt sie im oder gegen den Uhrzeigersinn? Ja richtig, gegen den Uhrzeigersinn...

• Definiere die Passatwinde.

  Tipps

  Nordostpassat weht, wie der Name schon sagt, aus Nordosten.

  Lösung

  Auf der Erde gibt es viele verschiedene Windströmungen.

  • Ziemlich bekannte Windströmungen sind die Nordost- und Südostpassate.
  • Diese Passatwinde kommen zwischen dem Äquator und etwa dem 30° Breitengrad Nord und Süd vor.

  Die Passatwinde und weitere großräumige Windströmungen werden als planetarische Zirkulation beschrieben, also ein globales Windsystem.

• Analysiere die verschiedenen globalen Windsysteme.

  Tipps

  Die Innertropische Konvergenzzone wird auch als Äquatoriale Tiefdruckrinne bezeichnet.

  Die Umkehr der Winde zurück zum Äquator entsteht durch die Ansaugung der Luft vom Äquator-Tiefdruckgebiet.

  Bei den Polaren Ostwinden ziehen die Winde vom polaren Hoch zum subpolaren Tief. Die Corioliskraft lenkt die Winde wieder ab: im Norden nach rechts und im Süden nach links.

  In Deutschland liegen wir in der Westwindzone.

  Lösung

  Die Planetarische Zirkulation hat wirklich viel zu bieten, oder?

  Wichtige Grundlagen sind immer

  $\rightarrow$ die Intensität der Sonneneinstrahlung,

  $\rightarrow$ die Ausgleichsbewegung der Luftmassen vom Hochdruck zum Tiefdruck sowie

  $\rightarrow$ die Ablenkung der Bewegung durch die Corioliskraft.

  Und daraus entstehen dann die hier beschriebenen vielfältigen Windsysteme.

  Versuche nochmal selbst, die Passatwinde, die Westwinde und Polarwinde zu beschreiben. Binde dabei die Corioliskraft und deren Ablenkungsrichtungen auf der Nord- und Südhalbkugel ein.