Die atmosphärische Zirkulation der Tropen und Subtropen

Die Passat- und Monsunzirkulation

Die Passatzirkulation

Ablauf der Passatzirkulation (Animation)

Die Passatzirkulation ist der Teil der allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre, der zwischen 30°N und 30°S wirksam ist. Die Erwärmung der Erde am Äquator durch die Sonne ist sehr groß, da hier die Sonne ganzjährig nahezu im Zenit steht. Die warme Luft dehnt sich aus, strömt dabei in die Höhe und der Luftdruck sinkt ab. Die aufsteigende Luft kühlt sich ab, dabei kommt es zu Wolkenbildung und Niederschlägen (Konvektion). Diese Niederschläge werden Zenitalregen genannt. Wenn die Luft in die Höhe strömt entsteht eine Sogwirkung; es bilden sich Tiefdruckgebiete um den Äquator - die äquatoriale Tiefdruckrinne.

In der Höhe strömt die Luft nach Norden oder Süden. Dieser als Antipassat bezeichnete Höhenwind weht in Richtung der Wendekreise, wobei sich die Luft abkühlt und absinkt. Beim Absinken dieser Luft (Urpassat) erwärmt sie sich. Die im Bereich der Passatwinde vom Boden aufsteigende Luft kühlt sich ab. Dadurch lagern sich zwei Schichten übereinander: warme abgesunkene Luft und darunter kalte aufgestiegene Luft - es bildet sich die Passatinversionsschicht aus. So wird ein Luftaustausch verhindert, denn die leichte warme Luft kann nicht weiter absinken, weil darunter die schwere kalte Luft liegt. Dadurch können sich im Bereich der Passatwinde keine hohen Wolken und dadurch keine Niederschläge bilden. Der Hauptteil der absinkenden Luft erreicht bei ca. 30°N bzw. S den Boden. Dabei erwärmt sich die Luft wieder und es werden mehrere Luftschichten übereinander gelagert - es entsteht ein Hochdruckgebiet.

Diese Hochdruckgebiete bei etwa 30°N gehören zum subtropischen Hochdruckgürtel, ein bekanntes ist das Azorenhoch. Zwischen dem subtropischen Hochdruckgürtel und der äquatorialen Tiefdruckrinne müssen Ausgleichströmungen wehen; diese heißen Passatwinde. Die Passatwinde strömen am Äquator wieder zusammen ("konvergieren"). Deshalb wird die äquatoriale Tiefdruckrinne auch Innertropische Konvergenzzone (ITC oder ITCZ) genannt.

Der Passat auf der Nordhalbkugel weht aus Nord-Ost (Nordost-Passat), da er durch die Coriolis-Kraft nach rechts abgelenkt wird. Der Passat auf der Südhalbkugel ist demzufolge ein Südost-Passat, da er nach links abgelenkt wird. Passatwinde sind wegen ihrer Entstehung aus dem subtropischen Hochdruckgürtel warme und trockene Winde. Wenn sie aber über Meeresflächen wehen, sind sie warm und feucht.

Wanderung der ITC mit dem Zenitstand der Sonne

Da der Zenitstand der Sonne innerhalb eines Jahres wandert (südlicher Wendekreis - Äquator - nördlicher Wendekreis - Äquator...), verlagert sich auch die Linie der größten Sonneneinstrahlung. Das bedeutet auch, dass sich die ITC im Laufe eines Jahres verschiebt - und mit ihr die gesamte Passatzirkulation und atmosphärische Zirkulation. Diese Lageveränderung ist aber auch noch von der Land-Meer-Verteilung und von der Lage von Gebirgen abhängig.

Aufgrund der Lageveränderung der Passatzirkulation innerhalb eines Jahres, lässt sich das Klima der Tropen und Subtropen erklären. Beispielsweise liegt Niamey im Sommer unter Einfluss der ITCZ - es gibt viele Niederschläge - und im Winter unter dem Einfluss der trockenen Passatwinde, weil sich dann die ITCZ nach Süden verlagert hat.

Die Monsunzirkulation

Die Monsunzirkulation ist eine Sonderform der Passatzirkulation. Monsune sind beständig wehende Winde in den Tropen, die halbjährlich ihre Richtung wechseln.

Sommermonsun, Südwestmonsun		Im Nordsommer erwärmt sich der Kontinent stark, so dass sich dort Tiefdruckgebiete bilden - die ITC verlagert sich bis über den Himalaya. Die Südostpassate, die aus dem südlichen subtropischen Hochdruckgürtel nach Norden wehen, werden beim Übertritt des Äquators zu Südwestwinden, da die Coriolis-Kraft auf der Nordhalbkugel Strömungen nach rechts ablenkt. Dieser Sommermonsun nimmt über dem Indik Feuchtigkeit auf. Dies führt über Indien zu kräftigen Niederschlägen.
Wintermonsun, Nordostmonsun		Im Nordwinter verlagert sich die ITC durch die Wanderung des Zenitstandes der Sonne auf die Südhalbkugel. Über Ostasien bildet sich gleichzeitig ein Kältehoch, weil im Winter der Kontinent stark auskühlt und diese kalte Luft zu einer absinkenden Bewegung gezwungen wird. Wegen dieser Konstellation der Luftdruckgebiete wehen Nordostwinde über Indien und dem Indischen Ozean zum Äquator und der ITC. Der Wintermonsun, der kühl und trocken ist, entspricht dem Nordostpassat.

Die Gründe für die Monsunzirkulation über Indien sind die unterschiedliche Land-Meer-Verteilung und die damit verbundene extreme Nordverlagerung der Innertropischen Konvergenzzone. Auf Monsunwinde bzw. ähnliche Winde trifft man außer in Indien noch in Westafrika (Oberguinea), Südamerika (Brasilien), Hinterindien und Nordaustralien. Neben diesen tropischen Monsunen gibt es auch noch die außertropischen Monsune.

© Matthias Forkel,