Thermisch direkte Zirkulationen

Klein- bis mesoskalige thermisch direkte Zirkulationen können wesentlich das Wetter an einem Ort bestimmen. Bekannte kleinräumige thermische Zirkulationen sind zum Beispiel die Land- und Seewindzirkulation sowie die Berg- und Talwindzirkulation.

Beispiele für thermische Zirkulationen

Typische Beispiele lokaler thermisch direkter Zirkulationen sind das Berg- und Talwindsystem sowie das Land- und Seewindsystem, wobei an letzteren eine thermisch direkte Zirkulation im folgenden schematisch erläutert sei:

Die Land-und Seewindzirkulation

Wenn sich tagsüber das Land stärker als die Wasserfläche erwärmt, dann entsteht in Bodennähe ein Druckgefälle vom Land zum Meer hin, während in der Höhe ein Druckgefälle vom Meer zum Land entsteht. Das Druckgefälle in Bodennähe sorgt dann für eine direkte Ausgleichsströmung in Form eines kühlen, feuchten Seewindes. Ab dem späten Nachmittag an stellen sich durch die stärkere Auskühlung der Landfläche gegenüber dem Meer die umgekehrten Verhältnisse ein, d.h. es entsteht ein Druckgefälle vom Land zum Meer (in der Höhe vom Meer zum Land). Dann weht bodennah der infolge von Bodenreibung etwas schwächere Landwind.

IN DER NACHT: Der Landwind weht auf das Wasser hinaus, da die Luft über dem Meer aufsteigt und aus Massenerhaltungsgründen vom Land nachströmt.

TAGSÜBER: Ein kühler Seewind whet aufs Land, da die Luft über dem Land aufsteigt und aus Massenerhaltungsgründen vom Meer nachströmt.

Das Berg- und Talwindsystem

Bei Berg- und Talwindsystemen spielen prinzipiell die gleichen Prozesse eine Rolle, sie sind jedoch ein wenig komplexer, da hier noch Hangauf- und Hangabwinde mit in die Zirkulation intregiert sind. Es erwärmen sich z.B. morgens und vormittags die von der Sonne beschienenen Berghänge relativ rasch und geben einen Teil der Wärme an die hangnahen Luftschichten ab. Dadurch erwärmen sich diese hangnahen Luftschichten gegenüber der freien Atmosphäre stärker und beginnen, am Hang aufzusteigen.

Ersatzweise strömt Luft aus den Tallagen nach. Ab Mittag werden dann die Hangaufwinde komplett durch den Talwind abgelöst. In der freien Atmosphäre existieren schwache Ausgleichsströmungen, die die Zirkulation schließen. Nachts kehren sich die Verhältnisse entsprechend wieder um.

Die Zirkulationen bei Berg- und Talwindsystemen in Abhängigkeit von der Tageszeit kann man sehr schön der folgenden Abbildung [nach F. Defant] entnehmen.

Abbildung: Berg- und Talwindzirkulation (nach F. Defant)

• a) Sonnenaufgang: Einsetzen der Hangaufwinde, Anhalten des Bergwindes.
• b) vormittags: Hangaufwinde, kein Berg- oder Talwind
• c) mittags: Hangaufwind, Talwind
• d) später Nachmittag: kein Hangwind, Talwind
• e) abends: Einsetzendes Hangabwindes, noch Talwind
• f) Anfang der Nacht: Hangabwindzirkulation
• g) Mitte der Nacht: Hangabwind, Bergwind
• h) vor Sonnenaufgang: kein Hangwind, Bergwind

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