Das innertropische Zirkulationssystem

Die lokalen Druckverhältnisse, wieviel Luft in Richtung S und in Richtung N fließt. Wie beim Land-See-Wind strömt ein großer Teil wieder zur Stelle stärkster Einstrahlung und trifft dort mit der Luft von der anderen Hemisphäre zusammen. Die Innertropische Konvergenzzone (ITCC) bezeichnet die Stelle des Zusammentreffens.

KB5-4: ITCZ aus den Messungen der Oberflächenwinde mit dem Umweltsatelliten ERS-2 (Quelle ESA)

Es ist deutlich zu sehen, wie sich in Höhe von Panama ein Band über den Pazifik zieht, bei dem die Windrichtung sich abrupt ändert. Zu sehen ist auch, daß die Windrichtung auf der Südseite des Bandes grob SE ist, auf der Nordseite des Bandes grob NE ist. Die Winde, die in die ITCZ führen, bezeichnet man als Passate. Der Grund für die Fließrichtung ist natürlich die Coriolis-Kraft. Das Aufsteigen der Luft in der ITCZ bewirkt durch Abkühlung, daß Wasserdampf kondensiert und sich Wolken bilden. Diese erreichen durch die hohen Temperaturen und damit den kleinen feuchtadiabatischen Temperaturgradienten große Höhen und Ausdehnungen und werden oft zu Cumulonimben. Dies und das entstehende Wolkenband ist in folgender Bilderfolge deutlich zu sehen (Quelle: Space Science and Engenieering Agency):

KA5-1: Wolkenband-Entstehung und Cumulonimben-Bildung

Mehrere ausgeprägt Hadley-Zellen ziehen sich um die Erdkugel, sie sind durch stabile Hochdruckzonen am Boden charakterisiert.

KB5-5: Durchschnittlichen Lage der einzelnen Hochdruckzonen im Juli (aus DE BRIJ, 1996)

Die ITCZ ist nicht an den Äquator gebunden. Sie tritt dort auf, wo die Erwärmung der Luftmassen am größten ist. Dies ist an den Sonnenstand gebunden. Mit den in der ITCZ gebildeten Wolken geht Niederschlag einher. Er wird oft als Zenitalregen bezeichnet (wegen des Zenitstandes der Sonne). Die Veränderung der Sonneneinstrahlung im Laufe des Jahres erzeugt Niederschlag in Form von Zenitalregen in unterschiedlichen Breiten.

Zu welchen Monaten regnet es am Äquator, zwischen den Wendekreisen und an den Wendekreisen?

KB5-6: Durchschnittliche Lage der ITCZ zu den jeweiligen Sommermonaten (Nordsommer - Südsommer), (aus BRIGGS, 1994)

Wie man sieht, bewegt sich die ITCZ unterschiedlich weit vom Äquator weg. Die Hypothese drängt sich auf, daß dies an der Verteilung von Land und Wasser liegt. Über Land greift die ITCZ offensichtlich stärker nach N und S aus. Woran kann das liegen?

Versuchen Sie diese stärkere Verschiebung der ITCZ über Land anhand der unterschiedlichen thermischen Eigenschaften von Land und Wasser zu erklären.

Aus der Lage der ITCZ ergeben sich die Verläufe der Passat-Strömungen (engl. Trade Winds). Sie unterscheiden sich logischerweise zwischen April und Oktober und sind in der folgenden Abbildung dargestellt.

KI5-1: Passatwinde im April und Oktober

Verfolgt man die prinzipiellen Zugrichtungen des Passats (NE-Passat und SE-Passat), dann erkennt man, daß er sich auf den Äquator zubewegt. Was passiert, wenn er den Äquator überschreitet. Folgende Situation tritt ein:

• Die Druckgradienten verringern sich i.d.R., da man auf sich die ITCZ Zone zubewegt. Dies verringert die Winde. Man bezeichnet diese Gebiete als Kalmen (der Grund dafür liegt in der Seglerei, kalm = windstill).
• Die Coriolis-Kraft wechselt am Äquator ihr Vorzeichen. Die Coriolis-Kraft ist am Äquator exakt NULL. Dies liegt daran, daß die Änderung des Erdradius dort NULL ist. Auf der Südhalbkugel geschieht bei vorgegebener Drehrichtung der Erde eine Ablenkung nach links, auf der Nordhalbkugel nach rechts. Bei Durchgang durch den Äquator ändert sich also die Ablenkung des Windes von links nach rechts. 

In welche Richtung dreht der SE-Passat bei Übertritt über den Äquator?

KB5-7: Die Zonen, in denen der Passat über den Äquator läuft und die durch geringe Druckgradienten und damit Winde ausgezeichnet sind (aus BRIGGS, 1994)