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Außertropische Zirkulation und Klimawandel

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Erklärung der Zusammenhänge zwichen Hoch- und Tiefdruckgebieten auf der Nordhalbkugel, dynamischen Druckgebieten, dem Jetstream und Hitzewellen

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Außertropische Zirkulation und Klimawandel

  1. 1. Außertropische Zirkulation und Klimawandel Jetstream, Dynamische Druckgebiete, Hitzewellen Ortsgruppe Jena AG Bildung
  2. 2. Physikalische Grundlagen • Wetter spielt sich in Troposphäre ab (bis ca. 10 km Höhe) • Warme Luft ist leichter als kalte Luft → steigt auf • Luftdruck und –temperatur nimmt mit der Höhe ab • Luft fließt vom hohen zum tiefen Druck • Warme Luft nimmt mehr Wasserdampf auf als kalte • Coriolis-Kraft: Ablenkung von Wind nach rechts (Nordhalbkugel) https://www.air4you.de/wp-content/uploads/2016/05/heissluftballonfahrt-oberhausen.jpg, 03.08.2019
  3. 3. Drehrichtung von Hoch und Tief (Nordhalbkugel) • Luftströmung durch Druckgradient: • Ablenkung durch Coriolis-Kraft • Resultat: H H H T T T
  4. 4. Polar-Hoch und Tropen-Tief https://img.posterlounge.de/img/products/450000/444228/444228_poster_l.jpg, 03.08.2019 Sonne Warm Kalt T H kalte Luft sinkt ab → hoher Druck am Boden warme Luft steigt auf → tiefer Druck am Boden weiß: Polarfront T H
  5. 5. Polarfront-Jetstream https://de.wikipedia.org/wiki/Jetstream, 03.08.2019; Hans Häckel: Meteorologie, 6. Auflage 2008 → Druckausgleich vom tropischen Höhenhoch zum polaren Höhentief + Coriolis-Ablenkung → horizontale und vertikale Konzentrierung der Winde an Polarfront → Resultat: erdumspannendes, schmales Windband in 10 km Höhe um 45. Breitengrad → Windgeschwindigkeiten von tw. über 500 km/h
  6. 6. Entstehung von dynamischen Druckgebieten https://media.diercke.net/omeda/800/6416E_2.jpg, 03.08.2019
  7. 7. Entwicklung dynamischer Tiefs T T T https://www.klett.de, 03.08.2019
  8. 8. Durchzug dynamischer Tiefs und Wetter https://wiki.bildungsserver.de/klimawandel/upload/thumb/Warm_kalt_front.jpg/620px-Warm_kalt_front.jpg, 03.08.2019
  9. 9. Rossby-Wellen: Verlagerung des Jetstreams https://physicsworld.com/wp-content/uploads/2019/01/Rossby-waves.png, https://www.zdf.de/assets/wetter-hitzerekord-102~2400x1350?cb=1561731166886, 3.08.2019 Verlagerung der Wellen
  10. 10. 7-Wellen-Muster und Quasiresonanz Figure 3 from Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern, Kai Kornhuber et al 2019 Environ. Res. Lett. 14 054002 doi:10.1088/1748-9326/ab13bf -7-Wellen-Muster relativ stabil (Resonanz!) -bedingt durch Meer-Land-Verteilung -Hitze sehr wahrscheinlich: West-Europa, Zentral-USA, Kaspische Region
  11. 11. Klimawandel und Wetterextreme • Beobachtete Veränderungen: • Rossby-Wellen werden größer und stabiler • Wellenverlagerung nach Osten langsamer, teilweise Stillstand! („phase-locked events“) → 7-Wellen vor 1999 nie ≥ 2 Wochen!!! • Ursachen: • Arktis wärmer→ Polar-Höhentief schwächer → Jetstream schwächer • Temperaturgradient Land – Meer höher → größere Rossby-Wellen • Abschwächung Golfstrom? • Folgen: • Extremwetterereignisse wahrscheinlicher, intensiver und länger • Bsp.: Hitzewellen 2003, 2006, 2012, 2015, 2018
  12. 12. Beispiel: Hitzewelle 2018 Figure 1 from Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern, Kai Kornhuber et al 2019 Environ. Res. Lett. 14 054002 doi:10.1088/1748-9326/ab13bf Temperaturanomalien auf Nordhalbkugel Anfang Juli 2018:
  13. 13. Beispiel: Hitzewelle 2018 Figure 2 from Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern, Kai Kornhuber et al 2019 Environ. Res. Lett. 14 054002 doi:10.1088/1748-9326/ab13bf
  14. 14. Quellen: • Hans Häckel: Meteorologie, 6. Auflage 2008 • Extreme weather events in early summer 2018 connected by a recurrent hemispheric wave-7 pattern, Kai Kornhuber et al 2019 Environ. Res. Lett. 14 054002 doi:10.1088/1748- 9326/ab13bf • Projected changes in persistent extreme summer weather events: The role of quasi-resonant amplification, Michael E. Mann et al 2018, Science Advances, DOI:10.1126/sciadv.aat3272

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