Wind ist eine allgegenwärtige Kraft. Von einer sanften Brise bis zu einer kalten arktischen Explosion prägt sie ständig die Landschaft und das Wetter. Aber woher kommt der Wind?
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Einfach ausgedrückt, Wind ist die Bewegung der Luft um uns herum, die durch Druckunterschiede in der Erdatmosphäre erzeugt wird. Luft ist eine Flüssigkeit und gehorcht genau wie Wasser den Gesetzen der Flüssigkeitsdynamik. Laut Chris Maier, Meteorologe beim National Weather Service der National Oceanic and Atmospheric Administration, wird versucht, aus einem Gebiet mit höherem Druck in ein Gebiet mit niedrigerem Druck überzugehen.
Die mit Luft gefüllte Erdatmosphäre wird ständig aber ungleichmäßig unter Druck gesetzt, wobei an verschiedenen Stellen Höhen und Tiefen auftreten, die durch die ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche durch die Sonne verursacht werden. Die Luft am Nord- oder Südpol ist kälter und dichter, während die Luft am Äquator wärmer ist und leichter aufsteigt. Die kältere, stärker unter Druck stehende Polarluft versucht ständig, sich zum Äquator zu bewegen, um die warme, aufsteigende Luft zu ersetzen.
Das schafft die globale Zirkulation der Erde, sagt Maier. Es gibt Windgürtel, die den Planeten entlang von Breitengraden kreisen, die jeweils bestimmte Eigenschaften haben und spezifische Wettermuster erzeugen.
Eine dieser Bands ist die Intertropical Convergence Zone in der Nähe des Äquators, wo sich die Passatwinde treffen. Seeleute nannten die Passatwinde, die sie aufgrund ihres relativ zuverlässigen Verhaltens benutzten.
Auf der Nordhalbkugel entstehen Passatwinde, wenn sich warme Luft vom Äquator wegbewegt und aufgrund der Erdrotation leicht nach rechts gebogen wird. Dies ist als Coriolis-Effekt bekannt. Die warme Luft wird von Nordosten nach Südwesten in Richtung Äquator gedrückt, dank der herabstürzenden Polarluft. Dasselbe passiert auf der südlichen Hemisphäre, wobei die Passatwinde von Südosten nach Nordwesten gedrückt werden.
Da die nördlichen und südlichen Passatwinde in der Nähe des Äquators zusammenlaufen, bilden sie eine Zone mit wenig bis gar keinem Wind und einer Tendenz zu kurzzeitigen heftigen Regenstürmen. Seeleute haben diese Zone die Flaute für Äonen genannt.
In den angrenzenden USA ist eine als Westerlies bekannte Band die Hauptkraft hinter Wind und Wetter, wobei die meisten Stürme entlang einer West-Ost-Strecke verlaufen, sagt Maier.
Jetstreams helfen auch dabei, diese Wind- und Klimamuster zu steuern. Die Jet-Streams - es gibt mindestens einige - reichen von 25.000 bis 50.000 Fuß über der Erde und „sind im Grunde schnell fließende Luftflüsse“, sagt Maier.
Sie helfen, Grenzen zu bilden - eine Gegenkraft gegen die Polarluft, die zum Äquator vordringt, und gegen die warme Luft, die sich vom Äquator wegbewegt, sagt er. Die Jetstreams können von Tag zu Tag ihren Kurs, ihre Geschwindigkeit oder ihre Höhe ändern. Die Streams werden häufig von Fluggesellschaften und Militär genutzt, um die Geschwindigkeit zu erhöhen, ohne mehr Treibstoff zu verbrauchen.
In den USA treibt das aktuelle Wettermuster in El Niño - bei dem wärmeres Wasser im Pazifik vor Peru und Ecuador eine Blase wärmerer, weniger unter Druck stehender Luft erzeugt, die dann nach Norden strömt - den üblichen nordamerikanischen Jetstream nach Norden und erweitert einen weiteren Jetstream der südliche Teil von Amerika. Das bringt mehr Schnee und Regen nach Kalifornien, mehr nasses Wetter an der Golfküste und mildere Temperaturen im Osten.
Auch auf lokaler Ebene macht sich der Wind bemerkbar. Im Winter ist die Luft kälter, dichter und druckvoller. Kältere Luft strömt beim Öffnen einer Tür aus einem beheizten Haus mit geringerem Druck ein. Menschen, die in der Nähe der Berge leben, werden bemerken, dass tagsüber, wenn sich das Tal erwärmt, warme Luft die Hänge hinaufsteigt, während abends kältere, dichtere Luft zurück ins Tal drückt.
Am Strand befindet sich dichtere Luft über kühlem Wasser, während sich Niederdruckluft über wärmerem Land befindet. Die kältere Luft versucht sich ins Landesinnere zu bewegen, um den Druck auszugleichen, was eine Brise verursacht. Dieses Muster kehrt sich nachts um, da das Land schnell abkühlt und die stärker unter Druck stehende Luft zurück ins Meer drückt.
Sturm-Systeme können jedoch dieses Gleichgewicht stören. Ein Sturm erfährt während seiner Bewegung viele Druckänderungen und enthält häufig wärmere, aufsteigende Luft in seinen Grenzen, wobei kühlere Luft von hinten drückt. Je stärker der Druckunterschied zwischen diesen Systemen ist, desto stärker ist der Wind, wie dies bei einem Hurrikan oder einem tropischen Zyklon der Fall ist.
Sie sind an der Reihe, Smithsonian zu fragen .
