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Lexikon der Geographie: Ferrel'sche Druckgebilde

Ferrel'sche Druckgebilde, nach dem amerikanischen Meteorologen Ferrel (1817-1891) benannte Tief- und Hochdruckgebiete der mittleren Breiten, in denen sich der Wärmeaustausch zwischen den niedrigen und hohen Breiten in Form der Ferrel-Zirkulation (atmosphärische ZirkulationAbb. 1) vollzieht. Die mittleren vertikalen und horizontalen Luftbewegungen in der Ferrel-Zelle zeigen aufsteigende Luft im Bereich der subpolaren Tiefdruckrinne und absinkende im Bereich des subtropischen Hochdruckgürtel sowie eine im Bodenniveau polwärts und im Tropopausenniveau äquatorwärts gerichtete horizontale Ausgleichsströmung. Von besonderer Bedeutung ist, dass in der Ferrel-Zelle die Luft im Bereich der hohen Breiten bei niedrigen Temperaturen aufsteigt und im Bereich niedriger Breiten und hohen Temperaturen absinkt. In einer direkten thermischen Zirkulation steigt dagegen warme Luft infolge ihrer geringen Dichte auf, während kalte, infolge ihrer hohen Dichte absinkt. Es handelt sich bei der Ferrel-Zelle also nicht um eine thermisch, sondern eine dynamisch angetriebene Zirkulation. Der dynamische Antrieb erfolgt durch die pol- und äquatorwärts angrenzenden thermisch getriebenen Zirkulationen der Polarzelle und der Hadley-Zirkulation. In der Polarzelle sinkt die kalte Luft über den Polen ab, während die vergleichsweise wärmere Luft im Bereich der subpolaren Tiefdruckrinne aufsteigt und den aufsteigenden Ast der Ferrel-Zelle dabei antreibt. In der Hadley-Zelle steigt die warme Äquatorialluft auf, während die kühlere Subtropenluft in die subtropischen Hochdruckgürtel absinkt und dabei den absinkenden Ast der Ferrel-Zelle antreibt. Den Vorstellungen Ferrels zufolge sind demnach die Polar- und die Hadley-Zelle die primären Elemente der atmosphärischen Zirkulation, die die Dynamik der mittleren Breiten in Form der Ferrel-Zelle antreiben. Es hat sich gezeigt, dass diese Vorstellung falsch ist, obwohl tatsächlich über alle geographischen Längen der mittleren Breiten im Mittel eine Ferrel-Zelle die Zirkulation der mittleren Breiten gut repräsentiert. Der primäre Antrieb der atmosphärischen Zirkulation wird heute in der planetarischen Frontalzone und der aus dieser resultierenden Westwinddrift mit ihren Wellen- und Wirbelstörungen gesehen, während den beiden meridionalen, thermisch getriebenen Zirkulationszellen nur eine sekundäre Bedeutung zukommt.

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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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