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Lexikon der Geographie: stratosphärische Zirkulation

stratosphärische Zirkulation, kennzeichnet die mittleren Strömungsverhältnisse in der Stratosphäre, die von der Tropopause in Höhen zwischen 8-17 km und der Stratopause in Höhen um 50 km begrenzt wird. In der unteren Stratosphäre sind die vertikalen Temperaturänderungen sehr gering, die horizontale Temperaturverteilung ist gegenläufig zur Troposphäre. Mit zunehmender Höhe gleichen sich dadurch die bis ins Tropopausenniveau wirksamen troposphärischen Luftdruckunterschiede aus. Das hat zur Folge, dass die Windgeschwindigkeiten in der unteren Stratosphäre oberhalb der Strahlströme ihr Maximum erreichen und von dort aus mit der Höhe kontinuierlich abnehmen. Die großräumigsten troposphärischen Strömungsstrukturen verschwinden endgültig an der Grenze zwischen der unteren und oberen Stratosphäre. Die Höhe dieser Grenzfläche unterliegt großen räumlichen sowie tages- und jahreszeitlichen Schwankungen.
Im oberen Teil der Stratosphäre ist die Zirkulation völlig unabhängig von der troposphärischen. Sie wird im Wesentlichen durch die jahreszeitlichen Änderungen der Einstrahlungsverhältnisse bestimmt. Auf der Sommerhemisphäre ist die obere Stratosphäre über dem Polargebiet infolge der ganztägigen Einstrahlung relativ warm. Es bildet sich hoher Luftdruck und daraus resultierend eine bis in die äquatorialen Breiten wirksame östliche Strömung aus ( Abb. ). Auf der Winterhemisphäre bedingt die anhaltende Polarnacht eine extreme Abkühlung des Polargebietes. Das sich bildende, sehr kräftige Höhentief erzeugt einen intensiven Westwind-Polarwirbel, der die Zirkulation auf der ganzen Winterhalbkugel und oft auch auf dem äquatornahen Teil der Sommerhemisphäre bestimmt. Die Westwindgeschwindigkeiten sind deutlich höher als im Bereich der troposphärischen Strahlströme. Allerdings kann der Polarwirbel im Hochwinter zusammenbrechen, wenn es im 10 hPa-Niveau zu einem großflächigen plötzlichen Temperaturanstieg um 50-60 K kommt, der von R. Scherhag 1952 erstmals über Berlin beobachtet wurde und deshalb als "Berliner Phänomen" bezeichnet wurde. Nach dem Zusammenbruch des Polarwirbels stellt sich nördlich von 60° vorübergehend eine Ostströmung ein. Die Ursache des Berliner Phänomens ist nicht endgültig geklärt.

DKl


stratosphärische Zirkulation: stratosphärische Zirkulation: Mittlere Verteilung der zonal gemittelten Windgeschwindigkeiten in m/s in Abhängigkeit zur Höhe für den Nordwinter/Südsommer (Januar). Westwindgeschwindigkeiten sind positiv, Ostwindgeschwindigkeiten negativ ausgewiesen.
Copyright 2001 Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
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Grafik:
Mathias Niemeyer (Leitung)
Ulrike Lohoff-Erlenbach
Stephan Meyer

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