Und noch eine 2. Frage:
Wisst ihr warum der Wind meißtens von Westen nach Osten weht?
Da merkt man erst, wie wenig man doch weiss! :-)
Nochmal danke für eure Hilfe, Nono
Und noch eine 2. Frage:
Wisst ihr warum der Wind meißtens von Westen nach Osten weht?
Da merkt man erst, wie wenig man doch weiss! :-)
Nochmal danke für eure Hilfe, Nono
Hmmm... Denke einfach, dass das daran liegt, dass es halt ein paar "große" Winde gibt, wie beispiels weise den Passat oder was weiß ich. Die werden, denke ich, hauptsächlich durch thermiken verursacht. Kein Plan. Golfstrom etc. Und daaaaa würde ich doch mal sagen, dass Deutschland halt in einem großen wind liegt, der halt aus irgendeinem grund von west nach ost bläst.
So stell ich mir das vor...
Vor eineinhalb Jahren hätte ich dir das jetzt haarklein erklärenn können *g* Abe rnu hab ich das fast alles wieder vergessen.
Ist aber an sich so,wie Bob scho gesagt hat.
Die Erde ist quasi in Zonen unterteilt,die sich wie Gpürtel um sie legen und in diesen Zonen herrscht meist eine bestimmte Windrichtung. Und warum das so ist hat mit der Temperatur der Luft zu tun, mit Verdunstung und Kondensation, mit Luftdruck und mit der Drehung der Erde (vor allem damit).
Mit ner Zeichnung könnte man das am besten erklären, nur so als text ist das nich so leicht (vor allem,wenn`s lange her is *g*).
Ich versuchs ma:
Also, aufgrund der unterschiedlichen Sonneneinstrahlung gibt es die polare Kaltluft und diee äquatoriale Warmluft. Diese sind,wie der Name schon sagt,unterschiedlich warm (und befinden sich an unterschiedlichen Orten). Wegen der unterschiedlichen Temperaturverhältnisse besteht zwischen diesen beiden Luftmassen (am Pol und am Äquator) ein Druckgefälle in der Höhe. Kalte Luft nimmt weniger Platz ein, warme mehr, deswegen ist die warme Luftmasse sozusagen höher. Wegen diesem Druckgefälle findet nun ein Druckausgleich statt, eine von Süden nach Norden gerichtete Höhenströmung.
Jetzt wird`s etwas kompliziert....
Die nach Norden gerichteten Höhenströmungen erfahren nämlich eine Luftmassenversetzung nach Osten aufgrund der Corirlis-Kraft. Und das ist jetzt das schwierige... das mit der Corirlis-Kraft hängt damit zusammen,dass sich die Erde dreht, nach Osten. Und weil die Erde rund ist und kein Kegel kommt es zu dieser Corirlis-Kraft. Das ist irgendwie, weil ein Punkt, der auf dem Äquator der Erde liegt, legt ja beim Drehen selbiger eine viel weitere Strecke zurück,als ein Punkt, der Nahe an den Polkappen liegt. (ich weiß,das Punkte keine Strecken zurück legen können)
Naja und so wird der Wind irgendwie mitgerissen, weil er sich beschleunigt oder so,daran kaann ich mich nicht mehr hundert pro erinnern.
Okay, über den Polen sinken die Luftmassen ab,weil sie sich abkühlen und strömen dann zur äquatorialen Zone zurück. Dabei müsste dann eine Verstezung der Luftmassen nach Westen erfolgen,wieder wegen der Corirlis-Kraft (diesmaal dreht sich die Erde quasi unterm Wind weg, leichter zu verstehe...)
Da das alles auf beiden Halbkugeln stattfindet, nur halt andersrum, treffen dann am Äquator die Südpolaren und Nordpolaren Luftmassen zusammen und da ist dann die innertropiche Konvergenzzone,da ist theoretisch windstille.
Und deswegen gibt es an den Polen schwache ostwinde, dann kommt eine Luftmassengrenze, in der Tiefdruckgebiete entstehen und wandern (ich erklär jetzt abe rnicht wie die Entstehen, es ist jedenweils weil warme und kalte Luft da aufeinander treffen (erreichen die gleiche Höhe?).
Dann kommt eine Westwindzone (da müssten wir drin sitzen) und dann eine Zone mit Windstille und Hochdruckzellen.
Dann kommt die Passatwindzone und dann die Konvergenzzone.
Diese unregelmäßigkeiten kommen nochmal zustande, weil es nicht nur den oben beschrieben Grobkreislauf im Windsystem gibt, sondern die tropische sowie die polare Lftmasse nochmal in sich zirkuliert, was östliche Strömungen hervorruft. Zwischen diesen beiden östlichen Strömungen liegt die Westwindzone, in der wir uns befinden und die nach dem Grobkreislauf die einleuchtenste ist.
Du siehst also,unser Windsystem ist nicht gerade einfach.... vielleicht habt ihr das ja nochmal in der Schule,sonst frag deinen Erdkundelehrer... mit Bildern ist das echt einfacher...
P.S.: Wenn irgendetwas falsch oder unverständlich ist, verzeiht es mir,es ist spät und außerdem verdammt lang her,dass ich das gelernt hab...
Das tut er übrigens nicht überall. Cordelia hat Dir ja schon Einiges dazu geschrieben...Zitat von nonocycle
Vereinfacht gesagt: Westwind herrscht vor allem dort vor, wo sich Luftteilchen in den unteren Luftschichten in der Richtung "Äquator --> Pol" bewegen. Es gibt auch Bereiche, wo die Strömung in Richtung "Pol --> Äquator" in den unteren Luftschichten überwiegt (z.B. zwischen dem 60. und 90. Breitengrad sowie zwischen dem Äquator und dem 30. Breitengrad). Dort herrschen dann eher Ostwinde vor.
Die Ursache dafür hat Cordelia ja bereits genannt: die Coriolis-Kraft.
Wie sie ebenfalls geschrieben hat, sieht man es am besten an Hand einer Skizze, beispielsweise hier:
- http://www.m-forkel.de/klima/zirkulation_inhalt.html
- http://www.m-forkel.de/klima/index.html
Steffen
"wo ist der wind, wenn er nicht weht?"
Cordelia, Du hast in Deinem Posting sehr viel Richtiges geschrieben. Ich erlaube mir lediglich ein paar kleinere Anmerkungen was die physikalischen Grundlagen (wie z.B. Corioliskraft) betrifft...
Zunächst: die Kraft heißt nicht Corirlis-Kraft, sondern Corioliskraft, benannt nach dem französischen Physiker Gaspard-Gustave Coriolis (1792-1843). Es handelt sich um eine so genannte Scheinkraft, dazu aber unten mehr.
Mit der Erdrotation als Ursache hast Du völlig Recht. Allerdings hättest Du diese Scheinkraft auch auf anderen rotierenden Körpern, wenn Du Bezugspunkte betrachtest, die auf unterschiedlichen Radien um die Rotationsachse liegen (also z.B. nord- oder südwärts strömende Luftmassen), also eigentlich wohl auch bei einem Kegel.
So weit, so gut.
Ich möchte nun jedoch erst einige Grundlagen zu Scheinkräften beschreiben...
In der Schulphysik spielen Scheinkräfte und Trägheitskräfte keine große Rolle. Das liegt einfach daran, dass man sich im Schulunterricht, wenn man Bewegungen von Körpern beschreibt, den beschreibenden Beobachter in ein Inertialsystem setzt. Ein solches Inertialsystem ist ein besonders ausgezeichnetes Bezugssystem, das sich gegenüber dem Fixsternhimmel gleichförmig bewegt (oder ruht), aber nicht seine Geschwindigkeit ändert (also weder beschleunigt bzw. abbremst noch rotiert). So gesehen gibt es natürlich viele Inertialsysteme. Genau genommen ist unsere Erde auf Grund ihrer Rotation natürlich kein Inertialsystem (wäre sie das, dann würden wir die Corioliskraft, um die es hier gehen soll, nicht wahrnehmen). Oftmals (und vor allem in der Schulphysik) wird jedoch der Einfachheit angenommen, sie sei es trotzdem.
Vereinfacht gesagt: in der Schulphysik wird im allgemeinen davon ausgegangen, dass wir Bewegungen vom Inertialsystem Erde aus beobachten und beschreiben.
Warum überhaupt diese Klassifizierung bzgl. Inertialsystem? Ganz einfach: die Newtonschen Axiome gelten nur in Inertialsystemen, und diese Scheinkräfte, zu denen auch die Coriolis-Kraft zählt, nimmt man nur dann als Beobachter wahr, wenn man sich in beschleunigten Bezugssystemen (also Nicht-Inertialsystemen) befindet – also genau das, was man in der Schulphysik eher nicht bespricht.
Die Newtonschen Axiome liefern eine Verknüpfung zwischen Krafteinwirkungen und Bewegungen. Sie sind vermutlich von der Schule her bekannt, aber ich schreibe sie trotzdem nochmals auf:
- Trägheitsprinzip:
Ein Körper, auf den keine Kraft einwirkt, bewegt sich gleichmäßig fort (oder bleibt in Ruhe). Er ändert seine Geschwindigkeit (damit sind wohl Betrag als auch Richtung der Geschwindigkeit gemeint) nicht.
- Beschleunigungsprinzip:
Zwischen Änderung der Geschwindigkeit eines Körpers und den auf den Körper in der vektoriellen Summe einwirkenden Kräften gibt es folgenden Zusammenhang:
F = m * a
(wobei hier sowohl die Summe der Kräfte F als auch die Beschleunigung a vektorielle Größen sind).
In Prinzip ist dieses zweite Axiom nur eine detailliertere Ausführung des ersten, im Grunde folgt das erste aus dem zweiten, wenn man als Kraft den Nullvektor einsetzt.
- Wechselwirkungsprinzip: Actio aequat reactionem.
Übt ein Körper A auf einen Körper B eine Kraft aus (actio), so übt auch B auf A eine Kraft aus, Gegenkraft (reactio) genannt. Sie ist entgegengesetzt gleich der ersten Kraft.
Wichtig für uns ist hier im Folgenden das erste Axiom.
Wie schon erwähnt, braucht ein Beobachter, der seine Umwelt nur von Inertialsystemen aus beschreibt, keine Scheinkräfte (daher auch der Name) und Trägheitskräfte für die Beschreibung dessen, was er wahrnimmt. Allerdings erleben wir im Alltag häufig, dass wir uns selbst in beschleunigten Bezugssystemen befinden.
Beispiel (Scheinkraft, wenn Beobachter beschleunigte Translationsbewegungen erfährt: die Trägheitskraft):
Fall a) Angenommen, Du stehst in einem fahrenden Bus. Der Busfahrer muss plötzlich heftig bremsen. Er verringert also die Geschwindigkeit, die der Bus relativ zur Umgebung hat, sehr stark und in sehr kurzer Zeit. Falls Du im Bus stehst und Dich nicht richtig festhältst, wirst Du plötzlich (relativ zum Bus) beschleunigt, das kann u.U. unangenehm und gefährlich werden.
Was hat ein Beobachter am Straßenrand wahrgenommen? Er sieht den bremsenden Bus. Er sieht auch durch die Scheiben des Busses, wie Du Dich nicht festhältst. Angenommen, dieser Beobachter würde nur Dich anschauen (wenn z.B. der Bus vollkommen aus Glas wäre), dann würdest Du Dich (aus Sicht des Beobachters am Straßenrand) gleichförmig weiterbewegen (nämlich in Fahrtrichtung des Busses mit hoher Geschwindigkeit), während der Bus selber zum Stehen kommt.
Der Beobachter am Straßenrand braucht also keine Kraft, um zu beschreiben, was er sieht, wenn er Dich im Bus beobachtet. Er würde sagen: Auf Dich hat keine Kraft gewirkt (Du hast Dich nicht festgehalten), daher bewegst Du Dich einfach weiter. Du aber würdest sagen, dass Du plötzlich beschleunigt worden bist (d.h. nach vorne fällst), also muss doch eine Kraft auf Dich gewirkt haben, Du nennst sie Trägheitskraft.
Fall b) Wenn Du Dich dagegen im Bus festhältst, dann spürst Du eine Kraft, die nach vorne (also in Fahrtrichtung) wirkt, während der Bus bremst. Während ein außen stehender Beobachter, der Dich durch die Fenster anschaut, nur sieht, dass Du (zusammen mit dem Bus) gebremst wirst (also eine Kraft entgegen der Fahrtrichtung auf Dich wirkt), fühlst Du im Bus eine Kraft in Fahrtrichtung.
Weshalb? Die Kraft, die Du in Fahrtrichtung fühlst, ist wieder die Trägheitskraft. Sie kompensiert die bremsende Kraft des Busses, denn Du bleibst ja -relativ zum Bus- in Ruhe (schließlich hältst Du Dich ja fest). Diese Trägheitskraft braucht der außen stehende Beobachter zu Erklärung des gesehenen Sachverhalts nicht, daher nennt man sie auch eine Scheinkraft.
Das war jetzt ein Beispiel zur Trägheitskraft. Siehe auch unter:
http://schulen.eduhi.at/riedgym/phys....htm#traegheit
Zwei andere Scheinkräfte (nämlich die Zentrifugalkraft und die Corioliskraft) treten bei Rotationsbewegungen auf, d.h., wenn ein Beobachter rotiert. Rotationsbewegungen sind ja (auch wenn sie mit konstanter Winkelgeschwindigkeit erfolgen) stets beschleunigte Bewegungen, es ändert sich nämlich permanent die Richtung der Geschwindigkeit (Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung sind eine vektorielle Größen) des rotierenden Körpers. Das sollte von der Schulphysik her bekannt sein.
Beispiel (Scheinkraft, wenn ein Beobachter eine Rotationsbewegung erfährt: die Zentrifugalkraft):
Der Versuchsaufbau besteht aus einer Drehscheibe. Auf ihr befindet sich ein befestigter Gegenstand. Die Drehscheibe wird in Rotation versetzt und dreht sich mit konstanter Winkelgeschwindigkeit (d.h. eine konstante Anzahl von Umdrehungen pro Minute).
Ein in einem Inertialsystem (also neben der Scheibe) stehender Beobachter stellt fest, dass der Gegenstand von der Zentripetalkraft (dies ist keine Scheinkraft, denn diese Kraft braucht ja ein Beobachter im Inertialsystem, um sich die Bewegung zu erklären!) gezwungen wird, auf der Drehscheibe zu bleiben und der Drehung zu folgen. Wäre der Gegenstand nicht befestigt, würde er bei einer gewissen Geschwindigkeit (nämlich wenn die Zentripetalkraft, die notwendig ist, um den Gegenstand weiterhin auf der Scheibe zu halten größer als die Haftreibungskraft zwischen Gegenstand und Scheibe wird) tangential von der Scheibe wegfliegen. Diese Zentripetalkraft lernt man in der Schule im Physikunterricht im allgemeinen kennen.
Ein zweiter Beobachter befindet sich jedoch auf der Scheibe. Er beobachtet dagegen etwas Anderes: Der Gegenstand bleibt -relativ zu ihm und zur Scheibe- in Ruhe. Die Zentripetalkraft muss also durch eine weitere Kraft kompensiert werden, durch die Zentrifugalkraft oder Fliehkraft. Und tatsächlich ist diese Kraft auch messbar: jeder, der im Auto schon mal eine enge Kurve bei verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit durchfahren hat, hat gespürt, dass er dabei nach außen, also in Richtung des größeren Kurvenradius gedrückt wurde.
Aber auch hier gilt: die Zentrifugalkraft muss lediglich ein Beobachter im beschleunigten Bezugssystem (also auf der Drehscheibe oder im Auto, das eine Kurve durchfährt) zur Erklärung des Geschehens einführen. Deshalb zählt auch sie zu den Scheinkräften. Ein Beobachter im Inertialsystem kann das Gesehene allein durch die Zentripetalkraft beschreiben.
Es ist im Prinzip eine einfache und alltägliche Sache: es ist immer nur eine Frage der Sichtweise der Welt.
Siehe auch unter:
http://schulen.eduhi.at/riedgym/phys...fliehkraft.htm
Fortsetzung folgt...
...Fortsetzung
Beispiel (Scheinkraft, wenn ein Beobachter eine Rotationsbewegung erfährt und ein Gegenstand den Radius um die Rotationsachse variiert: die Corioliskraft):
Angenommen, eine Person steht erneut auf einer mit konstanter Geschwindigkeit rotierenden Drehscheibe (z.B. in deren Zentrum). Diese Person wirft einen Ball nach außen. Ein Beobachter im Inertialsystem (also neben der Scheibe) stellt fest, dass sich der Ball linear nach außen bewegt. Stand der Werfer nicht direkt im Zentrum, dann wird der Ball zusätzlich eine gewisse, aber lineare Geschwindigkeit in Richtung der Drehung der Scheibe beschreiben. Was aber sieht der Werfer? Er nimmt eine Ablenkung des Balles von der ursprünglich gewählten Wurfbahn -relativ zur Scheibe- wahr.
Mit anderen Worten: Angenommen, es stünde ein Kind auf dem Rand der Drehscheibe. Der Werfer (im Zentrum der Scheibe) zielt den Ball direkt zum Kind. Allerdings wird dann der Ball das Kind verfehlen, denn aus Sicht des Werfers hat eine Kraft den Ball abgelenkt: die Corioliskraft.
Für den Beobachter im Inertialsystem ist diese Kraft (daher ist es eine Scheinkraft) nicht zu Erklärung des Beobachteten notwendig (auch daher spricht man wieder von einer Scheinkraft): Er sieht einfach, dass die Scheibe im Bereich größerer Radien (d.h. weiter außen) sich schneller dreht (mehr Raum pro Zeiteinheit wird überstrichen) als im Bereich kleinerer Radien. Der Ball wurde aber vom Zentrum aus losgeworfen (dort wird pro Zeiteinheit weniger Raum überstrichen, d.h. es herrscht eine niedrigere Geschwindigkeit vor), es ist also ganz logisch dass der "langsame" Ball das Kind verfehlt, das sich ja viel schneller auf dem Außenrand der Scheibe weitergedreht hat.
Ein weiteres Beispiel zur Corioliskraft:
Nehmen wir nun an, dass die rotierende Scheibe unsere Erde ist. Ein Zug, der vom Äquator zum Nordpol fährt, muss -umgangssprachlich formuliert- "gebremst" werden (im Gegensatz zum Ball auf unserer Drehscheibe ist der Zug ja fest mit den Gleisen in Kontakt), denn unser Zug bewegt sich am Äquator mit 44000 km / Tag in Richtung Osten (durch die Erdrotation), am Pol aber gar nicht. Dieses "Bremsen" muss natürlich während seiner Reise nach Norden durch eine Kraft geschehen. Wir, die wir uns auf der Erde (und die dürfen wir hier nicht als Inertialsystem ansehen!) befinden, können diese Kraft, die Corioliskraft, tatsächlich messen.
Würden auf einem Bahngleis tatsächlich nur Züge von Süd nach Nord fahren (und besonders deutlich wird das, wenn sie dies mit hoher Geschwindigkeit tun), dann würde man in der Tat auf der einen Seite des Gleises eine geringfügig stärkere Materialabnutzung finden als auf der anderen.
Nun zurück zur Meteorologie:
Es gibt Gebiete, da bewegen sich Luftmassen in Bodennähe in Süd-Nord-Richtung (zwischen dem 30. und 60. Breitengrad). Dies passiert auf Grund der unterschiedlichen Erwärmung und Sonneneinstrahlung an verschiedenen Orten der Erde (wie Cordelia ja schon recht ausführlich schrieb) und auch in dieser Skizze deutlich wird. Ebenso gibt es Gebiete, an denen sich Luftmassen in Bodennähe in Nord-Süd-Richtung bewegen (zwischen dem 90. und 60. sowie zwischen dem Äquator und dem 30. Breitengrad) - auch das geht aus der Skizze hervor.
Nun, angenommen, ein Luftteilchen startet am 30. Breitengrad und bewegt sich in Richtung Norden. Es hat zunächst eine relativ hohe Geschwindigkeit in Ost-Richtung. Bewegt es sich dann nordwärts, dann besitzt es immer noch seine relativ hohe Geschwindigkeit in Ost-Richtung, insbesondere ist die evtl. nun höher als die Rotationsgeschwindigkeit der Erdoberfläche am nördlicheren Ort (z.B. am 40. Breitengrad). Eine Person, die am 40. Breitengrad nun dieses Luftteilchen beobachtet, würde also feststellen, dass es an der Person vorbei nach Osten zieht, mit anderen Worten: die Person nimmt in der Tat Wind in Richtung "West-->Ost" (mit anderen Worten: Westwind) wahr.
Eine Person auf der Erde, die vom Erdboden aus das Teilchen auf seiner Reise von Süd nach Nord begleitet, muss also zur Erklärung des Geschehnisses eine "geheimnisvolle" Kraft einführen, die das Teilchen in Ostrichtung beschleunigt. Dies ist die Corioliskraft.
Ich hoffe, dass die mechanischen Grundlagen im Bereich "Scheinkräfte" und "Bezugssysteme" halbwegs deutlich geworden sind - leider wird das im allgemeinen in der Schule kaum angesprochen. Falls nicht, kann ich gerne versuchen, es nochmals auf eine andere Art zu erklären...
Weitere Informationen gibt es natürlich in jedem Lehrbuch oder Skript zur Mechanik sowie auf den folgenden Seiten:
- http://de.wikipedia.org/wiki/Scheinkraft
- http://de.wikipedia.org/wiki/Zentrip...ntrifugalkraft
- http://de.wikipedia.org/wiki/Corioliskraft
HTH,
Steffen
Danke für die Ausfürhliche Ergänzung!
Zu meiner verteidigung ist noch zu sagen: ich schreibe ziemlich unleserlich und die Corioliskraft tauchte nur einmal wirklich in meinen Unterlagen auf... nur ich kann nicht immer alles genau entziffern,was da steht! *g*
Und was diese Kraft angeht, die habe ich ehrlich gesagt nie zu 100 Prozent verstanden gehabt. Wir hatten das auch nur in der 11ten Klasse im Erdkundeunterricht,da fehlt dann größtenteils die physikalische Grundlage (und man vergisst auch einiges bis zur 13ten *g*)
ich glaub,ich hab sogaar was davon kapiert,jetzt...
Auch wir hatten dies in der elften Klasse in Erdkunde, aber die Grundlagen eben auch nur "so nebenbei" behandelt. Richtig klar gemacht habe ich mir das aber erst an der Uni in der Mechanik-Vorlesung (hier müsste, wenn ich mich richtig erinnere, auch noch viel mehr zu den Besonderheiten in bewegten Bezugssystemen stehen - aber eben sehr formal und mathematisch beschrieben).
Freut mich! :-)ich glaub,ich hab sogaar was davon kapiert,jetzt...
Steffen
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BobTheBuilder
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