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Walker Zirkulation

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Walker Zirkulation

Die Atmosphäre der Erde ist ständig in Bewegung und steht nie still. Die Luft ist in einem dauerhaften Kreislauf, sie zirkuliert also. Es gibt mehrere Zirkulationszellen, eine davon ist die Walker Zirkulation. Die Begriffe El Nino und La Nina hast du vielleicht schonmal im Wetterbericht gehört. Die beiden Phänomene sind Formen der Walker Zirkulation. In dieser Erklärung lernst du, was genau die Walker Zirkulation ist, wie sie entsteht und welchen Einfluss sie auf unser Wetter hat.

Walker Zirkulation — Definition

Man bezeichnet die Walker-Zirkulation auch als Zirkulationszelle. Mit Zirkulation sind dabei alle globalen Luftströmungen der Erde gemeint.

Das Wort "zirkulieren" bedeutet "in einem System im Umlauf sein".

Die Atmosphäre der Erde ist nicht statisch, sondern ständig in Bewegung und dynamisch und die Luft zirkuliert. Die Walker-Zirkulation ist ein Kreislauf der Luft über dem Pazifik.

Es handelt sich bei der Walker-Zirkulation um einen Strömungskreislauf der Luft über dem äquatorialen Pazifik.

Die Walker-Zirkulation wird häufig auch äquatoriale Zirkulation genannt, da sich die Zirkulationszelle parallel zum Äquator befindet. Sie entsteht durch die warmen Meeresströmungen vor den Ostküsten und den kalten Meeresströmungen vor den Westküsten der Landmassen. Neben der Walker-Zirkulation gibt es weitere Windzirkulationszellen am Äquator. Eine Zelle bezeichnet einen Abschnitt, in dem Luftmassen zirkulieren.

Mit einer Ausdehnung von über 120 Längengraden ist die Walker-Zelle die größte Zelle der äquatorialen Zirkulation.

Aber um zu verstehen, was genau es mit der Walker-Zirkulation auf sich hat, musst du zunächst einmal wissen, was eine Windzirkulation ist.

Eine Windzirkulation beschreibt einen in sich geschlossenen Strömungskreislauf der Luft, wobei Luftmassen an einer Stelle absinken und an einer anderen wieder aufsteigen und zurückströmen.

Im Falle der Walker-Zirkulation sinkt die Luft über dem Ostpazifik ab und steigt über dem Westpazifik wieder auf. In Abbildung 1 kannst du sehen, wo sich die Walker-Zirkulation auf der Erde befindet. Neben der Walker-Zelle sind auch die anderen Zirkulationszellen des Äquators eingezeichnet. Die Pfeile zeigen die Richtung an, in die die Luft strömt.

Erklärung der Walker Zirkulation

Jetzt da du weißt, was die Walker Zirkulation ist, erfährst du mehr über ihre Entstehung.

Die Passatwinde sorgen dafür, dass ein Gegensatz zwischen kaltem und warmem Wasser auf den Ost- und Westseiten der tropischen Ozeane hervorgerufen wird, was die Ursache der Walker Zirkulation darstellt.

Die Passatzirkulation

Um zu verstehen, wie die Walker Zirkulation entsteht, musst du zunächst wissen, was die Passatzirkulation ist. Die Passatzirkulation ist ein Windsystem, das auch im Bereich des Äquators entsteht.

Da dort die Sonne ganzjährig sehr steil über der Erde steht, kann sich die Luft aufheizen. Warme Luft kann viel Feuchtigkeit aufnehmen und steigt nach oben. Am Himmel bilden sich Wolken und am Boden ein Tiefdruckgebiet. Die Luft strömt in großen Höhen in Richtung Nord- oder Südpol. Diese Luftströmungen nennt man Antipassate.

Die Luftmassen sinken in den Subtropen wieder ab, da sie sich auf dem Weg zu den Polen abkühlen. In Bodennähe bilden sich Hochdruckgebiete. Von diesen fließt dann die Luft zum Druckausgleich zum Tiefdruckgebiet in der Nähe des Äquators. Diese Luftströme werden Passate genannt.

Der Passatwind ist ein mäßig stark und beständig wehender Wind, der im Bereich der tropischen Seengebieten vorkommt.

Die Nordost- und Südost-Passate treiben in Folge der Hadley-Zirkulation das Oberflächenwasser von Osten nach Westen.

Die Hadley-Zelle ist eine weitere Zirkulationszelle der Atmosphäre. Wo genau sie sich befindet und wie sie entsteht, kannst du in der Erklärung "Hadley-Zelle" nachlesen.

Prozess der Walker Zirkulation

Der Passatwind treibt also zunächst warmes, äquatoriales Oberflächenwasser vor die Ostküsten der Landmassen. Auf der Abbildung 1 sieht man, wie das warme Oberflächenwasser in Richtung Westen vor die Indonesische Ostküste getrieben wird. In diesem Zuge wird vor der Westküste Südamerikas kaltes Tiefenwasser freigelegt, was man auch als upwelling bezeichnet.

Upwelling wird das Phänomen genannt, bei dem kaltes, schweres Meerwasser an die Oberfläche strömt.

Durch das Upwelling dringt kaltes Wasser an die Oberfläche und bildet damit eine Kaltwasserzone vor der Westküste Südamerikas. Das Wasser, das dadurch nach Westen abdriftet, wird durch die starke Sonneneinstrahlung der tropischen Atmosphäre stetig erwärmt und bildet somit einen Warmwasserpool auf der Westseite des Ozeans.

Der Warmwasserpool reicht vom westlichen Pazifik bis zum östlichen Indischen Ozean.

Über dem Warmwasserpool erwärmt sich auch die Luft, wodurch sich am Boden ein Tiefdruckgebiet bildet. Diese Luft besitzt auf Grund der Verdunstung einen hohen Wasserdampfgehalt.

Die unterschiedlichen Temperaturen des Wassers sorgen dann für die Entstehung von Luftzirkulation.

Über dem Warmwasserpool erwärmt sich auch die Luft, wodurch es zu einem Aufstieg der Luftmassen kommt und sich am Boden ein Tiefdruckgebiet bildet. Die aufsteigende Luft besitzt auf Grund der Verdunstung einen hohen Wasserdampfgehalt. Beim Aufsteigen kühlt sich die Luft ab, wodurch der Wasserdampf kondensiert und es zu starken Niederschlägen kommt. In der Höhe bildet sich ein Hochdruckgebiet aus.

Das Aufsteigen sorgt nicht nur dafür, dass sich die Luft abkühlt, sondern auch, dass sie schwerer wird und über dem östlichen Pazifik wieder absinkt. Die absinkende Luft im tropischen Pazifik erwärmt sich und kann vermehrt Wasserdampf aufnehmen, ohne dass es zu Kondensation oder Niederschlag kommt.

Der Osten des Pazifischen Ozeans und die umliegenden Landgebiete sind im Vergleich zum niederschlagsreichen Westen sehr trocken und es herrscht ein relativ hoher Luftdruck.

In einem Hochdruckgebiet sinken Luftmassen ab, wobei sie sich erwärmen. Hochdruckgebiete sorgen für Trockenheit. Aus diesem Grund befindet sich an der Westküste Südamerikas, wo durch die Luftzirkulation ein Hochdruckgebiet entsteht, auch die Atacama-Wüste.

In einem Tiefdruckgebiet steigt feuchtwarme Luft auf und kühlt sich beim Aufsteigen ab, wobei sich Wolken bilden. Es kommt zu viel Niederschlag.

Über dem Pazifik bildet sich eine Luftzirkulation zwischen der im Westen aufsteigenden und der im Osten absinkenden Luft. Das ist die Walker-Zirkulation.

In dieser beschriebenen reinen Form ist die Walker Zirkulation jedoch nur über dem Pazifik vorzufinden, da der Einfluss der Kontinente und Monsunsysteme Störfaktoren darstellen.

In Abbildung 2 kannst du eine Zirkulationszelle der Walker-Zirkulation sehen. Man erkennt das Hochdruckgebiet vor Südamerika, das durch die kalten Meeresströmungen vor der Küste entsteht. Die Luft fließt dann nach Westen Richtung Indonesien, wo sie sich erwärmt, aufsteigt und ein Tiefdruckgebiet bildet. Das führt zu Wolkenbildung.

Mehr zu Tief-und Hochdruckgebieten, dem Passatwind oder den Meeresströmungen kannst du in separaten Erklärungen durchlesen.

Arten der Walker Zirkulation

Die Walker Zirkulation hat zwei Abwandlungen vorzuweisen: El Niño und la Niña. Das sind beides Klimaphänomene, bei denen sich die Walker Zirkulation abschwächt oder sogar umkehrt. Daraus resultierten extreme Wetteranomalien wie Überschwemmungen oder Dürren.

El Niño

El Niño ist ein Wetterphänomen, bei dem ungewöhnliche und nicht zyklische Meeresströmungen im äquatorialen Pazifik auftreten. Beim Phänomen El Niño erwärmt sich das Oberflächenwasser im östlichen tropischen Pazifik und das Wasser im Westen kühlt ab. Daraus folgt eine Umkehrung der Walker Zirkulation.

Parallel zu den kreisenden warmen und kalten Meeresströmungen entstehen durch die Passatwinde und den jeweiligen Druckausgleich unterschiedliche Windgeschwindigkeiten. Bei El Niño bricht das Hoch zusammen und die Winde geraten außer Kontrolle, wobei sie zum Teil mit sehr hohen Geschwindigkeiten in die entgegengesetzte Richtung blasen.

El Niño tritt ungefähr alle vier Jahre im Südsommer auf, also zur heißesten Jahreszeit, die auf der Südhalbkugel zur Weihnachtszeit ist.

Folgen von El Niño

Die Meeresströme werden verändert und das Wasser erwärmt sich stark, weshalb Meerestiere verenden.

Zusätzlich führt das Ganze zu ungewohnt starken Niederschlägen, die wiederum für Erdrutsche und Flutkatastrophen sorgen.

Die Folge der Umkehrung der Walker Zirkulation ist, dass es in sonst sehr trockenen Gebieten starke Niederschläge gibt und die absinkende Luft über dem westlichen Pazifik für Trockenheit sorgt.

Auf Abbildung 3 ist der Teil der Walker Zirkulation dargestellt, bei dem El Niño auftritt. Zu sehen sind Indonesien und Südamerika, zwischen denen der Pazifik liegt. Aufgrund der Passatwinde zirkuliert das Wasser und an der Küste Perus wird kaltes Wasser nach oben gedrückt. Durch die niedrigen Temperaturen bildet sich dort ein Hochdruckgebiet, während sich an der Küste Indonesiens aufgrund der höheren Wassertemperaturen ein Tiefdruckgebiet bildet.

Walker Zirkulation Schematische Darstellung der Walker-Zirkulation El Niño StudySmarter

Abbildung 3: Schematische Darstellung der Walker-Zirkulation El Niño

Du möchtest noch mehr über das Phänomen El Niño erfahren? Dann schau dir gerne die dazugehörige Erklärung an.

La Niña

La Niña ist quasi das Gegenstück zu El Niño. Es ist das Wetterereignis, was sich in den meisten Fällen an das Phänomen El Niño anschließt.

Erkennungsmerkmal von La Niña ist der überdurchschnittliche Luftdruckunterschied zwischen Südamerika und Indonesien. Der hohe Luftdruckunterschied führt zu stärkeren Passatwinden und einer abgekühlten und stärkeren Walker Zirkulation.

Die Passatwinden treiben das warme Oberflächenwasser des Pazifik verstärkt nach Südostasien. Vor der Küste Perus liegt das Wasser dadurch bis 3 °C unter der Durchschnittstemperatur.

Auch zum El Niña Phänomen gibt es eine separate Erklärung, in der du noch mehr zu diesem Thema erfahren kannst.

Walker Zirkulation - Das Wichtigste

  • Die Walker-Zirkulation ist ein Strömungskreislauf der Luft über dem äquatorialen Pazifik.
  • Die Passatwinde, die warmes Oberflächenwasser vor die Ostküsten der Landmassen treiben und dort kaltes Tiefenwasser freilegen, sind Voraussetzung für die Entstehung der Walker Zirkulation.
  • Die Walker Zirkulation ist ein Luftkreislauf zwischen der im Westen aufsteigenden und der im Osten absinkenden Luft über dem Pazifik.
  • Es gibt Sonderformen der Walker Zirkulation — El Niño und La Niña, die alle paar Jahre vorkommen und die für Überschwemmungen und Dürre sorgen.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Walker Zirkulation

Die Walker Zirkulation ist eine Zirkulation  über dem äquatorialen Pazifik, daher kommt die Bezeichnung der Äquatorialen Zirkulation.

El Niño nennt man das Auftreten nicht zyklischer Meeresströmungen im ozeanografisch-meteorologischen System des äquatorialen Pazifiks. 

La Niña ist das Gegenstück zu El Niño. Es ist das Wetterereignis, was sich in den meisten Fällen an das Phänomen El Niño anschließt.

Die Walker Zirkulation vollzieht sich aufgrund der klimatischen Bedingungen vor allem im Zeitraum Dezember bis Februar, also im Nord-Winter.

Der Passatwind treibt warmes Oberflächenwasser vor die Ostküsten. Vor den Westküsten wird kaltes Tiefenwasser freigelegt, wodurch sich dort Tief- bzw. Hochdruckgebiete bilden. In den Tiefdruckgebieten entstehen dann große Wolken.

Finales Walker Zirkulation Quiz

Frage

Was ist die Walker-Zirkulation?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein Strömungskreislauf der Luft über dem äquatorialen Pazifik.

Frage anzeigen

Frage

Über wie viele Längengrade zieht sich die Walker-Zelle?

Antwort anzeigen

Antwort

über 120

Frage anzeigen

Frage

Wie sieht der Antriebsmechanismus der Walker-Zirkulation aus?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Der Passat-Wind treibt warmes Oberflächenwasser vor die Ostküsten der Landmassen.
  • Er legt vor den Westküsten kaltes Tiefenwasser frei. 
  • Entsprechend bilden sich dort Tief- bzw. Hochdruckgebiete. 
  • In den Tiefdruckgebiete entstehen dann große Wolken.
Frage anzeigen

Frage

Woraus werden die Zellen der Walker-Zirkulation gebildet?

Antwort anzeigen

Antwort

aus einem aufsteigenden und absteigenden Ast zwischen der unteren und der oberen Troposphäre sowie Ost-West- bzw. West-Ost-Strömungen

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Ursache für die Walker Zirkulation?

Antwort anzeigen

Antwort

Der durch die Passatwinde hervorgerufene Gegensatz zwischen kaltem und warmem Wasser auf den Ost- bzw. Westseiten der tropischen Ozeane. 

Frage anzeigen

Frage

Was bildet die Kaltwasserzone vor der Westküste Südamerikas?

Antwort anzeigen

Antwort

Das kalte Auftriebswasser, dass auf der Ostseite des Pazifik an die Oberfläche dringt.


Frage anzeigen

Frage

Was bildet auf der Westseite des Ozeans einen Warmwasserpool?

Antwort anzeigen

Antwort

Das nach Westen driftende Oberflächenwasser, welches auf seinem Weg durch die tropische Atmosphäre und starke Sonneneinstrahlung ständig erwärmt wird.

Frage anzeigen

Frage

Wie weit reicht der Warmwasserpool der Walker Zirkulation?

Antwort anzeigen

Antwort

vom westlichen Pazifik bis zum östlichen Indischen Ozean

Frage anzeigen

Frage

Warum bildet sich am Boden des Warmwasserpools der Walker Zirkulation ein Tiefdruckgebiet?

Antwort anzeigen

Antwort

Da sich die Luft erwärmt und aufsteigt.

Frage anzeigen

Frage

Was passiert, wenn die Luft des Warmwasserpools sich wieder abkühlt?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die Luft besitzt durch Verdunstung einen hohen Wasserdampfgehalt
  • der Wasserdampf kondensiert
  • es kommt zu starken Niederschlägen
Frage anzeigen

Frage

Welches Wetter herrscht im Westen der Walker Zirkulation?

Antwort anzeigen

Antwort

das Wetter ist sehr niederschlagsreich


Frage anzeigen

Frage

Wie ist das Wetter im Osten der Walker Zirkulation?

Antwort anzeigen

Antwort

Im Osten des Pazifischen Ozeans und über den angrenzenden Landgebieten herrschen sehr trockene Verhältnisse mit einem relativ hohen Luftdruck.

Frage anzeigen

Frage

Wo ist die Walker Zirkulation in seiner reinen Form ausgebildet?

Antwort anzeigen

Antwort

über dem Pazifik

Frage anzeigen

Frage

Was sind Störfaktoren für die Walker Zirkulation?

Antwort anzeigen

Antwort

  • der Einfluss der Kontinente 
  • die Monsunsysteme 


Frage anzeigen

Frage

Welche Arten der Walker Zirkulation gibt es?


Antwort anzeigen

Antwort

  • El Niño
  • La Niña
Frage anzeigen

Frage

Was ist der El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Auftreten ungewöhnlicher, nicht zyklischer, veränderter Meeresströmungen im ozeanografisch-meteorologischen System des äquatorialen Pazifiks.

Frage anzeigen

Frage

Wann tritt der El Nino auf?

Antwort anzeigen

Antwort

  • in unregelmäßigen Abständen von durchschnittlich vier Jahren 
  • zur Weihnachtszeit
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Frage

Was passiert bei einem El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

  • das Oberflächenwasser im östlichen tropischen Pazifik erwärmt sich
  • das im Westen kühlt sich ab
  • es entsteht eine Umkehrung der Walker-Zirkulation
Frage anzeigen

Frage

Wann tritt das Wetterereignis La Nina auf?

Antwort anzeigen

Antwort

meist im Anschluss an ein El-Niño-Ereignis

Frage anzeigen

Frage

Was passiert bei dem Ereignis La Nina?

Antwort anzeigen

Antwort

  • es herrschen überdurchschnittlich hohen Luftdruckunterschieden zwischen Südamerika und Indonesien
  • das führt zu stärkeren Passatwinden und einer allgemein verstärkten, aber abgekühlten Walker-Zirkulation


Frage anzeigen

Frage

Was ist El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Auftreten ungewöhnlicher, nicht zyklischer, veränderter Meeresströmungen im ozeanografisch-meteorologischen System des äquatorialen Pazifiks.

Frage anzeigen

Frage

Was passiert bei einem El Nino-Ereignis?

Antwort anzeigen

Antwort

  • das Oberflächenwasser im östlichen tropischen Pazifik erwärmt sich
  • das Oberflächenwasser im Westen kühlt sich ab
  • Die Folge ist eine Umkehrung der Walker-Zirkulation
Frage anzeigen

Frage

Wo positioniert sich bei einem El Nino-Ereignis der aufsteigende Ast?

Antwort anzeigen

Antwort

  • über dem mittleren und östlichen Pazifik 
  • Folgen:
  • Niederschläge in dem sonst trockenen Gebiet
  • über dem westlichen Pazifik Trockenheit
Frage anzeigen

Frage

Was verursachen die Passatwinde bei einem El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Vor Peru kommt es zum Auftrieb von kühlem Wasser aus den Tiefen des Ozeans.
  • Der Auftrieb ist Teil des Humboldtstroms vor der Küste Südamerikas
Frage anzeigen

Frage

Was bildet sich bei einem El Nino im kälteren Ostpazifik?

Antwort anzeigen

Antwort

ein Hochdruckgebiet


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Frage

Was machen die bodennahen Ostwinde bei einem El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

Sie schieben warmes Oberflächenwasser aus dem Pazifik vor Südamerika in Richtung Westen nach Indonesien.

Frage anzeigen

Frage

Welche Luftzirkulation wird während eines El Ninos umgekehrt?

Antwort anzeigen

Antwort

die Walker-Zirkulation

Frage anzeigen

Frage

Innerhalb wie vieler Monate strömt bei einem El Nino die Warmwasserschicht von Südostasien nach Südamerika?

Antwort anzeigen

Antwort

3 Monate

Frage anzeigen

Frage

Um wie viele Cm erhöhen die Kelvinwellen (die bei einem El Nino begünstigt werden) den Wasserstand?

Antwort anzeigen

Antwort

30

Frage anzeigen

Frage

Wozu führen die großen Mengen an verdunstetem Wasser vor der südamerikanischen Pazifikküste  bei einem El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

  • zu sehr starken Regenfällen an der Westseite der Anden
  • führt zu Hangrutschungen und Überschwemmungen der Abflussgewässer
  • die Siedlungen der Bewohner werden betroffen
Frage anzeigen

Frage

Was sind die Auswirkungen des El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

  • der kalte Humboldtstrom wird allmählich schwächer und kommt zum Erliegen
  • Das Oberflächenwasser vor der Küste Perus erwärmt sich so sehr, dass die obere Wasserschicht nicht mehr mit dem kühlen und nährstoffreichen Tiefenwasser durchmischt wird
  • in diesem Gebiet entstehen große Mengen an Algen
Frage anzeigen

Frage

Was passiert durch die Veränderungen der Windzirkulation im Pazifikraum durch den El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

  • die Passatwinde rund um den ganzen Globus werden beeinträchtigt
  • An der Ostküste Afrikas entstehen zum Beispiel Dürren
  • Trockenperioden in Australien und Indonesien
Frage anzeigen

Frage

Welche Auswirkungen hat der El Nino auf Europa?

Antwort anzeigen

Antwort

Den eisigen Winter im Jahre 2009/2010 zum Beispiel führen einige Wissenschaftler auf das Phänomen zurück.

Frage anzeigen

Frage

Wie häufig tritt das Phänomen des El Nino auf?

Antwort anzeigen

Antwort

  • in unregelmäßigen Abständen von durchschnittlich vier Jahren 
  • immer im Südsommer, der heißesten Jahreszeit
  • auf der Südhalbkugel ist dies die Weihnachtszeit
Frage anzeigen

Frage

Was ist das Gegenstück zu El Nino?

Antwort anzeigen

Antwort

  • La Nina
  • verstärkt die Walker Zirkulation
Frage anzeigen
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