Monsun Verständnisfragen?
Hallo, ich habe einige weiterführende Fragen zum Monsun, die in unserem Unterricht nicht beantwortet wurden.
- Wie kommt es zu dieser verteilten Niederschlagsmenge im Sommer beim Monsun (rechte Abbildung, oben) https://www2.klett.de/sixcms/list.php?page=infothek_artikel&extra=TERRA-Online%20/%20Realschule&artikel_id=107907&inhalt=klett71prod_1.c.154637.de
Hat das eventuell mit der Windrichtung zutun und wie dann?
2.Was genau bedeutet der Satz: " Der Wintermonsun entspricht somit dem regulären Nordostpassat mit einer gut ausgebildeten Inversionsschicht in der unteren Troposphäre." Wieso gibt es hier eine Inversion und wieso ist diese gut ausgebildet und die Luftmassen vermischen sich nicht? Wieso gilt hier dann aber normalerweise, dass es, je weiter man nach oben geht, wärmer wird? (gleiche Quelle)
3.Im Winter haben wir ja ein siberisches Kältehoch, wieso im Sommer aber nicht?
1 Antwort
Hat das eventuell mit der Windrichtung zutun und wie dann?
Auch, denn in Windrichtung zieht die feuchte heiße Luft aus dem indischen Ozean. Sobald diese Luft auf Gebirge trifft, wird sie nach oben gelenkt. Dabei kühlt sie sich ab und kann dadurch nicht mehr so viel Feuchtigkeit aufnehmen. Wolken kondensieren aus und regnen sich an den Gebirgshängen und über dem Gebirge ab. Hier siehst du eine Karte mit den Gebirgen Indiens (braun) und da kannst du sehr leicht erkennen, dass diese Gebirge und die Regenverteilung in einem engen Zusammenhang stehen:
https://de.wikipedia.org/wiki/Westghats#/media/Datei:Geografie_Indiens-2.svg
" Der Wintermonsun entspricht somit dem regulären Nordostpassat mit einer gut ausgebildeten Inversionsschicht in der unteren Troposphäre."
Von den Passatwinden spricht man vor allem von den Winden auf den Ozeanen nördlich und südlich des Äquators. Die Sonneneinstrahlung in den tropischen Gebieten sorgt aber auch auf dem Festland für Windströmungen, die dem Nordostpassat antsprechen. Nur nennt man sie auf dem Festland nicht so, sondern in Indien werden sie als Wintermonsun bezeichnet. Ursache ist dieselbe, nur der Passat bläst auf dem Meer und der Monsun an Land.
Wenn es keine Inversion gibt, nimmt die Lufttemperatur mit zunehmender Höhe kontinuierlich ab. Das ist die Regel. Bei einer Inversion ist die Luftschicht über dem Boden kälter als in etwas größerer Höhe. Das liegt daran, dass im Winter die Luft am Boden und über dem Boden stark abkühlt und durch die größere Dichte dann nach unten sinkt. Das Phänomen gibt es auch bei uns, wenn im Frühling in kalten Nächten der Boden und die bodennahe Luftschicht stark abkühlt, eventuell sogar mit Bodenfrost. Erst nach Sonnenaufgang erwärmt sich diese bodennahe Luft und beginnt dann im Laufe des späten Vormittags/frühen Nachmittags aufzusteigen. Das sind dann die Aufwinde, die man an den entstehenden Schäfchenwolken (Cumuls) erkennen kann und die ich als Segelflieger freudig begrüße. Wenn sich die Inversion dann im Laufe des späten Nachmittags aufgelöst hat, nehmen die Aufwinde wieder stark ab.
3) Im Winter haben wir ja ein siberisches Kältehoch, wieso im Sommer aber nicht?
Auch im Sommer können wir ein sehr stabiles Festlandshoch (sibirisches Hoch) haben. Dann haben wir ebenfalls das Wetter wie in Sibirien im Sommer, nämlich heiß und trocken. Solche sommerlichen Festlandshoch können wochenlang an einer Stelle liegen, heiße trockene Luft aus dem Osten heranführen und dann haben wir eine der berühmten Hitze- und Dürrewellen im Sommer.
Die Inversion gibt es da im, am und in der Nähe des Himalajas im Winter, wenn es dort nachts mächtig kalt wird. Der Nordostpassat/Wintermonsun bläst dann diese kalte und trockene Luft nach Süden, weshalb es zu dieser Jahreszeit in Indien auch einigermaßen erträglich ist im Gegensatz zum Sommermonsun.
Aber dann ist es doch bodennah kalt? Wenn wir die kalte Luft aus dem Himalaya nehmen?
Aber dann ist es doch bodennah kalt?
Richtig. Wenn die kühle Luft nach Süden weht, wird sie aber auch ganz schnell wieder aufgewärmt, sodass es umso heißer wird, je weiter man südlich kommt. Trocken bleibt sie aber auf jeden Fall.
Sie wird warm, weil sie kinetische Energie hat, oder warum?
Aber mal zum Sommermonsun: Wir haben da gelernt dass durch die Heizfläche Tibet (weil höher gelegen und dadurch wärmer?) der Sommermonsun entsteht. Aber müsste es nicht beim Himalaya gebremst werden?
Aber wie kann die Hitze aus so einem Hoch zu uns kommen?(Osten) Kommt
Frage 3
Und wie kommt die Hitze aus dem sibirischen Hoch zu uns?
Ich meine, beim Äquator haben wir doch beide Seiten mit einem Hoch, wie ist es hier und warum
Sie wird warm, weil sie kinetische Energie hat, oder warum?
Nein, weil sie sich dann dem Äquator nähert, wo die Sonne erbarmungslos vom Himmel brennt und zwar das ganze Jahr über.
Aber mal zum Sommermonsun: Wir haben da gelernt dass durch die Heizfläche Tibet (weil höher gelegen und dadurch wärmer?)
Entscheidend ist nur, dass da überhaupt Land ist, das sich durch die fast senkrechte Sonneneinstrahlung extrem erwärmt, die Wärme an die Luft abgibt, die dadurch leichter wird, nach oben steigt und dadurch ein Tiefdruckgebiet erzeugt, das dann den Wind anzieht.
Aber müsste es nicht beim Himalaya gebremst werden?
Ja, der Himalaya dient in der Tat nicht nur als Wetterscheide (wie die Alpen), sondern sogar als Klimascheide. Das Klima nördlich des Himalayas hat mit dem südlich davon nichts mehr zu tun. An ihm staut sich die feucht-heiße Luft von Indischen Ozean und regnet heftig ab....zum Glück für Ganges und Bramaputra. Nördlich des Himalaya liegt die Wüste Taklakan und noch weiter nördlich die asiatisch/sibirischen Steppen. Da kommt vom Monsun gar nichts mnehr an.
Und wie kommt die Hitze aus dem sibirischen Hoch zu uns?
Da habe ich mich etwas missverständlich bis falsch ausgedrückt. Bei einem ortsfesten Festlandhoch über Osteuropoa/Russland gibt es fast keine Luftbewegung. Die steht und kann sich aufheizen. Etwas Luft strömt aber doch und zwar im Uhrzeugersinn um das Hoch. Je nach Lage des Hochs wird daher die heiße Luft an verschiedenen Stellen angezapft von der asiatischen Steppe, über die Türkei, Mittelömeer, Spanien biis zu den Azoren, aber letztlich fast immer aus südlicher Richtung, strömt dann heiße Luft zu uns. Das "Sibirien" streche besser mal, das ist doch zu weit weg.
Und strömt auch aus dem sibirischen hoch Luft nach Indien im Sommer?
Wie wird es abgezapft? Und wie dann zu uns?
Wenn ich annehmen, dass es sich aufheizen, müsste sich das Hoch nicht in ein tief verwandeln?
Das Hoch schwächt sich im Laufe der Zeit etwas ab, das kann aber erfahrungsgemäß Wochen dauern. Die vertikalen Luftwirbelk, die durch die Aufheizung entstehen, sind nicht sehr groß. Die haben Dimensionen von wenigen Kilometern. D.h. neben einem Aufwind kommt auch gleiuch wieder ein Abwind. Das weiß ich mal wieder vom Segelfliegen.
Aber wieso kommt ein Abwind?
Könntest du auch auf diese Frage antworten?
Und strömt auch aus dem sibirischen hoch Luft nach Indien im Sommer?
Wie wird es abgezapft? Und wie dann zu uns?
Ganz auf die Schnelle:
Aber wieso kommt ein Abwind?
Wenn irgendwo Luft hochströmt, muss an einer anderen Stelle Luft wieder runterkommen. Sonst gäbe es auf Dauer ja ein Vakuum am Boden.
Und strömt auch aus dem sibirischen hoch Luft nach Indien im Sommer?
Nein, weil dazwischen liegt der Himalaya und der verhindert das.
Wie wird es abgezapft? Und wie dann zu uns?
Am besten vergisst du das wieder, weil das letztlich eine extrem seltene Wetterlage ist. Die kommt häufiger im Winter, aber gelegntlich auch im Sommer vor. Dann strömt kalte oder heiße Luft zuerst nach Südosteuropa und von da aus Richtung Westenm zu und.
Wieso kühlen, sie sich ab, wenn sie nach unten gezogen werden?
Umgekehrt: Wenn Luft aufsteigt, sinkt der Druck, sie dehnt sich aus und kühlt dabei ab. Wenn sie nach unten sinkt, nimmt der Druck zu, die Luft wird komprimiert und dabei steigt die Temperatur. Je nach Luftfeuchtigkeit liegt die Temperaturänderung zwischen 0,5 und 1 °C pro 100 m Höhenänderung.
Weil die Luftsäule, die den Luftdruck erzeugt, mit zunehmender Höhe immer leichter wird. Auf dem Mount Everest ist der Luftdruck z.B., so gering und damit auch die Dichte, dass ein normaler Mensch da sterben würde.
Hier kannst du eine grobe Vereinfachung des Luftdruckes mit zunehmender Höhe sehen:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/95/Pressure_air.svg
Faustformel: pro 8 m Höhenunterschied nimmtd er Luftdruck um 1 mbar ab.
In der Höhenstufung wird dieLuft deshalb leichter, weil der Druck abnimmt und sich dadurch die Liuft ausdehnt. Das führt zu einer geringeren Dichte. Dort, wo die Dichte fast zu 0 wird, hört die Atmosphäre auf und das Weltalll beginnt.
Aber wieso kann man sich dann hier nicht vorstellen, dass wir überall den gleichen Luftdruck haben, dann wäre Luft still. Wieso aber bewegt sie scih?
Da wirken hauptsächlich zwei Mechanismen: das ist die Einstrahlung der Sonne, die nach Tageszeit und Ort ganz unterschiedlich sein kann. Dadurch entstehen unterschiedliche Energiepotenziale in der Atmosphäre, die das Wetter antreiben. Der zweite wichtige Mechanismus ist die Erddrehung, die einen starken Einfluss auf Wetter- und Klimaphänomene hat.
2,5 Anmerkungen:
- Inversionswetterlagen sind die Schichtungen sehr stabil, großartig Abwinde wird es nicht geben
- ihr vergesst etwas die trocken/feucht adiabatische Erwärmung
2.1 Die Luftmassen regnen an den Gebirgen ab weil sie dort gezwungen sind aufzusteigen sich abkühlen, sobald sie abkühlen regnet es.
2.2 Andersherum wenn die Luftmassen absteigen erwärmen sie sich trockenadiabatisch. Das heisst Luftmassen die vom tibetischen Hochplateau (ca 2500m Höhe über NN) absteigen sind mit einem mal ca 20° C wärmer!!!
Wieso kühlen, sie sich ab, wenn sie nach unten gezogen werden?
Weil sich die Luft komprimieren muss, aufgrund des höheren luftdrucks unten, google doch mal adiabatische abkühlung bzw erwärmung
Sie kühlen nicht ab die erwärmen sich beim Abstieg, andersherum wenn Luftmassen aufsteigen kühlen sie ab
Wieso ist kalte Luft dichter als wärmere Luft?
Wieso gibt es dann Schäfchenwolken durch die Aufwinde?
Wieso nehmen die Aufwinde ab? Bei einer Inversion - ist es dann oben wärmer??
Wieso gibt es diese Inversion? Ich denke, ich habe es immer noch nicht verstanden?
Was ist eine Wetterscheide (Alpen)
Was sind Ganges und Bramaputra und warum ist das ein Glück für die?
Wieso hängt von Luftfeuchtigkeit die Änderung der Temperatur pro Höhe ab?
Was bewirken diese Mechanismen? "Da wirken hauptsächlich zwei Mechanismen: das ist die Einstrahlung der Sonne, die nach Tageszeit und Ort ganz unterschiedlich sein kann. Dadurch entstehen unterschiedliche Energiepotenziale in der Atmosphäre, die das Wetter antreiben. Der zweite wichtige Mechanismus ist die Erddrehung, die einen starken Einfluss auf Wetter- und Klimaphänomene hat."
Warum steht das sibirische Hoch still, wieso sind da Luftwirbel die sich nach oben bewegen? Wie kann da was abgezapft werden und wie verändert sich seine Lage im Jahr? Wieso steigt da selten nur Luft hoch?
"Da habe ich mich etwas missverständlich bis falsch ausgedrückt. Bei einem ortsfesten Festlandhoch über Osteuropoa/Russland gibt es fast keine Luftbewegung. Die steht und kann sich aufheizen. Etwas Luft strömt aber doch und zwar im Uhrzeugersinn um das Hoch. Je nach Lage des Hochs wird daher die heiße Luft an verschiedenen Stellen angezapft von der asiatischen Steppe, über die Türkei, Mittelömeer, Spanien biis zu den Azoren, aber letztlich fast immer aus südlicher Richtung, strömt dann heiße Luft zu uns. Das "Sibirien" streche besser mal, das ist doch zu weit weg." Wie kommt denn etwas von den Azoren nach uns? Und was ist die asiatische Steppe? Verändert sich das Hoch nicht mal im Laufe des Jahres?
Wieso kann Luft, wenn sie aufsteigt, weniger Wasser tragen und es regnet?
Nur nebenbei: Im Studium „Physik auf Lehramt“ werden viele Themen nur ganz oberflächlich und am Rande gestreift und das geht kaum tiefer als der Unterrichtsstoff am Gumminasium. Zu den nicht nur bei Lehrern, sondern bei vielen Physikern unbeliebtesten Themen überhaupt, zählt dabei die Thermodynamik. Da mogeln sich die meisten mehr oder weniger durch, ohne viel verstanden zu haben. (Ich persönlich sehe das völlig anders und habe Thermodynamik daher als einer der ganz wenigen im Hauptfach studiert). Nun ist aber das Wetter ein überwiegend thermodynamisches Phänomen. Insofern darfst du dich nicht wundern, wenn sich der Physiklehrer vor weitergehenden Fragen als dem Unterrichtsstoff zu drücken versucht. Er weiß selber, dass die Gefahr für ihn, Mist zu erzählen, viel zu groß ist. Also sagt er lieber gar nichts.
Wieso ist kalte Luft dichter als wärmere Luft?
Das ist eine generelle Eigenschaft von Materie mit ganz wenigen Ausnahmen, dass alles, was kälter wird, sich zusammenzieht. Hast du schon mal sehr kalt gebadet? ;-) Das ist bei Luft nicht anders. Sobald Luft abkühlt, nimmt das Volumen im selben Verhältnis ab wie die absolute Temperatur. Das Gesetz von Gay-Lussac (unter Studenten auch scherzhaft Gesetz vom geilen Lustsack oder auch Gesetz vom schwulen Lussac genannt) sagt für ideale Gase aus:
V ∼ T
Wenn nun aber bei gleicher Masse das Volumen abnimmt, nimmt die Dichte zu.
Wieso kann Luft, wenn sie aufsteigt, weniger Wasser tragen und es regnet?
Wieso gibt es dann Schäfchenwolken durch die Aufwinde?
Das hat folgenden Zusammenhang. Je nach Temperatur kann sich mehr oder weniger Dampf in der Atmosphäre bilden. Das hängt mit dem Dampfdruck des Wassers zusammen. Bei 100 % Luftfeuchtigkeit hat man immer einen Partialdruck des Dampfes in der Atmosphäre, der der Dampfdruckkurve des Wasser sentrspricht, siehe hier:
https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/uploads/2021/04/WP_Bilder_Dampfdruck_1-1024x576.png
Anders und einfacher fomuliert: je niedriger die Temperatur, umso weniger Wasserdampf kann die Atmosphäre aufnehmen. Wenn Luft aufsteigt, kühlt sie sich aber um ca. 1 °C pro 100 m ab. Irgendwann ist sie dann soweit abgekühlt, dass sie den in ihr enthaltenen Dampf nicht mehr halten kann. Der kondensiert dann in kleinen Tröpchen aus. Im Soimmer gibt das dann die Schäfchenwolken, im Herbst gibt das Nebel. Beides ist im Prinzip das selbe.
Wieso gibt es diese Inversion? Ich denke, ich habe es immer noch nicht verstanden?
Bodeninversionen entstehen hautsächlich im Frühling und Sommer nachts bei klarem Himmel. Dann kühlt der Erdboden durch Wärmesabstrahlung ins Universum stark aus und damit auch die bodennahe Luftschicht. Die wird dann kälter als die Luft darüber und wir haben eine Bodeninversion. Höheninversionen in ein paar 100 m Höhe entstehen hauptsächlich dann, wenn eine Warmluftfront auf kalte Luft trifft und sich aufgrund der geringeren Dichte über die kalte Luft schiebt.
Was ist eine Wetterscheide (Alpen)
Eine Wetterscheide ist meistens ein hohes Gebirge oder eventuell auch ein Gewässer. Durch seine Höhev erhindert das Gebirge oder durch seine Eigenzirkulation verhindert das Gewässer, dass es Lufttsrömungen in niedriger Höhen gibt. Da Wetter aber praktisch immer mit Luftströmungen zu tun hat, kann es keinen Luftaustausch und damit Wetteraustausche zwischen beiden Seiten geben. Das Wetter wird geschieden und daher heißen solche geographischen Gegebenheiten Wetterscheide.
Was sind Ganges und Bramaputra und warum ist das ein Glück für die?
Das sind zwei sehr große Flussystem auf dem indischen Halbkontinent, die dort die Landschaft und auch das Wetter entscheidend beeinflussen, sodass in deren Tälern gut Landwirtschaft betrieben werden kann
Wieso hängt von Luftfeuchtigkeit die Änderung der Temperatur pro Höhe ab?
Bei trockenem Aufstieg verringert sich die Temperatur um etwa 1 °C pro 100 m. Bei einem feuchtadiabatischen Aufstieg kondensiert aber Wasserdampf aus und erzeugt Wolken. Dabei wird die Verdampfungswärme (= Kondensationswärme frei) und erwärmt die Luft etwa um 0,4 °C, sodass noch eine Temperaturabsenkung um etwa 0,6 °C pro 100 m übrgbleibt.
Warum steht das sibirische Hoch still,
Weil es keine Kräfte gibt, die es verdrängen. Das entspricht den Newtonschen Gesetzen. Ohne Kraft keine Bewegungsänderung.
wieso sind da Luftwirbel die sich nach oben bewegen?
Hier ist das schematisch dargestellt:
https://klimafaktencheck.de/wp-content/uploads/2020/03/Konvektion-2020.png
Dabei finde ich Thermodynamik spannend. Ja, ich habe sogar mal bei "jugend forscht" mit einer Frage aus der Thermodynamik mitgemacht. Da war es auch egal ob man von einem Gumminasium oder einer realitätsnahen Schule kommt, auf jeden Fall zählte dort nur das Interesse an der Materie (Wortwitz)
Das hat folgenden Zusammenhang. Je nach Temperatur kann sich mehr oder weniger Dampf in der Atmosphäre bilden. Das hängt mit dem Dampfdruck des Wassers zusammen. Bei 100 % Luftfeuchtigkeit hat man immer einen Partialdruck des Dampfes in der Atmosphäre, der der Dampfdruckkurve des Wasser sentrspricht, siehe hier:
https://d1g9li960vagp7.cloudfront.net/wp-content/uploads/2021/04/WP_Bilder_Dampfdruck_1-1024x576.png
Anders und einfacher fomuliert: je niedriger die Temperatur, umso weniger Wasserdampf kann die Atmosphäre aufnehmen. Wenn Luft aufsteigt, kühlt sie sich aber um ca. 1 °C pro 100 m ab. Irgendwann ist sie dann soweit abgekühlt, dass sie den in ihr enthaltenen Dampf nicht mehr halten kann. Der kondensiert dann in kleinen Tröpchen aus. Im Soimmer gibt das dann die Schäfchenwolken, im Herbst gibt das Nebel. Beides ist im Prinzip das selbe.
Was ist ein Partialdruck?
Wieso aber unterscheidet es sich in Schäfchenwolken und Nebel? Wieso kann kalte Luft das nicht mehr tragen?
Bodeninversionen entstehen hautsächlich im Frühling und Sommer nachts bei klarem Himmel. Dann kühlt der Erdboden durch Wärmesabstrahlung ins Universum stark aus und damit auch die bodennahe Luftschicht. Die wird dann kälter als die Luft darüber und wir haben eine Bodeninversion. Höheninversionen in ein paar 100 m Höhe entstehen hauptsächlich dann, wenn eine Warmluftfront auf kalte Luft trifft und sich aufgrund der geringeren Dichte über die kalte Luft schiebt.
Aber geht die Kälte einfach durch die höheren Luftschichten, das ist mein Verständnisproblem?
Eine Wetterscheide ist meistens ein hohes Gebirge oder eventuell auch ein Gewässer. Durch seine Höhev erhindert das Gebirge oder durch seine Eigenzirkulation verhindert das Gewässer, dass es Lufttsrömungen in niedriger Höhen gibt. Da Wetter aber praktisch immer mit Luftströmungen zu tun hat, kann es keinen Luftaustausch und damit Wetteraustausche zwischen beiden Seiten geben. Das Wetter wird geschieden und daher heißen solche geographischen Gegebenheiten Wetterscheide.
Luftströmungen gibt es doch in niedrigen Höhen. Sie kommen nur nicht durch, meinst du das? Wie verhindert ein Gewässer durch seine Eigenzirkulation die Luftströmungen
Das sind zwei sehr große Flussystem auf dem indischen Halbkontinent, die dort die Landschaft und auch das Wetter entscheidend beeinflussen, sodass in deren Tälern gut Landwirtschaft betrieben werden kann
Wie beeinflussen die das Wetter?
Bei trockenem Aufstieg verringert sich die Temperatur um etwa 1 °C pro 100 m. Bei einem feuchtadiabatischen Aufstieg kondensiert aber Wasserdampf aus und erzeugt Wolken. Dabei wird die Verdampfungswärme (= Kondensationswärme frei) und erwärmt die Luft etwa um 0,4 °C, sodass noch eine Temperaturabsenkung um etwa 0,6 °C pro 100 m übrgbleibt.
Was ist ein "feuchtadiabatischer Aufstieg"?
Weil es keine Kräfte gibt, die es verdrängen. Das entspricht den Newtonschen Gesetzen. Ohne Kraft keine Bewegungsänderung.
Aber es scheint doch die ganze Zeit Sonne drauf. Von unten kommt was hoch?
https://klimafaktencheck.de/wp-content/uploads/2020/03/Konvektion-2020.png
Wenn beim sibirischen Hoch aber Luftwirbel aufsteigen, gibt es doch dort eine Kraft
Ich weiß nicht wozu die Abbildung da ist? Das mit den Luftwirbeln ist mir unklar
Zu 2:: Wieso gibt es aber beim Monsun eine Inversion?