Passatwinde

Die Passatwinde , auch Ostwinde genannt, sind vorherrschende Winde, die in der Äquatorregion der Erde von Ost nach West wehen. Sie kommen hauptsächlich aus Nordosten auf der Nordhalbkugel und aus Südosten auf der Südhalbkugel und verstärken sich im Winter sowie während der Warmphase der Arktischen Oszillation . Seit Jahrhunderten nutzen Kapitäne von Segelschiffen die Passatwinde , um die Weltmeere zu überqueren. Sie ermöglichten die europäische Kolonisierung Amerikas und die Etablierung von Handelsrouten über den Atlantik und den Pazifik .

In der Meteorologie fungieren sie als Steuerströmung für tropische Stürme , die sich über dem Atlantik, Pazifik und dem südlichen Indischen Ozean bilden und in Ostafrika , Madagaskar , Nordamerika und Südostasien Niederschläge verursachen . Flache Cumuluswolken treten in Passatwindgebieten auf und werden durch eine Passatwindinversion , die durch absinkende Luft aus dem subtropischen Hochdruckrücken entsteht, am weiteren Wachstum gehindert . Je schwächer die Passatwinde werden, desto mehr Niederschlag ist auf den benachbarten Landmassen zu erwarten.

Die Passatwinde transportieren nitrat- und phosphatreichen Saharastaub nach ganz Lateinamerika , in die Karibik und in Teile des südöstlichen und südwestlichen Nordamerikas. Saharastaub ist gelegentlich auch bei Sonnenuntergängen in Florida zu sehen . Wenn Saharastaub über Land weht, wird der Regen unterdrückt, und der Himmel verfärbt sich von blau zu weiß, was zu häufigeren roten Sonnenuntergängen führt. Seine Anwesenheit beeinträchtigt die Luftqualität, da sie die Anzahl der Feinstaubpartikel erhöht. ^{[ 1 ]}

Der Begriff leitet sich ursprünglich vom englischen Wort für Handel aus dem frühen 14. Jahrhundert ab, das im späten Mittelenglischen oft noch „Weg“ oder „Pfad“ bedeutete. ^{[ 2 ]} Die Portugiesen erkannten bereits im 15. Jahrhundert die Bedeutung der Passatwinde (damals „ volta do mar “, portugiesisch für „Meereswende“, aber auch „Rückkehr vom Meer“) für die Navigation im Nord- und Südatlantik. ^{[ 3 ]} Von Westafrika aus mussten die Portugiesen vom afrikanischen Festland wegsegeln, also nach Westen und Nordwesten. Von dort konnten sie nach Nordosten, in die Gegend um die Azoren , und schließlich nach Osten zum europäischen Festland segeln. Sie erkannten auch, dass sie, um Südafrika zu erreichen, weit hinaus aufs Meer fahren, Kurs auf Brasilien nehmen und dann um den 30. südlichen Breitengrad wieder nach Osten abbiegen mussten. (Dies liegt daran, dass man, wenn man der afrikanischen Küste nach Süden folgt, auf der Südhalbkugel gegen den Wind segelt.) Im Pazifischen Ozean war die gesamte Windzirkulation, die sowohl die östlichen Passatwinde als auch die westlichen Winde höherer Breiten umfasste , den Europäern bis zur Reise von Andres de Urdaneta im Jahr 1565 unbekannt . ^{[ 4 ]}

Der Kapitän eines Segelschiffs sucht einen Kurs, auf dem der Wind voraussichtlich in Fahrtrichtung weht. ^{[ 5 ]} Im Zeitalter der Segelschiffe beeinflusste das Muster der vorherrschenden Winde die Erreichbarkeit verschiedener Orte der Erde und hatte somit einen direkten Einfluss auf die europäische Kolonialisierung und damit auf die moderne politische Geographie. Beispielsweise konnten die Manila-Galeonen überhaupt nicht gegen den Wind segeln. ^{[ 4 ]}

Im 18. Jahrhundert führte die Bedeutung der Passatwinde für die englische Handelsflotte bei der Überquerung des Atlantiks dazu, dass sowohl die breite Öffentlichkeit als auch Etymologen den Namen mit einer späteren Bedeutung von „Handel“ in Verbindung brachten: „(Auslands-)Handel“. ^{[ 6 ]} Zwischen 1847 und 1849 sammelte Matthew Fontaine Maury genügend Informationen, um Wind- und Strömungskarten für die Weltmeere zu erstellen. ^{[ 7 ]}

Im Rahmen der Hadley-Zelle strömt die Bodenluft zum Äquator, während die Luftströmung in der Höhe zu den Polen gerichtet ist . Ein Tiefdruckgebiet mit ruhigen, leichten und veränderlichen Winden in Äquatornähe wird als Kalmenzone ^{[ 8 ]} , äquatoriale Trogzone ^{[ 9 ]} , innertropische Front oder Innertropische Konvergenzzone ^{[ 10 ]} bezeichnet . Liegt diese Zone mit niedrigem Druck und konvergierenden Winden in einem Monsungebiet , spricht man auch von der Monsunrinne ^{[ 11 ]} . Etwa bei 30° nördlicher Breite in beiden Hemisphären beginnt die Luft in subtropischen Hochdruckgürteln, den sogenannten subtropischen Rücken , zur Erdoberfläche abzusinken . Diese absinkende Luft ist relativ trocken, da sie ihre Feuchtigkeit in Form von Niederschlag beim Aufstieg über den Äquator verloren hat. Diese warme, trockene Luft wird als Oberluftmasse bezeichnet und befindet sich normalerweise über einer maritimen tropischen (warmen und feuchten) Luftmasse. Ein Temperaturanstieg mit zunehmender Höhe wird als Temperaturinversion bezeichnet. Tritt er innerhalb eines Passatwindgebiets auf, spricht man von einer Passatwindinversion. ^{[ 12 ]}

Die bodennahe Luft, die von diesen subtropischen Hochdruckgürteln zum Äquator strömt, wird in beiden Hemisphären durch den Coriolis-Effekt nach Westen abgelenkt . ^{[ 13 ]} Diese Winde wehen überwiegend aus Nordosten auf der Nordhalbkugel und aus Südosten auf der Südhalbkugel . ^{[ 14 ]} Da Winde nach ihrer Wendung benannt werden, ^{[ 15 ]} spricht man in der Nordhalbkugel von Nordostpassat und in der Südhalbkugel von Südostpassat. Die Passatwinde beider Hemisphären treffen in der Kalmenzone aufeinander . ^{[ 8 ]}

Beim Überqueren tropischer Regionen erwärmen sich die Luftmassen über niedrigeren Breitengraden aufgrund der intensiveren Sonneneinstrahlung. Die über Land entstehenden (kontinentalen) Luftmassen sind trockener und heißer als die über Ozeanen entstehenden (maritimen) und ziehen entlang des westlichen Randes des subtropischen Hochdruckrückens nach Norden. ^{[ 16 ]} Maritime tropische Luftmassen werden auch als Passatwinde bezeichnet. ^{[ 17 ]} Alle tropischen Ozeane außer dem nördlichen Indischen Ozean weisen ausgedehnte Passatwindgebiete auf. ^{[ 18 ]}

Wolken, die sich über Gebieten mit Passatwinden bilden, bestehen typischerweise aus Cumuluswolken, die nicht höher als 4 Kilometer (13.000 Fuß) reichen und durch die Passatwindinversion an größerer Höhe gehindert werden. ^{[ 19 ]} Die Passatwinde kommen in der kalten Jahreszeit vermehrt aus Richtung der Pole (Nordosten auf der Nordhalbkugel, Südosten auf der Südhalbkugel) und sind im Winter stärker als im Sommer. ^{[ 20 ]} Beispielsweise dauert die windige Jahreszeit in den Guayana , die in niedrigen Breitengraden Südamerikas liegen , von Januar bis April. ^{[ 21 ]} In der warmen Phase der Arktischen Oszillation (AO) sind die Passatwinde in den Tropen stärker. Die kalte Phase der AO führt zu schwächeren Passatwinden. ^{[ 22 ]} Bei schwächeren Passatwinden fallen in den Tropen, wie beispielsweise in Mittelamerika , ausgedehntere Regengebiete . ^{[ 23 ]}

Im Hochsommer der Nordhalbkugel (Juli) dehnen sich die westwärts wehenden Passatwinde südlich des nordwärts wandernden subtropischen Hochdruckrückens vom Karibischen Meer nordwestwärts in den Südosten Nordamerikas (Florida und Golfküste) aus. Wenn Saharastaub, der entlang des südlichen Randes des Hochdruckrückens strömt, über Land zieht, wird der Regen unterdrückt, und der Himmel verfärbt sich von blau zu weiß, was zu häufigeren roten Sonnenuntergängen führt. Der Staub beeinträchtigt die Luftqualität, da er die Feinstaubbelastung erhöht. ^{[ 1 ]} Obwohl der Südosten der USA zu den Regionen mit der saubersten Luft Nordamerikas zählt, gelangt ein Großteil des afrikanischen Staubs, der die Vereinigten Staaten erreicht, nach Florida. ^{[ 24 ]} Seit 1970 haben sich Staubausbrüche aufgrund von Dürreperioden in Afrika verschlimmert. Der Staubtransport in die Karibik und nach Florida variiert stark von Jahr zu Jahr. ^{[ 25 ]} Staubereignisse werden mit einem Rückgang der Korallenriffe in der Karibik und vor Florida in Verbindung gebracht , vor allem seit den 1970er Jahren. ^{[ 26 ]}

Jährlich gelangen Millionen Tonnen nährstoffreichen Saharastaubs über den Atlantik und bringen so lebenswichtigen Phosphor und andere Düngemittel in die ausgelaugten Böden des Amazonasgebiets. ^{[ 27 ]}

• Innertropische Konvergenzzone
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• Winde im Zeitalter der Segelschiffe