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Polarwirbel
Die beiden Polarwirbel über der Arktis und Antarktis sind großräumige Höhentiefs und wesentliche Elemente der atmosphärischen Zirkulation. Es sind Kaltluftzonen aufgrund der negativen Strahlungsbilanz der Polargebiete. Sie treten im Polarwinter auf; dann ist der Temperaturunterschied besonders groß.
In der Höhe nimmt der Luftdruck polwärts deutlicher ab als er bodennah in dieser Richtung zunimmt. Den Druckunterschieden stehen Corioliskräfte zirkumpolarer Strömungen entgegen, bodennah schwach ausgeprägt, in der Höhe kräftig westwärts. Die Winde werden in Bewegungsrichtung nach rechts abgelenkt und als polare Westwinde bezeichnet.
- Längerfristige statische Hauptlage des nördlichen Polarwirbels ist direkt über dem Nordpolarmeer, mit einer Tendenz zu Islandtiefs. Er hat aber oft zwei verlagerte Zentren, aufgrund der ungleichmäßigen Verteilung warmer Wasserflächen und kalter Landmassen: eines über Nordost-Sibirien und eines über Nordost-Kanada – und wird im Frühjahr schneller zerstört. Außerdem kann sich der Wirbel dann zeitweise in meist vier Kerne aufspalten, die kleeblattartig um einen vergleichsweise mildem Pol liegen. Das tritt typischerweise bei stark schwingendem Jetstream auf, und führt zu Extremwetterlagen der ganzen Nordhalbkugel.
- Der Polarwirbel um den Südpol dagegen ist stärker und langlebiger, weil die Roaring Forties kaum durch Landmassen gebremst werden.
Der Einschluss der polaren Luftmasse ist eine Ursache des Ozonlochs. Eine andere sind die sehr tiefen Temperaturen, insbesondere hoch über Antarktika.
Durchschnittlich alle zwei Jahre tritt im Winter der Nordhalbkugel das Phänomen einer plötzlichen Stratosphärenerwärmung auf, das mit einem Zusammenbrechen des Polarwirbels verbunden ist.