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WINDE, DIE SICH DEM ÄQUATOR NÄHERN, WERDEN IMMER ÖSTLICHER

GEORGE HADLEY (1685-1768)

IM KONTEXT

GEBIET

Meteorologie

FRÜHER

1616 Galileo Galilei deutet die Passatwinde als Beleg für die Erdrotation.

1686 Edmond Halley behauptet, dass die nach Westen wandernde Sonne die Luft erhitzt, sodass sie aufsteigt und Luft aus dem Osten nachströmt.

SPÄTER

1793 John Dalton schreibt Meteorologische Beobachtungen und Aufsätze, in denen er Hadleys Theorie stützt.

1835 Gustave Coriolis beschreibt, aufbauend auf Hadleys Ideen, eine »zusammengesetzte Zentrifugalkraft«, die den Wind ablenkt.

1856 Der Meteorologe William Ferrel erkennt bei mittleren Breiten (30–60°) eine (instabile) Zirkulationszelle, in der die Luft um ein Tiefdruckgebiet die steten Westwinde erzeugt.

Bis 1700 war bekannt, dass in nördlichen Breiten zwischen 30° und 0° (Äquator) beständige Passatwinde aus nordöstlicher Richtung wehen. Galilei hatte die Theorie entwickelt, dass die Erde bei ihrer Ostdrehung die Luft in den Tropen »überholt«, sodass der Wind aus Osten weht. Später erkannte der englische Astronom Edmond Halley, dass die Sonnenhitze (die am Äquator maximal ist) die Luft aufsteigen lässt, sodass kühlere Luft aus höheren Breiten einströmen kann.

Windströmungen entstehen durch Erdrotation und »Zirkulationszellen« (Polarzellen (grau), Ferrel-Zellen (blau) und Hadley-Zellen (rosa)), wenn warme Luft aufsteigt, abkühlt und wieder sinkt.

1735 veröffentlichte der englische Physiker George Hadley seine Theorie zum Passat. Auch er erkannte, dass die Sonne die Luft aufsteigen lässt, doch die aufsteigende Luft am Äquator kann nur Winde aus Nord- oder Südrichtung erzeugen, nicht von Osten. Da die Luft sich mit der Erde mitdreht, müsste die von 30 °N zum Äquator strömende Luft einen eigenen Impuls in Ostrichtung haben. Allerdings bewegt sich die Erdoberfläche am Äquator schneller als in höheren Breiten. Dadurch ist die Oberflächengeschwindigkeit höher als die Windgeschwindigkeit, sodass der Wind immer mehr aus Osten zu kommen scheint, je näher man dem Äquator kommt.

Hadleys Idee war ein Schritt hin zum Verständnis der Strömungsmuster, sie hatte aber noch Fehler. Entscheidend für die Windablenkung ist, dass der Drehimpuls des Windes (durch den er rotiert) erhalten bleibt, nicht der lineare Impuls in Geradeausrichtung.