Was ist eine Rossby-Welle?
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Rossby-Wellen treten natürlicherweise in rotierenden Flüssigkeiten auf. Innerhalb des Ozeans und der Atmosphäre der Erde spielen diese planetaren Wellen eine bedeutende Rolle bei der Gestaltung des Wetters. Diese Animation vom Goddard Space Flight Center der NASA zeigt sowohl lange als auch kurze atmosphärische Wellen, wie sie durch den Jetstream angezeigt werden. Die Farben repräsentieren die Geschwindigkeit des Windes, die von langsamsten (hellblaue Farben) bis zu schnellsten (dunkelrot) reicht.
Ozeanische und atmosphärische Rossby—Wellen — auch als planetare Wellen bekannt – treten natürlicherweise hauptsächlich aufgrund der Erdrotation auf. Diese Wellen beeinflussen das Wetter und das Klima des Planeten.
Oceanic Rossby Waves
Wellen im Ozean gibt es in vielen verschiedenen Formen und Größen. Langsam bewegende ozeanische Rossby-Wellen unterscheiden sich grundlegend von Oberflächenwellen des Ozeans. Im Gegensatz zu Wellen, die entlang der Küste brechen, sind Rossby-Wellen riesige, wellenförmige Bewegungen des Ozeans, die sich horizontal über Hunderte von Kilometern in westlicher Richtung über den Planeten erstrecken. Sie sind so groß und massiv, dass sie die Klimabedingungen der Erde verändern können. Zusammen mit dem Anstieg des Meeresspiegels, den Gezeiten und den Auswirkungen von El Niño tragen die ozeanischen Rossby-Wellen in einigen Regionen der Welt zu Ebbe und Flut bei.
Rossby-Wellenbewegung ist komplex. Die horizontale Wellengeschwindigkeit eines Rossby (die Zeit, die die Welle benötigt, um sich über ein Ozeanbecken zu bewegen) hängt von der Breite der Welle ab. Im Pazifik zum Beispiel können Wellen in niedrigeren Breiten (näher am Äquator) Monate bis zu einem Jahr brauchen, um den Ozean zu überqueren. Wellen, die sich weiter weg vom Äquator (in mittleren Breiten) des Pazifiks bilden, können näher an 10 bis 20 Jahre dauern, um die Reise zu machen. Die vertikale Bewegung der Rossby-Wellen ist entlang der Meeresoberfläche klein und entlang der tieferen Thermokline groß — dem Übergangsbereich zwischen der warmen oberen Schicht des Ozeans und den kälteren Tiefen. Diese Variation der vertikalen Bewegung der Wasseroberfläche kann ziemlich dramatisch sein: Die typische vertikale Bewegung der Wasseroberfläche beträgt im Allgemeinen etwa 10 Zentimeter, während die vertikale Bewegung der Thermokline für dieselbe Welle ungefähr 1.000 mal größer ist. Mit anderen Worten, für eine Oberflächenverschiebung von 10 Zentimetern oder weniger entlang der Meeresoberfläche kann es mehr als 91 geben.4 meter entsprechende vertikale Bewegung in der Thermokline weit unter der Oberfläche! Aufgrund der kleinen vertikalen Bewegung entlang der Meeresoberfläche sind ozeanische Rossby-Wellen für das menschliche Auge nicht nachweisbar. Wissenschaftler verlassen sich typischerweise auf Satellitenradar-Altimetrie, um die massiven Wellen zu erkennen.
Atmosphärische Rossby-Wellen
Nach Angaben des Nationalen Wetterdienstes entstehen atmosphärische Rossby-Wellen hauptsächlich aufgrund der Geographie der Erde. Rossby-Wellen helfen, Wärme von den Tropen in Richtung der Pole und kalte Luft in Richtung der Tropen zu übertragen, um die Atmosphäre wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Sie helfen auch, den Jetstream zu lokalisieren und die Spur von Oberflächen-Niederdrucksystemen zu markieren. Die langsame Bewegung dieser Wellen führt oft zu ziemlich langen, anhaltenden Wettermustern.