Sicherungsphase I
Von leichtem Luftstrom bis zu Tornado: Wie entsteht Wind und welchen Einfluss nimmt er auf das Erdklima und das globale Wetter? Physik ab Klasse 5.
Gletscher als Fieberthermometer der Erde: Wie entstehen sie und warum schwinden die einstigen Eisriesen an Polen und Alpen? Geografie ab Klasse 5.
„Treibhaus Erde“ zeigt, welche Folgen es für unseren Planeten haben kann, wenn wir den Kohlenstoffdioxid-Ausstoß ungebremst fortsetzen.
Wie entstehen Vulkane und was passiert bei einem Ausbruch? Lassen sich Voraussagen über Ausbrüche treffen? Und haben Vulkane auch etwas Gutes?
Wie entstehen Gletscher und warum schwinden die einstigen Eisriesen an Polen und Alpen? Bilinguales Angebot, Film auf Englisch ab Klasse 10.
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Explainer: winds and where they come from.
Here’s an explanation for how and why the wind blows
Temperature and pressure are critical factors in the creation of a windy day.
behindlens/iStockphoto
By Matthew Cappucci
January 22, 2018 at 6:30 am
Hear that flag snapping sharply against the flagpole? See those kites flying high overhead? Feel that cooling breeze coming in off of the water?
Wind is all around us. It arrives in many shapes and forms. Wind may be an elegant mood-setter or a furious early warning of a dangerous storm. Although few people give much thought to wind — unless it’s threatening — those rivers of moving air drive the weather in ways that rule our environment.
There are many different types of wind. Each forms in different ways. But essential to all are changes in air pressure.
TV weather forecasters regularly point on maps to areas of high and low pressure. And that makes sense because changes in air pressure are what lead to wind — the flow of air. In fact, wind is Mother Nature’s way of equalizing differences in air pressure .
Air pressure is the force that air exerts toward whatever contains it. The pressure of air in a balloon is higher than that of the air outside. That’s why most of the air will leave a balloon whenever it gets a hole. When it comes to the atmosphere, air pressure describes the weight of air over a given site. It is determined by that parcel of air’s temperature, volume and density.
Expanding air produces regions of “high pressure.” These push nearby air away. Contracting air creates zones of “low pressure.” They pull nearby air inward. That’s why the wind blows: It moves from regions of high pressure to those where pressure is lower. The zone between the high- and low-pressure areas is known as a pressure gradient , or a zone over which the pressure varies from high to low .
Thermal wind is the first of four main types of atmospheric flow. The most complex type of wind, it drives weather systems across the globe. It’s born from differences in the temperatures between the equator and the poles.
Picture a column of air from the ground to the top of the troposphere (TRO-puhs-sfeer) — that layer of atmosphere in which we live. As the sun beats down on it, this air heats up and expands. That makes the top of the column rise. This is common near the equator. If a column of air cools, such as at the poles, it contracts and shrinks. That same stack of air — still weighing the same amount — will now be shorter and denser.
This means that imaginary surfaces of constant density slope down toward the poles. That slope isn’t constant. These lines rise up and down like bumps and wrinkles in a blanket, depending on local conditions. But the general downward slope allows masses of air to slide toward the poles.
Thermal wind is what is created as those masses flow down this slope, carrying heat away from the equator. Meteorologists refer to this natural movement of solar energy out of the equator as “poleward heat transport.” Without it, most folks living outside the tropics would be buried beneath a sheet of ice. The equator would also be hot as a furnace.
As sun-warmed air rises near the equator and begins to move toward the poles, it also starts to drift eastward. This is due to Earth’s spin. It swirls the air from west to east around the planet.
That poleward-moving air also speeds up — dramatically. This is because Earth is an oblique (Oh-BLEEK) spheroid. If you took horizontal slices of the planet, those slices would be widest at the equator and narrowest at the poles. As Earth’s radius “shrinks” as one approaches the poles, the air has to speed up. This is because the air gets funneled into a smaller and smaller path. As it does so, its flow rate increases. (This process is due to what’s known as the conservation of angular momentum. ) In the Northern Hemisphere, this makes the air flow to the right with increasing speed. This swirling action is known as the Coriolis force.
Earth’s rotation and the change in the planet’s radius mean that moving air will always want to turn a bit to the right in the Northern Hemisphere (and the opposite direction in the Southern Hemisphere). This affects everything. A football tossed from one end of a stadium to another will naturally deflect 1.26 centimeters (a half inch) to the right! It’s also why winds in the upper atmosphere are relatively weak near the equator. Closer to the mid-latitudes, they howl. They’ve curved so much to the right that they often are speeding eastward at an impressive clip.
This is how the jet stream forms. This current of air snakes around the planet at speeds greater than 322 kilometers (200 miles) per hour. It’s found winding its way directly overhead of the strongest temperature contrasts at the surface.
This temperature gradient creates a steep density “hill” in the atmosphere where the air quickly sloshes down. The more rapidly it moves, the more the northern jet stream curves east. It’s just like riding a bicycle down a hill: The steeper the slope, the faster you go.
But as the air moves poleward, it never actually gets to the poles. Instead, it curves to the right rapidly because of Earth’s rotation and that Coriolis force . As a result, the jet stream meanders as it circles the Earth in each hemisphere. In the North, it moves air west to east in a circle around the mid-latitudes (and the opposite in the Southern Hemisphere), changing its path from season to season.
Poleward of the jet stream, the atmosphere is turbulent. Dozens of “eddies” of high and low pressure rotate around the globe, dragging wacky weather with them. On the equator side, the flow is described as “laminar.” That means it’s relaxed, and not chaotic.
Along this temperature boundary, a fierce atmospheric battleground develops. Colliding air masses of different temperatures spin up cyclones and other severe weather. Indeed, that’s why meteorologists refer to the jet stream’s position as a “storm track.”
The position of the jet stream influences the type of weather a region encounters. Consider the Northern Hemisphere, for instance. From December through February, the sun doesn’t reach the North Pole. This allows an extensive dome of super-cold air to bank up nearby. Atmospheric scientists refer to this flowing pool of cold air and low pressure as the polar vortex. It swells in size during winter. And when this flow of cold air surges southward, it pushes the jet stream into southern Canada and the northern United States. That can bring seemingly endless snowstorms to the upper Midwest and Northeast during the dead of winter.
In summer, the poles warm. This weakens the temperature gradient between these zones and the equator. The jet stream responds by retreating some 1,600 kilometers (a thousand miles) northward. Now, the weather in the lower 48 U.S. states calms down. Sure, scattered thunderstorms erupt from time to time. But there are no huge storm systems spanning 1,600 kilometers or more to influence day-to-day events. Instead, the weather becomes geostrophic (GEE-oh-STRO-fik) — meaning relatively tranquil .
Ordinarily, air would flow from high pressure to low pressure. It would move across a pressure gradient. So the driving force would be known as the pressure gradient force. But the Coriolis force is still at play. So as parcels of air try to move down the gradient, they’re tugged to the right in the Northern Hemisphere (and the opposite direction in the southern one). These two forces cancel out. Like a perfectly-matched game of tug-of-war, the air isn’t yanked in either direction. It just meanders slowly around large pressure systems.
As a result, the air ends up circling around high- or low-pressure systems without moving toward or away from them. Closer to the surface, the flow is slightly ageostrophic (meaning the winds are no longer in complete balance) , due to the effects of friction with things at or near the surface.
Sometimes, however, a low-pressure system spins so fast that a third force develops. It’s the same outward shove you feel on a merry-go-round or a vehicle rounding a corner. This is centrifugal force.
Rings of air in constant balance between these two forces spin around a storm’s center indefinitely. Their rather constant distance from the center is due to what’s known as cyclostrophic (Sy-klo-STROW-fik) balance . This represents a harmony — complementary actions — of the pressure-gradient and centrifugal forces.
On rare occasions, the Coriolis, centrifugal and pressure-gradient forces can all counteract one another. This perfect trifecta marks what scientists call gradient wind balance. It’s not worth a lot of fanfare. It does, however, dictate which way air parcels will move along the outer edges of a cyclone, any spinning column of air.
Clearly, there are a lot of moving parts that control the way the wind blows.
The last category of winds are the ones you experience every day. And they’re different depending on where you are. Head down to the beach, for instance. On sunny days in the afternoon, air over land warms and rises. Cooler air sitting above the ocean rushes in to coastal regions, filling the void caused by the air rising over land.
This generates a line of puffy little cumulus (KEWM-u-lus) clouds that die out after the sun sets. Along peninsulas like Florida, colliding sea breezes can result in convergent winds. These colliding air masses force pockets of moist air high up into the atmosphere, forming thunderstorms. That’s why folks in the Southeast always carry umbrellas, even on sunny mornings. The “self-destruct” sunshine routinely generates scattered afternoon boomers.
The same process that sparks these storms reverses overnight. Since the ground cools faster than the water, the direction of the flow of air reverses. Instead of a sea breeze, a “land breeze” develops. Now, storms move out from the land, to the ocean. That’s the reason many people along the Gulf Coast can enjoy gorgeous offshore displays of evening lightning.
Wind also can vary locally along stationary fronts . These are the very sharp boundaries between regions of warm and cold air. Sometimes, stationary fronts can become hung up in valleys. When they do, the warm and cold air masses — winds — can slosh back and forth. Like water and oil in a bowl, they don’t mix. Instead, they just push each other back and forth like angry ocean waves. This can trigger dramatic temperature swings within short periods of time.
One particularly noteworthy example came from the Black Hills of South Dakota on January 22, 1943. A stationary front had established itself along the foothills in the western part of the state. According to the local National Weather Service office in Rapid City, the temperature skyrocketed from -20° Celsius (-4° Fahrenheit) at 7:32 a.m. to 7.2 °C (45 °F) just two minutes later. That afternoon, as the front retreated, over a span of just 27 minutes the temperature plummeted 32.2 degrees C (58 degrees F).
Similar wild swings in the mercury were noted across that region throughout the afternoon. Motorists reportedly had trouble driving because their windshields would fog over — or even crack — when crossing between warm and cold pockets. (Imagine trying to dress for the weather that day.)
Regardless of where you are or what season it is, the wind holds a lot of information. Its direction, temperature and speed all offer valuable clues about the state of the atmosphere. Next time you’re outside, take a second to pay attention to Mother Nature. There’s a lot she has to tell you if you note what’s blowin’ in the wind.
Forget moon walking, lunar visitors. try horizontal running.
Wind kann ganz sanft sein und auch mal ganz stark. Aber woher kommt er?
Wir können den Wind zwar nicht sehen, aber Wind kann Drachen steigen lassen, Bäume schütteln und Haare zerzausen.
Dafür braucht es Luftschichten mit unterschiedlichen Temperaturen ...
Wenn morgens die Sonne an den Küsten aufgeht, erwärmt sie die Luftmassen über dem Land schneller, als die über dem Meer.
Warme Luft ist leichter und steigt nach oben.
Wenn die warme Luft nach oben steigt, hinterlässt sie eine Lücke. Vom Meer strömt eine kühle Seebrise nach, um diese Lücke zu schließen.
Aus dieser Bewegung der Luftmassen entsteht der Seewind.
In höheren Luftschichten ist es genau umgekehrt. Die kühle Luft über dem Meer ist schwerer und sinkt nach unten.
Nachts kehrt sich dieser Kreislauf übrigens um. Der Wind weht abends immer in Richtung Meer, denn abends ist die Luft über dem Wasser wärmer, als die Luft an Land.
Die beste Zeit um mit dem Segelschiff aus einem Hafen auszulaufen ist daher am Abend, wenn "Landwind geht".
Wind entsteht auch, weil die Sonne die Erde unterschiedlich erwärmt. So strömt die Luft vom heißen Äquator zu den kälteren Polen.
Pflanzen atmen auch. Aber sie verbrauchen nicht nur Sauerstoff, sie stellen auch selbst welchen her. Das ist einmalig.
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As a result of their observations and experiences, students should be ready to understand that wind is air "on the move" and that this air movement is a key component of weather. It is the movement of air masses that both causes and distributes weather conditions. That is why scientists measure and track wind as part of atmospheric conditions.
In further experiments, your students will make other measurements and atmospheric observations similar to those used by scientists to make predictions about everyday weather.
The wind blows because air pressure is higher in one place than in another place. The air moves from areas of higher pressure to areas of lower pressure. Objects like buildings, trees, and hills affect the direction of the wind near the surface. To get the best idea of the wind direction, try to stand far away from such objects. A park or a playing field is the best place to observe the wind.
Wind speed is measured with an anemometer. Most anemometers have four horizontal shafts arranged like the spokes of a wheel. The end of each shaft is cup-shaped. The wind pushes the concave side of the cup more than the convex side, so the anemometer spins in the wind. The faster the anemometer is spinning, the stronger the wind.
You do not need an anemometer to estimate the wind speed. You can use a verbal scale, called the Beaufort scale, which describes the effect of the wind on everyday things like trees.
Wind direction is measured with a wind vane. One end of the vane has a small, heavy object, and the other end has a flat object with a large area. The wind pushes the flat object more than the small, heavy objects, so the vane swings around to be parallel to the wind. You can estimate the wind direction by yourself just by using your face as a "sensor." Face into the wind, and then record the direction you are facing, relative to north.
Introduction
Temperature
How can you tell the speed of the wind?
How can you tell the direction of the wind?
Revisit the concept of Wind
Wind entsteht, wenn sich die Luft zwischen Hochdruckgebieten und Tiefdruckgebieten bewegt. Die Sonnenstrahlen erwärmen dabei die Luft auf der Erde je nach Einfallwinkel unterschiedlich. Warme Luft steigt auf, kalte Luft sinkt ab. Aufgrund des unterschiedlichen Drucks der Luft entsteht eine Luftbewegung, die wir als Wind wahrnehmen.
An heißen Sommertagen freuen wir uns über ihn, an stürmischen, kalten Tagen wünschen wir uns, er wäre gar nicht da. Der Wind kann so vieles sein - eine erfrischende Abkühlung oder frostige Kälte.
Kurz gesagt entsteht Wind, wenn sich Luft zwischen einem Hochdruckgebiet und Tiefdruckgebiet bewegt.
So sieht der Enstehungsprozess im Detail aus: Wind entsteht, wenn das Sonnenlicht die Luft erwärmt. Je senkrechter der Winkel ist, in dem das Sonnenlicht auf die Erde einfällt, desto stärker wird die Luft erwärmt. Das bedeutet also, dass die Wärme der Luft davon abhängt, in welchem Winkel die Sonnenstrahlen einfallen.
So wird etwa die Luft am Äquator deutlich stärker erwärmt als beispielsweise an Nord- oder Südpol. An den Polen trifft das Sonnenlicht nämlich in einem flacheren Winkel auf die Erdoberfläche, wodurch sie auch über eine größere Fläche verteilt werden.
Über Land erwärmt die Sonne die Luft stärker und intensiver als über Wasser – also etwa über dem Meer. Die erwärmte Luft dehnt sich dabei aus, wird leichter und steigt in den Himmel auf. Dort kühlt sie langsam ab und zieht hinaus aufs Meer. Über dem Wasser kühlt die Luft wieder stark ab, wird schwerer und sinkt. Dabei drückt sie wieder gegen die Landfläche. Eine Luftbewegung – also Wind – entsteht, da die unterschiedlich warme Luft auch einen unterschiedlichen Druck hat. Je kälter die Luft ist, desto höher ist auch ihr Druck. Bei warmer Luft ist er hingegen deutlich niedriger.
Sinkt die kalte Luft also ab, entsteht sehr hoher Druck. Daher spricht man in diesem Fall auch von einem Hochdruckgebiet. Wenn warme Luft aufsteigt, wird dieser Druck geringer und es entsteht ein sogenanntes Tiefdruckgebiet. Bewegt sich die Luft nun zwischen einem Hoch- und Tiefdruckgebiet, entsteht dabei Wind .
Steigt die warme Luft über Wasser auf und kühlt ab, so spricht man in der Meteorologie von einer Divergenz. Das bedeutet, dass Luftmassen auseinanderfließen – etwa auch, wenn sie wieder auf die Erdoberfläche absinken. Durch die Abkühlung der aufsteigenden Luft entstehen auch Wolken am Himmel. Eine genauere Erklärung zur Wolkenbildung findest du hier.
Strömen die Luftmassen zueinander, so spricht man von einer Konvergenz. Sie fließen dabei immer vom Ort des höheren zum Ort mit niedrigerem Druck. Hochdruckgebiete werden auch Antizyklone genannt. Durch die absinkende, warme Luft wird sie durch den hohen Druck trocken und es entsteht in der Regel auch klares und schönes Wetter. Tiefdruckgebiete werden auch Zyklone genannt. Durch den geringen Druck steigt die warme Luft auf, wird dadurch abgekühlt und es entstehen Wolken. Die feuchte Luft kann dabei auch Regen erzeugen.
Die stärkste je gemessene Windböe hatte eine Geschwindigkeit von unglaublichen 408 km/h . Sie wurde am 10. April 1996 auf der Insel Barrow Island vor der Küste Westaustraliens während eines Tropensturms gemessen.
Zuvor lag der weltweite Rekord bei 372 km/h. Diese Windgeschwindigkeit wurde am 12. April 1934 am Mount Washington in den USA gemessen. Der deutschlandweite Wind-Rekord liegt bei 335 km/h. Diese Böe wurde am 12. Juni 1985 auf der Zugspitze gemessen.
Als windreichste Landfläche der Erde gilt die Antarktis. Forscher haben am Südpol Windgeschwindigkeiten von bis zu 327 km/h gemessen.
COMMENTS
Erklärung: So entsteht Wind. Dort, wo es warm ist, steigt die Luft nach oben. Dies geschieht, weil warme Luft leichter ist als kalte Luft. Am Boden (im Experiment über dem Sand) „fehlt" sozusagen Luft. Es herrscht tiefer Luftdruck. Über dem warmen Land (links) steigt Luft nach oben. Am Boden herrscht tiefer Luftdruck (T).
Geändert: 21. Dezember 2021. Wind entsteht, wenn verschiedenartige Luftmassen aufeinander treffen und dadurch in Bewegung geraten. Dafür sind verschiedene Faktoren verantwortlich. Welche das sind, in welcher Einheit Wind gemessen wird und wie wir uns Wind als Energiequelle zu Nutze machen, erfährst Du in diesem Beitrag.
Alle Arten von Wind entstehen dadurch, dass es Bereiche mit hohem und Bereiche mit niedrigem Luftdruck gibt. In den Wetternachrichten ist oft von Hoch- und Tiefdruckgebieten die Rede. Aber was haben die mit der Entstehung von Wind zu tun? Mit unserem Versuch könnt ihr das herausfinden. Man nehme: 2 Plastikflaschen.
Experiment zum Druckausgleich: Kann Wasser von einem Wassertank in einen anderen fließen und dabei zehn Meter Höhe überwinden? Physik ab Klasse 5. Passende Schulfächer. Physik. Physik Geografie. Klima, Natur und Kontinente der Erde: Überssichtsseite mit Inhalten zum Schulfach Geographie und Erdkunde.
Wind entsteht vor allem durch die Kraft der Sonne. Wenn die Sonnenstrahlen den Erdboden aufheizen, erwärmt sich darüber auch die Luft. Die Warmluft dehnt sich aus und wird dadurch dünner und leichter: die Luftmasse steigt nach oben. In Bodennähe entsteht so Tiefdruck. Wo es kalt ist, sinkt die Luft dagegen ab und am Boden bildet sich Hochdruck.
More wind experiments for kids. This wind activity using a small fan is great from Preschool Toolkit. Find out how fast the wind is blowing with this DIY anemometer from There's Just One Mommy. Design and build a wind-powered car. These can be made using a base like my balloon-powered car but with a sail instead of a balloon.
Die Entstehung von Wind zu erklären und zu begreifen ist ganz einfach: Heiße Luft steigt hoch und kalte strömt nach. Um dieses Phänomen sichtbar zu machen ei...
So entsteht Wind! Dieses Strömen nennt man auch Zirkulation. Das Wort kommt aus dem Lateinischen und bedeutet so viel wie "kreis- oder spiralförmige Bewegung". Warme, aufsteigende Luft übt weniger Druck auf die Erde aus als kalte, absinkende Luft. Das bedeutet, da wo warme Luft aufsteigt, herrscht ein Tiefdruckgebiet.
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Was ist Wind und wie entsteht er eigentlich? Das erfährst du im Video! Zum Video auf unserer Seite geht's hier lang: https://studyflix.de/erdkunde/wie-entste...
💨 Wie entsteht eigentlich Wind? Und wie entsteht das Wetter? Diese Fragen werden hier beantwortet! Weitere Infos findest du auch auf https://www.schnellerkl...
Durch ein kleines Experiment im Klassenzimmer (Arbeitsblatt 3) finden Schüler in der Gruppe (je 4-5 Schüler) heraus, dass warme Luft leichter ist als kalte und aufsteigt. Das Grundverständnis für die Entstehung thermisch bedingter Hoch- beziehungsweise Tiefdruckgebilde (Höhenhoch und Bodentief) wird so geschaffen.
Contracting air creates zones of "low pressure.". They pull nearby air inward. That's why the wind blows: It moves from regions of high pressure to those where pressure is lower. The zone between the high- and low-pressure areas is known as a pressure gradient, or a zone over which the pressure varies from high to low.
Windenergie - Windentstehung Anleitung: Wie entsteht Wind? Lest euch alles gut durch und beginnt dann mit dem Experiment! 1. Schneidet mit einer Schere die Spitze eines Teebeutels ab. (Da wo das Band dranhängt) 2. Klappt den Teebeutel auseinander. 3. Entleert den Inhalt auf ein Tellerchen. Jetzt habt ihr einen Zellstoffschlauch in der Hand! 4.
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Wie entsteht Wind? Was hat die Sonne damit zu tun? Wie erklärt man Wind in der Grundschule? Wie wird das Thema später erweitert?Wie wird Windstärke gemessen?...
Entstehung. Kurz gesagt entsteht Wind, wenn sich Luft zwischen einem Hochdruckgebiet und Tiefdruckgebiet bewegt. So sieht der Enstehungsprozess im Detail aus: Wind entsteht, wenn das Sonnenlicht die Luft erwärmt. Je senkrechter der Winkel ist, in dem das Sonnenlicht auf die Erde einfällt, desto stärker wird die Luft erwärmt.
Er wird vom Luftstrom mitgerissen, der entsteht, weil die vom Feuer erwärmte Luft nach oben steigt. Durch das Aufsteigen von warmer Luft und das absinken von kalter Luft entsteht ein Luftstrom, also Wind (sehr vereinfachte Erklärung für Grundschulkinder). Übertragung: Kennt ihr ein Flugobjekt, das es sich das zu Nutze macht?