Marc Desmet
Module 1.5 Overzicht van het klimaatsysteem: Globale circulatie systemen.
Op onze planeet zijn er twee systemen die een belangrijke rol spelen in het klimaat, met name de atmosfeer en de oceanen. De wind- en oceaan-patronen en hun samenspel bepalen heel sterk mee het klimaat op aarde.
Wind zorgt voort circulatie in de atmosfeer en transporteert hitte van de tropen naar de polen. De lucht in de evenaarszone stijgt op door de zonnestraling. Hierdoor ontstaat een lagedruk gebied. Noordelijke (koudere) lucht waait op lage hoogte in[1]. Terwijl hij stijgt koelt die af. Koelende lucht kan minder vocht bevatten, dus valt er veel regen aan de tropen. Maar door de wijzigende stand van de zon (door de schuine stand van de aardas) verschuift die ITCZ[2] tussen de Kreefts- en de Steenbokskeerkring. Omdat het effect van de zonnewarmte sterker is boven land dan op zee, ontstaan lagere druk gebieden boven land , met krachtige moessonwinden en -regens tot gevolg.[3]
In de subtropen daalt de (droge) lucht opnieuw wat resulteert in woestijnen. Omdat het daar warm en droog is verplaatst die lucht zich noordwaarts (of zuidwaarts op het zuidelijk halfrond) naar de gemiddelde breedtegraden (bij ons dus)[4]. Daar stijgt de lucht opnieuw oprichting Noord- of Zuidpool[5]. De botsing van de subtropische lucht met de koude lucht van de polen zorgt voor stormen in de subpolaire breedtegraden. We noemen dat het polair front.
Tegelijk ontstaan door de aardrotatie[6] en de luchtdrukverschillen op de grens van Troposfeer en Stratosfeer op sub polaire breedtegraad de westelijke straalstromen (Westerlies). Weet je nog, die leerden we kennen door Armand Pien. Aan de tropen en subtropen heersen de oostelijke passaatwinden (trade winds) en aan de polen heb je opnieuw oostelijke winden op grote hoogte.
Door het samenspel van deze factoren verplaatst wind zich van hoge naar lage drukgebieden en spiraalsgewijs in naar lage drukgebieden en uit naar hoge drukgebieden.… Bekijk de onderstaande afbeelding op je gemak; zo wordt het je misschien duidelijk… dat het niet zo simpel is, dat klimaat.
Oceanen
Ook in de oceanen zorgen de stromingen er voor dat hitte van de tropen naar de polen wordt verplaatst.
- De horizontale stromingen worden aangedreven door de wind in de atmosfeer. Een voorbeeld daarvan is de warme Golfstroom (westwaarts) naar Europa en de koude Canarische stroming (oostwaarts) ons niet onbekend zijn. Ze zijn het gevolg van de westelijke winden op gemiddelde breedtegraden en oostelijke winden in de tropen. Bekijk onderstaande afbeelding om een idee te hebben van de globale oceaancirulatie ten gevolge hiervan.
- De verticale stromingen, ook de oceanische transportband genoemd. Deze stromingen ontstaan omdat koud water dichter en dus zwaarder is en naar beneden zinkt richting polen. En omgekeerd is water warmer en lichter aan de polen en stijgt het. Ook het zoutgehalte speelt een rol.
Veranderingen in dit verticale systeem zorgen voor variatie in ons klimaat. En zo komen we bij de meest bekende ervan, El Nino. Die speelt zich af in de Stille Oceaan. Hij komt om de 3 à 7 jaar voor en ontstaat door het samenspel van het oceaansysteem en het atmosferisch systeem. Wanneer de passaatwinden in kracht afnemen, komt er minder koud water naar boven aan de tropen. Het zeewater wordt warmer en zorgt voor een verandering in de Oost-West winden. Dat verandert op zijn beurt het opstijgen van de warme luchtcirculatie en dat verandert dan weer de passaatwinden. Omdat dit meestal rond Kerstmis merkbaar wordt noemt men dit fenomeen ‘El Nino’ (het kerstekind).
El Nino beïnvloedt het wereldwijde klimaatsysteem en het weer. Het verandert de straalstromen in het Noordelijk en Zuidelijk halfrond, waardoor er een grote weersverandering optreedt.
We weten dat de klimaatopwarming El Nino zal veranderen en als dat gebeurt zal het klimaat nog meer veranderen. Maar de modellen van de klimaatwetenschappers laten nog niet zien wanneer en hoe dat zal gebeuren. Het blijft dus een onzeker kantelpunt. En dat is eigenlijk slecht nieuws, want hoe kan je je aanpassen aan veranderingen die je (nog) niet kent en/of waarvan je niet weet wanneer en hoe ze zich zullen voordoen.
De volgende module gaat over feedbackmechanismen in het klimaatsysteem en de koolstofcyclus, ook carbon cycle genaamd.
[1] Dit wordt de convectieve instabiliteit genoemd
[2] ITCZ = Intertropische convergentiezone. Komt later in de cursus nog terug aan bod.
[3] Deze 1e cel wordt de Hadley cel genoemd. Komt later nog terug aan bod.
[4] Gemiddelde breedtegraad cel (mid-latitude)
[5] Polaire cel
[6] Ook Corioliskracht genoemd
alle afbeeldingen in deze tekst zijn afkomstig van de SDG Academy en Penn STate University online cursus ‘Climate Change, the science’ onder creative commons licentie
Reactie toevoegen