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Gradientwind

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Der Gradientwind bezeichnet in der Meteorologie den Wind, der sich aus Druckunterschieden zwischen einem Hoch- und einem Tiefdruckgebiet, der Corioliskraft (infolge der Erddrehung) sowie der Zentrifugalkraft (infolge der Eigendrehung eines Hoch- oder Tiefdruckgebietes), zusammensetzt. Dabei werden lokale Effekte, beispielsweise durch Gebirge oder Bodenreibung, nicht berücksichtigt. Der Gradientwind ist eine Erweiterung des geostrophischen Windes und die beste Approximation an den realen Wind, die aus Wetterkarten und Höhenwindmessungen noch relativ genau vorhergesagt werden kann. Äquivalent wird auch der Begriff geostrophisch-zyklostrophischer Wind benutzt.

Die Stärke des Gradientwindes ist abhängig von der ihm aufgezwungenen Bahn. Bei antizyklonalen Bewegungen (Bewegung aus einem Hochdruckgebiet heraus) ergibt sich die Gradientkraft als Differenz aus der Corioliskraft und der Zentrifugalkraft, d. h. der Druckgradient ist größer als im geostrophischen Wind (supergeostrophisch). Auf zyklonalen Bahnen (Bewegung in ein Tiefdruckgebiet hinein) ergibt sich dagegen die Gradientkraft als Summe aus Corioliskraft und Zentrifugalkraft, so dass der Druckgradient geringer ist als im geostrophischen Wind (subgeostrophisch). Um ein Hochdruckgebiet weht der Wind also stärker als um ein Tiefdruckgebiet bei gleichem Druckgradient.

Bei besonders kleinen Hochdruckgebieten führt die hohe Zentrifugalkraft dazu, dass der Gradientwind es nicht mehr schafft ein Gleichgewicht zwischen Corioliskraft und der Summe von Zentrifugal- und Druckkraft zu erreichen. Daraus lässt sich erkennen, dass Hochdruckgebiete ab einer bestimmten Krümmung instabil werden und daher in der Atmosphäre nicht möglich sind. Diese kritische Krümmung entspricht den "Coriolisparamter" geteilt durch den vierfachen geostrophischen Wind. Dieses folgt aus der quadratischen Gleichung zur Lösung des Kräftegleichgewichts des Gradientwindes.

 \kappa_{krit} = 1 / R_{krit} = f_c \, / (4  v_g)

Da der Coriolisparameter  f_c = 2 \, \Omega \, \sin \varphi zu den Polen hin steigt, sind kleinere Hochs möglich je höher die geographische Breite.

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