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Die beiden Polarwirbel über der Arktis und Antarktis sind großräumige Tiefdruckgebiete und wesentliche Elemente der atmosphärischen Zirkulation. Es handelt sich um thermisch bedingte Kaltluftzonen, was durch die negative Strahlungsbilanz der Pole bedingt ist. Da sie wesentlich durch geographische bzw. orografische Bedingungen geprägt werden, unterscheidet man zwischen dem arktischen und dem antarktischen Wirbel. Sie treten im polaren Winter auf, da der Temperaturunterschied dann hier besonders groß ist.
Die Wirbel entstehen aufgrund der differentiellen Rotation der Atmosphäre um die Erde auch immer nur entgegen der Drehrichtung der Erde (wie auch Wirbelstürme auf Nord- bzw. Südhalbkugel).
Polarwirbel sind die Hauptverursacher des Ozonlochs, da sie die Durchmischung der Atmosphäre bedingen. Die Polarwirbel am Südpol sind aufgrund der reinen Eisoberfläche der Antarktis stärker ausgeprägt als die Polarwirbel über dem Nordpol, die durch Landmassen und Meeresströme abgeschwächt werden.
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