Zur Erinnerung: Im zweiten Teil dieser Blogserie haben wir gezeigt, dass zentripetale und tangentiale Beschleunigungen mit Wirbelbewegungen verbunden sind. Mit anderen Worten: In einer Flüssigkeit sind Beschleunigung und Wirbel (Vortizität) eng miteinander verbunden.
Konvergenz und Divergenz
Würde sich die Erde nicht drehen, würden sich die Luftmassen geradlinig von hohem zu niedrigem Luftdruck bewegen. Da sich die Erde jedoch dreht, werden die Winde auf der Nordhalbkugel durch die Corioliskraft nach rechts abgelenkt, bis ein Gleichgewicht zwischen der Corioliskraft und der Druckgradientkraft erreicht ist. Der Wind verläuft dann parallel zu den Isobaren und dreht sich um die Tiefdruckgebiete, was als «geostrophischer Wind» bezeichnet wird.
Dieses Gleichgewicht wird allerdings häufig gestört, insbesondere wenn eine Beschleunigung auf die Strömung einwirkt. In Bodennähe handelt es sich meist um eine Abbremsung, die durch die Reibung der Luftmasse an der Erdoberfläche verursacht wird. In der Höhe hingegen treten alle drei Arten der Beschleunigung auf: die eigentliche Beschleunigung (z.B. am Eingang des Jetstreams), die Abbremsung (z.B. am Ausgang des Jetstreams) und die Strömungskrümmung (positive oder negative Vortizität). Wenn das Gleichgewicht zwischen dem Druckgradienten und der Corioliskraft gestört ist und der Wind nicht mehr parallel zu den Isobaren verläuft, spricht man von «ageostrophischem Wind».
Konvergenz, Divergenz und Vertikalbewegungen
Wenn die Strömung vom geostrophischen Gleichgewicht abweicht, neigt sie dazu, an bestimmten Stellen zu konvergieren (Konvergenzzonen) und an anderen Stellen zu divergieren (Divergenzzonen). Befinden sich diese Zonen in der Nähe des «Deckels», d.h. der Tropopause (in den gemässigten Breiten etwa in 12 km Höhe), so kann die überschüssige Luft in den Konvergenzzonen nur nach unten entweichen, was zum Absinken (Subsidenz) und zur Abtrocknung der Luftmasse und schliesslich in Bodennähe zu Divergenz führt. Umgekehrt führt Divergenz in der Höhe zu grossräumiger Hebung, die Niederschläge und Gewitter begünstigt sowie zu Konvergenz in den unteren Luftschichten.
Aus meteorologischer Sicht sind die Divergenzzonen in der Nähe der Tropopause daher von entscheidender Bedeutung, um potenzielle Aufwindzonen und damit Schlechtwettergebiete zu identifizieren.