Was ist die Hadley-Zelle und warum ist sie für die Meteorologen in Europa von so großer Bedeutung?

Die Hadley-Zellen spielen eine Schlüsselrolle beim Wärmetransport in der Atmosphäre. Ihre Ausdehnung wird durch die globale Erwärmung immer deutlicher, und das hat auch Folgen für Europa.

Penisola Iberica
Die Tage mit stabilem, überdurchschnittlich warmem Wetter werden immer zahlreicher, Veränderungen finden auf planetarischer Ebene statt.

Das klassische Schema der allgemeinen Zirkulation der Atmosphäre ist wohlbekannt. Sowohl die Abbildung als auch die Erklärungen, wie sich dieser Wärmetransportmechanismus in der Erdatmosphäre verhält, sind in jedem Buch oder Lehrbuch über Meteorologie und Klimatologie zu finden. Die beiden Hadley-Zellen sind die Hauptantriebskraft, und wir werden ihnen ein paar Zeilen widmen, weil es immer deutlicher wird, dass sie sich ausdehnen.

Die Existenz dieser Zirkulationszellen oder -kreise wurde erstmals von dem englischen Juristen und Amateur-Meteorologen George Hadley (1685-1768) vorgeschlagen, nicht zu verwechseln mit dem englischen Astronomen, Physiker und Mathematiker Edmund Halley (1656-1742) aus der gleichen Zeit. ), berühmt für die Berechnung der Umlaufbahn des Kometen, der seinen Namen trägt, und die Vorhersage seiner regelmäßigen Annäherung an die Erde alle 76 Jahre.

Hadley-Zelle
Das Diagramm zeigt den Querschnitt der beiden Hadley-Zellen in der theoretischen Situation von Frühling und Herbst, wobei beide symmetrisch auf beiden Seiten des Äquators liegen. Quelle: NOAA.

Die Namen Hadley und Halley sind sich sehr ähnlich, weshalb sie manchmal vertauscht werden. Der Astronom Halley leistete wichtige Beiträge zu den Passatwinden (ihm wird die erste Karte zugeschrieben, auf der sie dargestellt sind), die eines der Schlüsselelemente der allgemeinen atmosphärischen Zirkulation darstellen und eng mit den Hadley-Zellen verbunden sind.


Jede dieser Zellen beinhaltet eine Meridianzirkulation (in N-S-Richtung), bei der Luft vom Äquator bis etwa zum 30. Breitengrad (subtropische Region) in den oberen Schichten der Troposphäre und in die entgegengesetzte Richtung in den unteren Schichten transportiert wird, wie im Diagramm in der Abbildung dargestellt. Sie werden durch den Luftauftrieb im Äquatorialgürtel angetrieben, der durch Konvektion entsteht, die wiederum durch starke Sonneneinstrahlung verursacht wird.

Die globale Erwärmung erweitert die Zellen

Hadley-Zellen spielen eine wichtige Rolle bei der Wärmeübertragung vom Äquator zu den mittleren Breiten. Sie unterliegen einer jahreszeitlichen Schwingung, deren Amplitude je nach Länge der Erde variiert. Wenn wir uns auf die Zelle in der nördlichen Hemisphäre und den geografischen Bereich der Kanarischen Inseln und der Iberischen Halbinsel beschränken, zieht sich die Zelle im Januar (borealer Winter) nach Süden zurück, ohne den Äquator zu überqueren, während sie im Juli (borealer Sommer) in der geografischen Breite ansteigt und sich ihr absteigender Ast im Bereich der Iberischen Halbinsel befindet.

Erweiterung der Hadley-Zellen
Veränderungen in den Hadley-Zellen als Reaktion auf die globale Erwärmung, die durch den Anstieg der Treibhausgase in der Atmosphäre verursacht wird. Quelle: Nature Communications (Juni 2017).

Nel suo Sesto ed ultimo Rapporto (AR6), pubblicato nel 2021, l’IPCC attribuisce un elevato livello di fiducia all’espansione delle celle di Hadley verso le alte latitudini, indicando che nel caso particolare della cellula situata nell’emisfero settentrionale, detta espansione e il movimento verso nord è stato osservato dal 1980.

Was sind die Folgen in Europa?

Die oben genannten Tatsachen werden immer deutlicher. Die Einbrüche subtropischer Luft über der Iberischen Halbinsel und den Balearen werden immer häufiger und treten zu allen Jahreszeiten auf. Die Einbrüche warmer Luftmassen sind nichts anderes als ein Spiegelbild der Ausdehnung der Hadley-Zelle, mit den Folgen, die wir beobachten: eine Zunahme von Trockenperioden und Dürren sowie fast permanente positive Temperaturanomalien von zunehmender Größenordnung.

Antizyklon Anfang Februar
Karte mit den Bereichen der geopotentiellen Höhe und der Temperatur in 500 hPa sowie dem vorhergesagten Oberflächendruck für Freitag, den 2. Februar 2024 um 12 UTC. Dieses Muster wiederholt sich auch außerhalb der Sommerzeit immer wieder.

Dieses beobachtete Verhalten führt zu einer Subtropenisierung des Klimas, zum Beispiel in Spanien. Klimaprojektionen deuten darauf hin, dass sich diese Ausdehnung der Hadley-Zellen für den Rest des Jahrhunderts fortsetzen wird, parallel zum weiteren Temperaturanstieg.

Wir sind Zeugen der Bestätigung des Einflusses der globalen Erwärmung auf die allgemeine Zirkulation der Atmosphäre. Sowohl die Zunahme der Häufigkeit und des Ausmaßes von Dürren als auch die extreme Hitze und die Unregelmäßigkeit der Niederschläge sind Elemente, die uns nicht nur die Anpassung erschweren, sondern auch das Management einer Vielzahl von Aktivitäten erschweren, die eng mit dem Wetter- und Klimaverhalten verbunden sind.