Hoge en Lage Druk

Luchtdruk ontstaat door het gewicht van de atmosfeer op de aarde.
Normale luchtdruk op zeeniveau = 1013 hPa
> 1013 hPa = hoge druk
< 1013 hPa = lage druk

Drukverschillen, herleid tot zeeniveau, worden op kaarten getekend. De lijnen die de plaatsen met gelijke druk verbinden, worden isobaren genoemd. Gesloten isobaren omsluiten een kern van hoge druk (H) of lage druk (L).Hoe dichter de isobaren bij elkaar gelegen zijn, hoe groter de drukgradiënt (of het drukverschil) tussen plaatsen aan weerszijden ervan gelegen.

Winden compenseren de luchtdrukverschillen op aarde en tevens staan zij in voor het transport van energie en luchtvochtigheid.

Drukverschillen en winden: temperatuur verschillen veroorzaken circulatiecellen

Door het verschil in opwarming ontstaan warme en koude luchtkolommen. Ten gevolge van de opwarming zet de lucht uit waardoor het volume toeneemt. Hierdoor treedt er een drukverschil tussen warme en koude kolom lucht op in hogere luchtlagen. Er treedt een verplaatsing op van lucht van de warme naar de koude kolom, waardoor er een drukverschil ontstaat aan het aardoppervlak tussen de beide kolommen. Langs het aardoppervlak wordt de lucht van de koude kolom (hoge drukgebied) naar de warme kolom (lage drukgebied) weggeduwd en er ontstaat dus wind.
Zolang de temperatuur- en drukverschillen bestaan, krijgen we een gesloten circulatiesysteem of circulatiecel(len).

Land- , zee- , berg- en dalwind , regionale circulatiecellen

In kustgebieden ontstaat een lokale wind door de ongelijke opwarming van land en zee : overdag waait een zeewind en 's nachts een landwind.
Ook in gebergten steunen het bestaan van berg- en dalwinden op hetzelfde principe.

Op een niet-roterende aarde

Bij een niet-roterende aarde is er één cel per halfrond.
- aan de evenaar : een lage druk door de opwarming
- aan de polen : een hoge druk door de afkoeling.
Gevolg : in de hogere luchtlagen zal er een constante luchtstroming zijn van de evenaar naar de polen toe. Langs de aarde zou er overal een wind waaien van de polen naar de evenaar toe. Op het noordelijk halfrond zou men dus een PERMANENTE NOORDENWIND krijgen (ééncellige circulatie).

In werkelijkheid : drie cellen per halfrond

Door de aardrotatie zijn er in plaats van één 3 cellen per halfrond :
- aan de polen : hoge druk door koude neerdalende lucht = POLAIR MAXIMUM
- aan de evenaar :

• lage druk door de verticale stijgende opgewarmde lucht = EQUATORIAAL MINIMUM
• in de hogere luchtlagen spreidt de stijgende lucht zich van de evenaar weg
• door afkoeling en door de aardrotatie daalt deze lucht al op ± 30° breedte en daardoor ontstaat er een hogedrukgordel = SUBTROPISCHE MAXIMUM
• van hier uit aan het aardoppervlak vertrekken er winden terug naar de evenaar = NO-PASSATEN
  de eerste cel is gesloten
• de zone waar de passaten van het noordelijk en het zuidelijk halfrond botsen noemen we ITCZ (= intertropen convergentie zone)

- vanuit het subtropisch maximum :

• vertrekken ook winden van de evenaar weg
• op ongeveer 60° breedte ontmoeten deze de winden die vertrekken vanuit het polair maximum. In deze botsingszone (FRONTZONE) stijgt de lucht en veroorzaakt lage druk = SUBPOLAIR MINIMUM
• in de hogere luchtlagen keert een deel terug naar de evenaar of beter naar het subtropisch maximum en sluit zo de tweede cel
• een ander deel keert naar de polen terug en sluit de derde cel

De frontzone (het subpolair minimum) is belangrijk voor het West-Europees weer.

- Naast deze celvorming zorgt de rotatie ook voor de afbuiging van de winden door het Coriolis-effect :

• van de evenaar weg worden de winden naar het oosten toe afgebogen
• naar de evenaar toe worden de winden naar het westen toe afgebogen

Door dit effect snijden de winden langs het aardoppervlak de isobaren ook schuin.

- Synthese voor het noordelijk halfrond :

• vanuit SUBTROPISCH MAXIMUM :
  naar noorden : ZW-winden
  naar zuiden : NO-passaten
• vanuit POLAIR MAXIMUM :
  naar zuiden : NO-winden
• op grenszone van de cellen in de hogere luchtlagen ontstaan door druk- en temperatuursverschillen hevige winden
  die van West naar Oost waaien op 15 km hoogte (= STRAALSTROMEN)

De aardrotatie en land-zee tegenstelling veroorzaakt drukkernen

De voornoemde drukgordels bestaan in werkelijkheid uit drukkernen. Het verschil tussen land en zee (verschil in opwarming en afkoeling) is daarvan de belangrijkste oorzaak.
Door de kernontwikkeling buigen de winden nog meer af : op het noordelijk halfrond draaien de winden
- rond een hoge-drukkern in WIJZERZIN (rechts om met de wijzers van de klok mee)
- rond een lage-drukkern in TEGENWIJZERZIN (linksom TEGEN de wijzers van de klok in)
(omgekeerd op het zuidelijk halfrond)

De drukkernen die ons weer beïnvloeden zijn :
- het AZOREN MAXIMUM (subtropisch maximum)
- het IJSLAND MINIMUM (subpolair minimum)
- het SIBERISCH MAXIMUM (polair maximum)