In unseren Breiten sind wir es gewohnt, dass der Wind meist aus westlichen Richtungen bläst. Und nicht nur er kommt aus Westen, ganze Hoch- und Tiefdruckgebiete ziehen von dort über uns hinweg. Der Grund für diese Luftbewegung findet sich in der globalen atmosphärischen Zirkulation. Sie ist maßgeblich beteiligt an der Entstehung der verschiedenen Windsysteme, sei es der Passat oder der Monsun. Auch die Verteilung der globalen Hoch- und Tiefdruckgebiete lässt sich durch die globale Zirkulation erklären.

Globale Zirkulation © MMCD

Da die Sonneneinstrahlung am Äquator viel höher ist als an den Polen, müsste der Temperaturunterschied zwischen den Tropen und den Polarregionen ohne Austausch der Luftmassen im Laufe der Zeit immer größer werden. Dies ist jedoch nicht der Fall, weil eine ständige, ausgleichende Durchmischung der Atmosphäre stattfindet - die Windsysteme unseres Planeten dienen hier als "Klimaanlage". Dabei wird - vereinfacht gesagt - die Luft in Äquatornähe erwärmt und steigt auf. Die warme Luft gelangt als Höhenströmung nordwärts bis zu den Polen, kühlt sich ab und sinkt zur Erdoberfläche. Von dort strömt sie nahe der Erdoberfläche wieder zurück zum Äquator.

Doch die Erde steht nicht still, sondern dreht sich - und das verkompliziert das Ganze erheblich: Die Erdrotation wirkt als ablenkende Kraft, als so genannte Corioliskraft, auf die Luftteilchen. Durch ihren Einfluss werden Winde auf der nördlichen Halbkugel nach rechts und auf der Südhalbkugel nach links abgelenkt. Anstelle einer geschlossenen Rotation der Luftmassen bilden sich so durch die Erddrehung mehrere nebeneinander liegende Rotationszellen, die so genannten Hadley-Zellen.

Eine von ihnen erstreckt sich vom Äqautor aus bis zum 30. Breitengrad süd- und nordwärts. Zu ihr gehört auch der subtropische Hochdruckgürtel, in dessen Bereich viele Trocken- und Wüstengebiete der Erde liegen. Eine zweite Zirkulationszone liegt über den Polen. Hier fließt kalte Luft in Bodennähe nach Süden, erwärmt sich dabei und steigt in Höhe der 60. Breitengrades wieder in die Höhe. Hier entstehen dadurch die polaren Tiefdruckgebiete.

Zwischen der polaren und der tropischen thermischen Rotationszelle liegt die Rotationszelle der gemäßigten Breiten. Sie hat ihren absinkenden Ast im Bereich des subtropischen Hochdruckgürtels, der aufsteigende Ast liegt im Bereich des polaren Tiefdruckgürtels. Dieses Zirkulationssystem ist nicht stationär, sondern verschiebt sich im Laufe der Jahreszeiten. Wenn in der Nordhemisphäre Sommer herrscht, verschieben sich alle drei Rotationszellen nach Norden. Im Winter verlagern sich die drei Systeme weiter nach Süden.