Wissenschaftler mit Bechern
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Eine Isobar ist eine Linie, die Punkte gleichen atmosphärischen Drucks auf einer Wetterkarte verbindet. Das Wort kommt von den griechischen Wörtern isos — gleich — und Baros — Gewicht. Durch das Zeichnen von Isobaren in Intervallen basierend auf Druckmesswerten können Bereiche mit hohem und niedrigem Druck auf einer Karte dargestellt werden, genau wie Hügel und Täler auf einer Konturkarte einer Landschaft. Aus dem Studium der Isobaren auf einer Karte können Meteorologen vorhersagen, ob das Wetter klar oder bewölkt sein wird, die Windstärken und —richtungen und — unter Berücksichtigung von Breitengrad und Jahreszeit – die Temperaturen über einen weiten Bereich.

Da es nicht möglich ist, den atmosphärischen Druck an jedem Punkt innerhalb des von einer Wetterkarte abgedeckten Gebiets zu messen, basieren Isobaren auf Luftdruckmessungen an Wetterstationen. Der Luftdruck fällt mit der Höhe ab, daher werden die Messwerte an die Werte des Meeresspiegels angepasst, um Höhenunterschiede zu berücksichtigen. In den USA werden normalerweise stündlich Druckmessungen durchgeführt, und die Isobaren liegen normalerweise in Intervallen von 4 Millibar (mb), wobei ein Druck von 1000 mb als Basis verwendet wird. Aus einer Reihe von Luftdruckmesswerten, die gleichzeitig an verschiedenen Orten innerhalb eines Gebiets gemessen werden, können Isobaren gezeichnet werden, indem geschätzt wird, wo der Druck den entsprechenden Wert haben würde.

Zum Beispiel, wenn eine Wetterstation einen Druck von 1002 mb meldet und eine andere Station ein paar Meilen nördlich 1006 mb meldet, kann geschätzt werden, dass die 1004 Isobar zwischen den beiden passieren würde. Auf einer Isobarenkarte werden die Isobaren mit den Druckwerten gekennzeichnet, die sie darstellen, z. B. 996 MB, 1000 MB, 1004 MB usw. Die Karte zeigt auch die einzelnen Messwerte an den verschiedenen Stationen.

Anhand einer Isobarenkarte können Meteorologen das wahrscheinliche Wetter in den nächsten Tagen bestimmen. Niederdruckgebiete, bekannt als Zyklone, verfügen über einströmende Luft, die in der Mitte aufsteigt und im Allgemeinen mit Wolken und Niederschlägen verbunden ist. Hochdruckgebiete, sogenannte Antizyklone, sind mit absteigender, ausströmender Luft verbunden und bringen normalerweise trockenes, klares Wetter.

Wind strömt von Gebieten mit höherem Druck zu Gebieten mit niedrigerem Druck. Die Isobaren auf einer Wetterkarte zeigen Druckgradienten. Liegen die Isobaren weit auseinander, deutet dies auf einen sanften Druckgradienten und leichte Winde hin. Wo die Isobaren nahe beieinander liegen, deutet dies auf einen steilen Gradienten hin. Je steiler der Druckgradient, desto höher die Windgeschwindigkeiten.

Druckgradienten neigen dazu, in Gebieten mit niedrigem Druck steiler zu sein als in Gebieten mit hohem Druck. Wenn eine isobare Karte als Landschaft dargestellt wird, würden Hochdruckgebiete wie sanft abfallende Hügel und Niederdruckgebiete wie steile Vertiefungen aussehen. Niederdruckgebiete werden in einigen Gebieten tatsächlich als „Vertiefungen“ bezeichnet.

Wenn die Reibung ignoriert wird, wird die Windgeschwindigkeit durch die Druckgradientkraft (PGF) bestimmt. Dies kann als Ergebnis des Hochdruckwerts minus des Niederdruckwerts dividiert durch die Entfernung berechnet werden und wird normalerweise als Millibar pro Kilometer (mb / km) ausgedrückt. Wenn beispielsweise eine isobare Karte einen Druckabfall von 1008 mb auf 996 mb über eine Entfernung von etwa 20 km (12 Meilen) zeigt, beträgt der Druckgradient 12 mb / 20 km, was 0,12 mb / km entspricht. Das ist ein ziemlich steiler Druckgradient, so dass für dieses Gebiet starke Winde vorhergesagt würden.

Die Windrichtung wird nicht nur von der Ausrichtung des Druckgradienten beeinflusst, sondern auch von der Corioliskraft, die sich aus der Erdrotation ergibt. In der nördlichen Hemisphäre führt dies dazu, dass sich die Winde um ein Niederdruckgebiet gegen den Uhrzeigersinn und die Winde um ein Hochdruckgebiet im Uhrzeigersinn drehen. Das Gegenteil ist in der südlichen Hemisphäre der Fall. Der Betrag der Auslenkung aufgrund der Corioliskraft ist zu den Polen hin größer und auch proportional zur Windgeschwindigkeit.

Ohne Berücksichtigung der Reibung können sich die PGF und die Corioliskraft ausgleichen, was zu Winden führt, die parallel zu den Isobaren fließen. Diese sind als geostrophische Winde bekannt und können hoch über dem Boden auftreten, wo Reibung nicht wichtig ist. An der Oberfläche verlangsamt die Reibung jedoch den Wind, wodurch der Coriolis-Effekt verringert wird, und die Winde neigen dazu, die Isobaren zu überqueren, sich nach innen in Richtung Zyklone und nach außen von Antizyklonen weg zu drehen, je nach Hemisphäre im oder gegen den Uhrzeigersinn.

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