Das ENSO-Phänomen

Konvektion

In Klimatologie und Meteorologie Begriff zur Beschreibung für Bewegungsvorgänge, die durch den Auftrieb in einer Atmosphäre mit labiler Temperaturschichtung hervorgerufen werden (thermische Konvektion). Da in den höheren Luftschichten geringerer Luftdruck herrscht, dehnt sich das aufsteigende Luftpaket aus und kühlt sich dabei ab. Die entstehenden Bewegungsformen reichen von einzelnen Aufwinden bis hin zu geordneten Konvektionszellen, in denen die aufgestiegene Luft seitlich wieder abströmt.
Spielt die Kondensation von Wasserdampf keine Rolle, so spricht man von trockener Konvektion. Kondensiert in den aufsteigenden Luftpaketen der Wasserdampf (feuchte Konvektion), so führt dies bei Erreichen des Kondensationsniveaus zur Bildung von Konvektionswolken. Diese können sich wie im Fall der Cumulonimbus-Wolke bis zur Tropopause erstrecken. Die Konvektion sorgt besonders in der atmosphärischen Grenzschicht für einen effektiven vertikalen Wärmetransport zwischen dem durch solare Einstrahlung erwärmten Untergrund und der kühleren freien Atmosphäre.
Die Aufwärtsbewegung der Konvektionszelle, die in Form von einzelnen, in Bezug auf die Umgebungsluft wärmeren bzw. weniger dichten Luftkörpern erfolgt, wird als Thermik bezeichnet. Konvektion tritt hauptsächlich während der Tagstunden über durch Sonneneinstrahlung erwärmten Oberflächen auf, während sie nachts nur in geringem Maße und über Flächen mit großer Wärmekapazität, z.B. Gewässern oder Städten, vorkommt.

In der Physik wird als Konvektion grundsätzlich eine Wärmeströmung, also die räumliche Umverteilung von Teilchen, die eine bestimmte Wärme mitführen, bezeichnet. Daraus ergibt sich für die Ozeanographie, dass die Konvektion einen zentralen Prozess darstellt bei der Umverteilung der ozeanischen Kenngrößen wie Temperatur, Salzgehalt, gelöstem Sauerstoff oder dem Klimagas Kohlenstoffdioxid. Im Ozean wird Konvektion häufig durch die Abkühlung von Oberflächenwasser, durch Wärmeverluste an die Atmosphäre, verursacht. Das oberflächennahe Wasser wird dabei am stärksten abgekühlt und wird so, aus thermodynamischen Gründen, schwerer als das darunterliegende, wärmere Wasser. Es kommt zum vertikalen Absinken des abgekühlten Wassers – die Konvektion setzt ein.
Zentren tiefreichender Konvektion durch Abkühlung sind das Weddellmeer sowie die Grönlandsee und die Labradorsee. Salzanreicherung aufgrund erhöhter Verdunstung führt zu tiefreichender Konvektion im Europäischen Mittelmeer und im Roten Meer. Salzanreicherung tritt auch bei Eisbildung im Meer auf und führt zu intensiver Konvektion über den Arktischen und Antarktischen Schelfen. Der Konvektionsprozess gilt als Antrieb der thermohalinen Zirkulation und damit der Tiefenzirkulation im Weltmeer.