Luftströmung im halbjährlichen Wechsel - Monsun

Als Monsun werden großräumige Winde in den Tropen und Subtropen bezeichnet, die alle sechs Monate ihre Richtung ändern. Besonders ausgeprägt ist der Monsun in Indien.

Zudem muss der Wind von November bis Februar und von Juni bis September aus einer Richtung beständig wehen. Im Beispiel von Indien kommt der Wind im Winter hauptsächlich aus Nord bis Nordost, im Sommer weht er dagegen fast die ganze Zeit aus Südwesten.

Im Sommer erhitzen sich die Landmassen durch die starke Sonneneinstrahlung. Über dem Festland steigt warme Luft auf, der Luftdruck sinkt. Auf dem kühlen Meer dagegen herrscht hoher Luftdruck. So entsteht ein Wind, der vom Meer zum Land weht.

Etwas verzögert mit dem Sonnenhöchststand verlagert sich dabei die Innertropische Konvergenzzone, kurz ITC, nordwärts. Dies ist eine Zone von Tiefdruckgebieten. Weil sich auf der Nordhalbkugel mehr Landmassen befinden und diese sich stärker erwärmen als das Meer, ist die ITC im Nordsommer deutlich nach Norden verschoben. Dadurch wird Luft angesogen und es entstehen Winde.

Auf seinem Weg vom Ozean zum Kontinent nimmt der Monsunwind über dem Meer feuchte und warme Luft auf. Trifft die Luft auf Hindernisse wie ein Gebirge, steigt die Luft auf. Dabei kühlt sie ab. Dicke und schwere Wolken entstehen. Diese können die Feuchtigkeit dann nicht mehr halten und es beginnt zu regnen. Der Sommermonsun gilt daher als Regenzeit.

Im Winter hingegen strömen die Luftmassen vom Land zum Meer. In dieser Jahreszeit trocknet das Land aus. In der Regel herrscht dann eine ausgeprägte Trockenzeit. Nicht selten weht der Nordostpassat, der dem Wintermonsun entspricht, über Halbwüsten und Wüsten und wirbelt Staub und feinen Sand auf.

Er kann ihn dann weit südwestwärts transportieren und besiedelte Gebiete in Staubwolken einhüllen. In Ostasien geht der Wintermonsun regelmäßig mit Kaltlufteinbrüchen einher. Die Temperaturen stürzen nicht selten unter minus 20 Grad.

Mit dem Monsun verbindet man oftmals Indien. Der Monsun kommt jedoch auch in vielen anderen tropischen und subtropischen Küstenländern vor, zum Beispiel von China bis nach Indonesien und nach Nordaustralien. Auch in Teilen Afrikas, Arabiens und Amerikas gibt es den Monsun. Reichlich Regen fällt vor allem in küstennahen Gebieten, in denen sich die vom Meer heranwehende Luft an den Gebirgen staut.

Wenn Monsunwinde immerwährend Regen im Gepäck haben, spricht man vom Monsunregen. Auf dem indischen Subkontinent fallen während des Sommermonsuns mehr als zwei Drittel des gesamten Jahresniederschlages. Er wird auch als Monsunregen bezeichnet und ist im Normalfall auch lebensnotwendig für die Menschen und die Natur. Nicht selten hält der Regen, von wenigen Unterbrechungen abgesehen, zwei bis drei Monate an. Das führt immer wieder zu Hochwassern und großflächigen Überschwemmungen.

Weil die Monsune das Klima in Südasien so deutlich prägen, wird das Jahr in dieser Region auch nicht nach den vier Jahreszeiten, sondern nach dem Sommermonsun von Juni bis September und dem Wintermonsun von Dezember bis Februar eingeteilt. Dazwischen liegen die Übergangszeiten.

Je nach Region fallen die Monsunregenzeiten sehr unterschiedlich aus. In Indien startet die regenreiche Zeit im Durchschnitt ab Mitte Mai und dauert bis in den September hinein an. In anderen Regionen der Tropen und Subtropen herrscht eine große Vielfalt an Monsunsystemen mit unterschiedlichen Regen- und Trockenzeiten.

Besonders bekannt ist der Monsun in Indien. Hier bringt der aus Nordosten kommende Wintermonsun Trockenheit. In diesem Fall entspricht er dem Nordostpassat. Dagegen bringt der aus Südwesten vom Meer kommende Sommermonsun meist intensive Regenfälle.

Über dem indischen Subkontinent heizt sich die Luft im Spätfrühling extrem stark auf. Dabei werden vor dem Einsetzen des Sommermonsuns regelmäßig Spitzenwerte zwischen 40 und 50 Grad im Schatten gemessen. Dadurch steigt die Luft sehr schnell auf und am Boden entsteht ein sogenanntes Monsuntief. Die auf dem Indischen Ozean mit viel Wasserdampf angereicherte Luft strömt in dieses Tief.

Durch die Corioliskraft wird der Wind nach rechts abgelenkt und über dem nördlichen Indischen Ozean baut sich großräumig eine rund 7000 Meter mächtige Südwestströmung auf. Das sind die sogenannten Monsunwinde. Diese feuchtwarmen Winde stauen sich an den Gebirgsketten der Westküste und im Himalaya-Gebirge. Dort regnen sie sich ab. Im Stau der Gebirge können innerhalb eines Tages einige Hundert Liter Regen pro Quadratmeter fallen.

Die Monsunwinde mit ihren ergiebigen Regenfällen wandern etwa Anfang Mai von Südwestindien langsam Richtung Norden des Subkontinents. Die Monsunsaison erreicht etwa Mitte Juli ihren nördlichsten Punkt.

Über dem warmen Golf von Bengalen bilden sich zum Höhepunkt regelmäßig Tiefs, die in die tropische Ostströmung eingebunden sind. In dieser Region setzt sich die recht flache Monsunströmung nicht durch. Die Tiefdruckwirbel ziehen jedoch nach Westen und Nordwesten und treffen auf die feuchtwarme Südwestströmung, sodass die Niederschläge verstärkt werden. Vor allem in Ostindien, Bengalen und Assam hinterlassen sie sehr intensiven Regen.

Nachdem die Monsunregenfälle den nördlichsten Punkt auf dem indischen Subkontinent etwa Mitte Juli erreicht haben, kehren sie gleichsam mit dem Sonnengang nach Süden zurück. Zwischen Mitte Juli und November quert die Monsunfront damit noch einmal den südlichen Teil Indiens und Sri Lankas.

Forscher haben bereits in den 1950er Jahren herausgefunden, dass sich die ITC über dem Indischen Ozean und dem Subkontinent in ein nördliches Band (NITC), in der das sommerliche Hitzetief eingebettet ist, und in ein südliches Band (SITC) aufspaltet.

Dieser südliche Ast verläuft im Nordsommer etwa in Äquatornähe. Weil das Hitzetief über dem indischen Subkontinent einen tieferen Luftdruck als in Äquatornähe aufweist, weht der Wind vornehmlich in Richtung des Hitzetiefs. Aus den daraus entstehenden Südwinden werden bedingt durch die Corioliskraft Südwest- bis Westwinde.

Diese Winde bringen mittelhohe Wolken, aus denen es beständig leicht bis mäßig regnet. Die ergiebigen Regenfälle und Gewittergüsse wiederum, werden durch den nördlichen Ast der ITC (NITC) ausgelöst. Dies ist zum einen durch die Orographie bestimmt: Die feuchtwarme Luft staut sich an den hohen Bergen und regnet sich aus. Zum anderen bringen die großen Temperaturgegensätze zwischen Land und Ozean sowie Gebirgsbarrieren die ITC ins Schlingern. Das führt dazu, dass in den Wellentälern der mäandrierenden ITC kleine, aber kräftige Tiefs angefacht werden.

Im Herbst kommt es im Golf von Bengalen zu einem Sonderphänomen: Der sich wieder einstellende Nordostpassat trifft auf die äquatorialen Westwinde, wodurch tropische Zyklone entstehen.

Im Winterhalbjahr formiert sich über den Schneeflächen im Hochland von Tibet ein umfangreiches Hoch. In seinem Bereich kühlt sich die Luft schon im Spätherbst immer schneller aus, wodurch es sich immer weiter verstärkt. Im Vergleich dazu ist der Luftdruck über dem Indischen Ozean geringer.

Deshalb weht der Wind vom Kontinent in Richtung Meer. Mit den nördlichen Winden gelangt trockene Festlandsluft nach Indien und es herrscht dann einige Monate lang Trockenzeit. Nur über dem Golf von Bengalen reichert sich der Wintermonsun noch ausreichend mit Luftfeuchtigkeit an. Sobald er die Ostküste Indiens und Sri Lankas trifft, stauen sich dort die Regenwolken und bringen kräftige Niederschläge.

Manchmal schaffen es auch Mittelbreitentiefs bis nach Pakistan und Nordindien, sodass auch dort zwischendurch mal Regen und Schnee fallen können.

Rekordverdächtige Regenmengen gehen in Cherrapunjee am Südrand des Himalayas nieder, wo sich die Regenwolken im Sommerhalbjahr stauen. Im Durchschnitt kommen hier jährlich knapp 12.000 Liter Regen pro Quadratmeter zusammen, mit den größten Mengen von April bis Oktober.

In manchen Jahren ist der Monsun stark ausgeprägt, dann sind in der Himalaya-Region noch höhere Mengen möglich. Der Rekord im Jahr 1904 brachte 24.555 Liter Regen pro Quadratmeter. Zum Vergleich: In Berlin werden Jahresniederschläge von gerade mal 600 Litern gemessen.

Der westafrikanische Monsun (WAM) entsteht ähnlich wie der indische Monsun. Im Sommer gibt es den meisten Niederschlag, im Winter herrscht Trockenheit mit regelmäßigen Staubstürmen. Der westafrikanische Monsun wird durch den Temperaturgegensatz zwischen Land (vor allem der Sahara) und Ozean (dem äquatorialen Atlantik) angetrieben.

Im Sommer bildet sich über der Sahara ein Hitzetief. Vor der Küste Guineas ist das Wasser dagegen noch vergleichsweise kühl, weil sich besonders im Frühjahr von Westen her eine oberflächennahe äquatoriale Kaltwasserzunge Richtung Kontinent vorschiebt. Sie entsteht durch das Aufquellen von kaltem Wasser aus Tiefen von etwa 100 Metern und entstammt einem äquatorialen Unterstrom, der von Brasilien bis in den Ostatlantik reicht.

Durch das kühle Wasser wird die Verdunstung gebremst und der Luftdruck ist über dem Meer höher als weiter landeinwärts in Richtung Sahara.

Zugleich wandert die Innertropische Konvergenzzone (ITCZ) mit dem Sonnenstand nach Norden. Das Hitzetief saugt die feuchte Atlantikluft aus dem Südwesten an. Durch den Einfluss der Corioliskraft entsteht eine südwestliche Strömung zwischen dem vergleichsweise kühlen Atlantik vor der Südküste Westafrikas und dem Hitzetief der Sahara.

Im Hochsommer verstärkt sich dieser Temperaturgegensatz besonders bei 10° nördlicher Breite, wodurch vermehrt feuchte Luftmassen ins Landesinnere gesogen werden. Meist hinterlassen ausgedehnte Gewitter größere Regenmengen. Dabei werden eng begrenzt bis 100 Liter pro Quadratmeter in nur wenigen Stunden gemessen. Außerdem gehen die Gewitter häufig mit Sturmböen einher.

An den Küsten Westafrikas sind oft tief hängende Wolken für länger anhaltende Regenfälle verantwortlich, weil sich die Wolken von Süden her an den Bergen stauen. Demnach sind die Monate Juni bis September im Süden regenreich, im Norden ist es meist nur ein Monat.

Im Winter erreichen die Monsunregenfälle allenfalls den Küstensaum am Südrand Westafrikas, während weiter landeinwärts Trockenzeit herrscht. Dann weht beständig der Nordostpassat, der in der Sahara und in den angrenzenden Trockengebieten Staub aufwirbelt. Der Wind verstärkt sich mehrmals im Winter zu einem Staubsturm.

Dieser sogenannte Harmattan kann ganze Regionen in Staub einhüllen und das öffentliche Leben stundenlang lahmlegen. Er beschränkt sich zumeist auf die Sahelzone von Senegal über Mali und Burkina Faso bis zum Niger und Tschad.

Im Gegensatz zum Indischen Ozean ist der westafrikanische Monsun wesentlich variabler. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts fiel er über mehrere Jahre schwach aus und verursachte die großen Dürren mit folgenreichen Hungersnöten im Sahel während der 1970er und 1980er Jahren. In den vergangen 20 Jahren war der WAM dagegen wesentlich stärker ausgeprägt und führte zu Hochwasser und weitflächigen Überschwemmungen.

Modelluntersuchungen haben gezeigt, dass Schwankungen der Meeresoberflächentemperatur der Ozeane der entscheidende Antrieb für die Niederschlagsvariabilität über Jahrzehnte im Sahel sind. Der Zusammenhang zwischen Dürren und den Meerestemperaturen ist aber noch nicht ganz verstanden.

Klimawissenschaftler fanden heraus, dass kühleres Wasser im Nordatlantik, wie es in den 1970er und 1980er Jahren beobachtet worden war, den Temperaturgegensatz zwischen dem afrikanischen Festland und dem Gewässer vor Westafrika verringert. Dies wiederum bremst den westafrikanischen Monsun aus.

Auch der Indische Ozean ist nach aktueller Forschung ein wichtiger Einflussfaktor für die Niederschläge in der Sahelzone, hier eine Kausalkette:

Forscher haben außerdem herausgefunden, dass auch das Mittelmeer eine beträchtliche Rolle spielt:

Dagegen schwächt kühleres Wasser im Mittelmeer und im nördlichen Atlantik diesen "Feuchtestrom" von Norden ab.

In Nordamerika tritt der Monsun zwischen dem Golf von Mexiko und den Südstaaten in Erscheinung. Im Sommer etabliert sich über dem Südwesten der USA ein Hitzetief. Es saugt feuchtwarme Luft aus dem Golf ein. Diese feuchten Süd- bis Südostwinde reichen weit nordwärts in die kontinentale Landmasse hinein.

Der amerikanische Sommermonsun ist für rund 70 Prozent der Jahresniederschläge verantwortlich, am meisten Regen fällt im Juli. Im Winter dominieren westliche Winde.

In Südamerika heizt sich das Altiplano-Plateau stark auf, wodurch hier ein Hitzetief entsteht. Es saugt die Luft aus Nordosten ein. In Südamerika beginnt die regenreiche Phase typischerweise zwischen September und November und erreicht ihren Höhepunkt etwa von Dezember bis Februar. Besonders markant ist der Unterschied zwischen Regen- und Trockenzeit in Teilen Brasiliens, in Bolivien und Paraguay.

Der Monsun kommt verbreitet in Südostasien und in Nordaustralien vor. In geringer Stärke gibt es ihn auch in Südjapan und in China. Die sommerlichen Nordwinde in Griechenland, auch Etesien oder Meltemi genannt, zählen auch zu den Monsunwinden. Diese Strömung ist ein Teil des Nordostpassats, der zur Innertropischen Konvergenzzone weht, wenn sich im Nordsommer der subtropische Hochdruckgürtel zwischen 35° und 45° Nord nordwärts verlagert.

Häufig wird in regenreichen Sommern auch in Mitteleuropa vom "Sommermonsun" gesprochen. Doch dabei handelt es sich nicht um einen Monsun im eigentlichen Sinne. Wenn man von der genauen Definition ausgeht, gibt es keinen Monsun in Europa, denn die Luftzirkulation ändert sich regelmäßig auch im Sommer. Zudem sind die Regenmengen in den tropischen Regionen mit denen in Europa nicht vergleichbar.

Vielmehr geht der Sommermonsun mit der Schafskälte einher, die besonders im Juni zu einem abrupten Temperatursturz führt. Meistens gelangt kalte Luft von West bis Nordwest nach Mitteleuropa, weil sich die Landmasse und die Meere in dieser Zeit unterschiedlich erwärmen.

Das Land ist im Juni bereits stark erwärmt, während das Meer noch vergleichsweise kalt ist. Über Europa entsteht deshalb ein Tiefdruckgebiet, während über dem Wasser der Luftdruck höher ist - ähnlich wie bei dem See-Land-Wind. Dabei saugt das Tief über der Landmasse die kühle Meeresluft ein.

Weil Monsunwinde im Sommer feuchtwarme und damit regenreiche Luft mitbringen, beeinflusst der Monsun das Klima in den betroffenen Regionen stark. Man spricht auch vom Monsunklima. Die typische Vegetation dieser Regionen mit sommerfeuchtem Klima ist der Monsunwald. Während der Trockenzeit ähneln die Landschaften dagegen einer Halbwüste. Sobald der Monsunregen einsetzt, verwandeln sie sich in fruchtbares grünes Land.

Die Pflanzen sind sowohl an lange Dürreperioden als auch an Regengüsse angepasst. In Zeiten mit intensiven Monsunregenfällen wachsen sie in der Regel schnell, um das wertvolle Nass voll auszunutzen. Allerdings müssen sie so im Boden wurzeln, dass sie während der intensiven Regenfälle nicht weggeschwemmt werden.

Für die Landwirtschaft ist der Monsunregen enorm wichtig, da dann erst die Pflanzen einen Vegetationsschub erfahren. Wenn die Regenzeit später kommt oder deutlich schwächer ausfällt, drohen Missernten.

Da in der Monsunzeit immer wieder sehr heftige, tropische Regenfälle einsetzen, bleiben Überschwemmungen nicht aus. Während des Monsunregens können selbst Millionenstädte wie Mumbai oder Kalkutta zeitweise unter Wasser stehen.