«Morning Glory» – Was steckt hinter diesem spektakulären Naturphänomen?

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Publiziert8. April 2022, 15:23

Wolkenformationen, die Hunderte Kilometer lang werden können und dabei bloss einen Durchmesser von ein bis zwei Kilometern haben, werden als «Morning Glory» bezeichnet. Mathematiker sind dem Rätsel dieses Naturphänomens auf der Spur.

1 / 3Eine sogenannte «Morning Glory» kann Hunderte Kilometer lang werden.

Eine sogenannte «Morning Glory» kann Hunderte Kilometer lang werden.

Wikipedia/ Mick Petroff, CC BY-SA 3.0Die Wolkenformationen haben dabei einen Durchmesser von nur ein bis zwei Kilometern.

Die Wolkenformationen haben dabei einen Durchmesser von nur ein bis zwei Kilometern.

Screenshot Youtube/ Gry Elise NylandDie Wolkenformationen entstehen häufig über dem Golf von Carpentaria im Norden Australiens, treten aber auch in anderen Regionen der Welt auf.

Die Wolkenformationen entstehen häufig über dem Golf von Carpentaria im Norden Australiens, treten aber auch in anderen Regionen der Welt auf.

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  • Als «Morning Glory» werden Wolkenformationen bezeichnet, die Hunderte Kilometer lang werden können. 

  • Ein Wiener Mathematiker hat nun diese Wolkenwalze als «nichtlineare Welle in der Atmosphäre» mathematisch beschrieben

  • Laut Forschenden sei das Rätsel jedoch noch nicht endgültig gelöst, denn die Dynamik der Wolkenformation sei äusserst kompliziert.

Über dem Golf von Carpentaria im Norden Australiens entsteht regelmässig eine sogenannte «Morning Glory». Dabei handelt es sich um eine besondere Wolkenformation. Diese «rollende Wolke», die fallweise auch in anderen Weltregionen zu sehen ist, kann Hunderte Kilometer lang sein, hat dabei aber nur einen Durchmesser von ein bis zwei Kilometern. Ein Wiener Mathematiker hat nun diese Wolkenwalze als «nichtlineare Welle in der Atmosphäre» im Fachjournal «Proceedings A» der Royal Society mathematisch beschrieben, wie «Heute» berichtet.

Die Morning-Glory-Wolken sind vor allem im Golf von Carpentaria am frühen Morgen im September und Oktober zu sehen, schreiben Adrian Constantin vom Institut für Mathematik der Universität Wien und Robin Stanley Johnson von der Newcastle University in ihrer Arbeit. Verantwortlich für diese spezielle Wolkenformation ist eine besondere thermische Struktur: Die riesige, flache Meeresbucht geht im Norden in die Arafurasee über, die Meerenge zwischen Australien und Neuguinea, im Osten ist sie von der grossen Kap-York-Halbinsel begrenzt. Diese thermische Struktur der unteren Atmosphäre über dem Land und dem Meer führt zu dieser speziellen Wolkenformation.

Oft handelt es sich um eine einzelne lang gestreckte Wolke, an deren Front starke Aufwinde aufsteigen und an deren Hinterseite die Luft absinkt. So wirkt es, als ob die mit einer Geschwindigkeit von zehn bis 20 Metern pro Sekunde dahinziehende Wolkenwalze rotieren würde. Die speziellen Windbedingungen machen die «Morning Glory» bei Segel- und Drachenfliegern

beliebt, die sie zum «Wolkensurfen» nutzen. Manchmal treten auch mehrere solcher Wolkenrollen in geringem Abstand parallel hintereinander auf.

Analogien mit der Theorie von Wasserwellen

«Ich finde diese Wolkenformation sehr schön – eigentlich faszinierend», erklärte Adrian Constantin vom Institut für Mathematik der Universität Wien gegenüber der APA. Der Mathematiker ist einer der meistzitierten Forschenden der Welt und widmet sich in seiner Arbeit schwerpunktmässig der Mathematik der Wellenausbreitung und der Erklärung von Wellenphänomenen – ein solches ist auch die «Morning Glory».

Die bisherigen Untersuchungen der Wolkenformation würden auf Analogien mit der Theorie von Wasserwellen beruhen, betonte Constantin. «Doch das Verhalten von Luft und Wasser weist viele Unterschiede auf, etwa was den Einfluss von Temperatur und die raschen Dichte- und Druckänderungen betrifft», sagte der Mathematiker. Aus diesem Grund hat er mit seinem britischen Kollegen mit einem sogenannten asymptotischen Verfahren eine nichtlineare Wellengleichung für die «Morning Glory» aus den Regelgleichungen für atmosphärische Strömungen abgeleitet.

Auch wenn das Phänomen auf einer komplizierten Abfolge von Prozessen fusst, können die Forschenden nun mathematisch die Temperatur- und Druckbedingungen sowie die Wärmequellen beschreiben, die zum Antrieb und zur Aufrechterhaltung der Wolkenbewegung erforderlich sind. Für Constantin ist es dennoch erst «ein erster Schritt». Es bleibe noch viel zu tun, denn die Dynamik der Wolkenformation sei kompliziert.

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(Heute.at/job)

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