Berg- und Talwind / Hangauf- und Hangabwind

Vor allem wenn keine grossräumigen Windsysteme am Wirken sind, kann in hügeligen oder gebirgigen Landschaften das typische Hangauf- und Hangabwind-, sowie das Berg- und Talwindverhalten beobachtet werden. Die Luftdruckunterschiede, welche diese Zirkulationen antreiben (siehe Abschnitt "Was den Wind antreibt"), sind ein Ergebnis tageszeitlich unterschiedlich starker Erwärmung / Abkühlung an verschiedenen Standorten.

Berg- und Talwind sowie Hangauf- und Hangabwind entstehen durch die tageszeitlich und topographosch unterschiedliche Erwärmung und Abkühlung von Hängen, Tälern und Vorland. Tagsüber steigen erwärmte Luftmassen an besonnten Hängen auf, während sich nachts Kaltluft talwärts sammelt. So entstehen typische lokale Windsysteme im Gebirge.

Inhaltsverzeichnis

• Hangauf- und Hangabwind

• Berg- und Talwind

• Überlagerung von Hang- und Berg-/ Talwind

• Gletscherwind

Hangauf- und Hangabwind

Schauen wir uns erst die Hangauf- und Hangabwinde an. Dessen Richtung ist quer zu den Tälern ausgerichtet, das heisst der Wind weht entweder die Hänge hinauf oder diese hinab. Die Strömungsverhältnisse je nach Tageszeit, aber auch je nach Ausrichtung des Tales unterschiedlich:

Tal West-Ost verlaufend: Nord- und Südhänge bekommen unterschiedlich viel Sonneneinstrahlung ab. Die sonnigen Südhänge erwärmen sich dabei stärker als die schattigen Nordhänge. Die stärkere Luftausdehnung führt dort in den oberen Luftschichten zu einem höheren Luftdruck als auf der gleichen Höhe über dem Nordhang. Dabei setzt dort eine zum Nordhang gerichtete Windströmung ein. Das Wegströmen von Luft über dem Südhang verringert dort nun Luftdruck am Boden, bzw. erhöht ihn am Nordhang durch das Zuströmen in der Höhe. Dadurch entstehen Luftdruckunterschiede auch in den bodennahen Luftschichten, was dort eine Windströmung vom Nord- zum Südhang auslöst.

Indem zusätzlich am Südhang Luft vom Boden, bzw. am Nordhang von der Höhe angesaugt wird, stellt sich die typische Hangwind-Zirkulation ein, mit Hangaufwind am Südhang und Hangabwind am Nordhang. Die Luftbewegungen erfolgen dabei in einzelnen Luftblasen, die sich am Südhang z.B. jeweils in kurzeitig aufkommender Böe vom Talboden her äussern. Es kann sich aber auch eine konstante Zirkulation einstellen. Die Geschwindigkeiten übersteigen kaum 2-3 km/h. Die vertikalen Luftbewegungen an den Südhängen führen dort oft zur Bildung von Quellwolken und z.T. sogar Gewitter, auch wenn die Luftschichtung an sich stabil wäre.

links: Zirkulation der Hangwinde tagsüber bei einem E-W-ausgerichteten Tal

rechts: an den von der Sonne beschienenen Hängen (hier Blick zum Südhang des Wettersteinmassives) bilden sich mit dem Hangaufwind bevorzugt Quellwolken

Tal Nord-Süd verlaufend: Welche Hangseite mehr oder weniger Sonne abkriegt ist in diesem Fall abhängig vom Sonnenstand. Am Morgen ist die Sonneneinstrahlung an den Osthängen stärker als an den Westhängen. Es stellt sich damit eine Strömung ein, wo der Wind die Osthänge hinauf und die Westhänge hinab weht. Um die Mittagszeit kriegen dann beide Hangseiten ungefähr gleich viel Sonne. Der Wind strömt dann beide Hänge hinauf und sinkt in der Mitte des Tales ab. Am Nachmittag werden dann schliesslich die Westhänge stärkster beschienen und die Strömung ergibt dort die Hangaufwinde und an den Osthängen die Hangabwinde.

Abkühlung: Ab dem späten Nachmittag kühlt die Erdoberfläche und damit auch die bodennahen Luftschichten ab. Im Gegensatz zur Ebene, kann die (schwere) bodennahe Kaltluft an den Hängen «herunterfliessen». Am frühen Abend können so regelrechte «Luftlawinen» ins Tal runter stürzen (v.a. an baumlosen Hängen). Die Kaltluft reichert sich dann im Talboden an und bildet dort einen Kaltluftsee. Unten im Tal ist es deshalb in windstillen-klaren Nächten deutlich kälter als in den höher gelegenen Hanglagen. Je enger und abgeschlossener ein Tal, desto grösser wird die Tiefe dieses Sees (kann wenige Meter bis mehrere 100 Meter betragen). Innerhalb des Kaltluftsees werden die tiefsten Temperaturen an der tiefsten Stelle des Talbodens erreicht. Von dort steigt sie mit zunehmender Höhe an («Inversion»), meist mit einem Betrag von einem bis wenigen °C pro 100 Meter. Die grössten Temperaturgradienten werden dabei im Winter erreicht, wenn durch die langen Nächte die Abkühlung besonders gross ist. Hindernisse im Hangbereich (Häuser, Bäume) können die Bildung des Kaltluftsees abbremsen. Lange, quer zum Hang verlaufende Hindernisse (z.B. Dämme) sind sogar selbst Kaltluft-Stauer.

Berg- und Talwind

Nebst dem Hangauf- und Hangabwind stellt sich im topographisch gegliederten Gelände mit dem Berg- und Talwind noch eine weitere lokale Windzirkulation ein. Diese verläuft längs zu den Tälern und wird durch die unterschiedlich starke Erwärmung/Abkühlung zwischen den Tälern und dem Vorland angetrieben. Die Täler erwärmen sich im Verlaufe des Tages deutlich stärker als das Vorland und zwar weil die Luftmenge dort geringer ist. So stellt sich dann in den bodennahen Schichten eine Strömung ein, wo der Wind vom Vorland her die Täler hinauf weht (Talwind). Die Geschwindigkeiten sind mit ca. 20 km/h deutlich höher als beim Hangaufwind. In der Nacht ist die Situation dann umgekehrt, denn Täler kühlen (wiederum wegen dem geringeren Luftvolumen) stärker als das Vorland ab. Am Boden weht dann der Wind aus den Tälern ins Vorland (Bergwind).

Talwind vom späten Vormittag bis in die Nacht

Bergwind von der Nacht bis zum späten Vormittag

Überlagerung von Hang- und Berg-/ Talwind

Hangauf-/Hangabwinde und Berg-/ Talwinde beeinflussen und überlagern sich gegenseitig d.h. vom Hangabwind in den Talboden transportierte Luftpakete werden vom Berg- oder Talwind weiterverfrachtet, etc. Während sich die Hangaufwinde direkt nach dem Sonnenaufgang einstellen, setzt der Talwind erst im Verlaufe des Vormittags ein. Denn die in der Nacht kälteren Täler müssen ja erst auf die Temperatur des Vorlandes erwärmt werden. Der Talwind bleibt dann aber auch bis in die Nacht hinein, d.h. weht auch dann noch, wenn schon lange Hangabwinde dominieren. Somit ergibt sich folgender Tagesablauf:

• früher Morgen: Hangauf-/Hangabwinde und Bergwind

• später Morgen bis später Nachmittag: Hangauf-/Hangabwinde und Talwind

• später Nachmittag bis Nacht: allgemeine Hangabwinde und Talwind

• Nacht bis früher Morgen: allgemeine Hangabwinde und Bergwind

Gletscherwind

Eine Abkühlung der bodennahen Luft kann in den warmen Monaten auch am Tag eintreten und zwar wenn ein Luftpaket über eine Fläche strömt, die deutlich kälter als diejenige der Umgebung ist. Solche kalten Flächen stellen z.B. Gletscher (oder allgemein Schneeflächen) dar. Von ihnen gehen deshalb auch am Tag Hangab-, bzw. Bergwinde aus. 

Gletscherwind beim Morteratsch-Gletscher

Quelle: bearbeitet aus Andreas Handschin - https://www.flickr.com/photos/ahdigital/1075205552/sizes/o/, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6813694

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