​Lokale und temporäre Einflussfaktoren auf den Wind

Nebst den allgemeinen Zirkulationsverhältnissen aus grossräumigen oder lokalen Windsystemen, kann der Windcharakter (Stärke, Richtung, Böigkeit, etc) je nach Uhrzeit/Standort durch zahlreiche weitere Einflussfaktoren beeinflusst werden

Inhaltsverzeichnis

• Einengung des Luftstromes 

• Windschutz und Leewirbel 

• Rauigkeit der Erdoberfläche 

• Tagesgang der Windgeschwindigkeit durch Turbulenz 

• Einfluss der Thermik 

  
  

Einengung des Luftstromes

Weht der Wind durch eine Verengung (z.B. enger Talabschnitt oder Häuserschlucht), werden die Strömungslinien am Eingang quer zur Strömungsrichtung zusammengedrückt, was eine Kompression der Luft (und damit eine Erhöhung des Luftdruckes) zur Folge hat. Nach den physikalischen Gesetzen der Fluiddynamik geht die Annäherung der Strömungslinien jedoch auch mit einer Erhöhung der Windgeschwindigkeit einher (übrigens: in der Engstelle selbst ist der Luftdruck dann paradoxerweise erniedrigt).

Die Einengung der Stromlinien bewirkt eine höhere Windgeschwindigkeit in der engen Stelle (Talverengung, Häuserschlucht, etc.)

Dieses Phänomen kann auch beim Bergwandern meist gut gespürt werden, wenn man sich gerade in einem Bergsattel befindet. Wenn der Wind über einen Bergkamm weht, dann wird (v.a. bei stabiler Luftschichtung) die Strömung entlang der Sättel kanalisiert, was dort oft einen starken (meist unangenehmen) Wind zur Folge hat.

Bergsättel können besonders windig sein, weil dort der Windstrom kanalisiert wird

Dasselbe findet auch statt, wenn der Wind über eine gleichmässige Kammfläche oder eine Hochebene strömt, wo ebenfalls durch die Einengung mit höheren Windgeschwindigkeiten zu rechnen ist.

Das Gegenteil tritt übrigens ein, wenn sich das Gelände öffnet (z.B. mit einer Verbreiterung des Tals). Indem sich dort die Strömungslinien voneinander entfernen, nimmt die Windgeschwindigkeit ab.

Windschutz und Leewirbel

Trifft der Wind auf ein kleines Hindernis, wie Häuser, Bäume, Wände, etc. dann nimmt auf dessen Rückseite (Lee-Seite) die Windgeschwindigkeit ab. Man kann sich dort also bis zu einem gewissen Grad vor dem Wind schützen («Windschatten»). Durch die geringeren Windgeschwindigkeiten ist ausserdem Verdunstungsrate niedriger und bei Regen die Niederschlagssumme etwas höher. Somit sind die Böden windgeschützter Standorte generell etwas feuchter. Zusätzlich ist die Temperatur tagsüber wärmer und in der Nacht kälter. Je dichter ein Hindernis, desto stärker ist die Geschwindigkeitsabnahme. Ist ein Objekt etwas weniger dicht ausgeprägt (z.B. Baum), dann weht im Lee zwar ein stärkerer Wind als hinter einer dichten Mauer, gleichzeitig erstreckt sich aber der Windschatten über eine deutlich grössere Entfernung.

Im Lee bilden sich immer wieder Wirbel in der Luftströmung (Leewirbel) aus, die u.a. durch plötzlich auftretende Windböen gespürt werden können, dessen Richtung von der Hauptwindrichtung abweichen kann: Im Lee ist die Windgeschwindigkeit zwar tiefer, dafür ist jedoch die Böigkeit erhöht.

hinter Hindernissen bilden sich Leewirbel aus. Die Wirbel können je nach Form von Hindernis und Gelände, sowie der Windgeschwindigkeit einen unterschiedlichen Aufbau aufweisen (Grafik nur schematisch)

Ähnliches passiert auch in grossem Stil nach dem Überströmungen eines Bergkammes oder eines ganzen Gebirges. Dabei kann es im Lee, in Abhängigkeit von Windstärke und Luftschichtung, zur Bildung von Leewellen und Rotoren führen (mehr dazu siehe hier).

Rauigkeit der Erdoberfläche

Je rauer die Erdoberfläche, desto stärker ist die daraus resultierende Reibung und desto stärker und schneller nimmt die Windgeschwindigkeit gegen den Boden hin ab. In der Wüste oder über einem See, bzw. generell in offenem Gelände ist die Rauigkeit sehr klein, wodurch eher hohe Windgeschwindigkeiten zu erwarten sind. In einer Stadt ist das Gegenteil der Fall: hohen Rauigkeiten bedingt durch die Häuser führen zu besonders niedrigen Windgeschwindigkeiten. Sind jedoch Häuserschluchten vorhanden kann auch das Gegenteil eintreten, d.h. der Wind kann sich beschleunigen (siehe Abschnitt «Einengung des Luftstromes») In einem Wald findet die Windströmung übrigens v.a. über dem Kronendach statt, welches die eigentliche Erdoberfläche darstellt. Dies hat in Wäldern ebenfalls niedrige Windgeschwindigkeiten zur Folge.

Hohe Windgeschwindigkeiten im offenen Gelände der Patagonischen Pampa, machen das Fahrradfahren teilweise unmöglich.

Im Wald dringt zwischen den Bäumen unter dem Kronendach nur wenig Wind ein, so dass man dort gut geschützt ist.

Tagesgang der Windgeschwindigkeit durch Turbulenz

Eine grossräumige Windströmung weisst typischerweise einen Tagesgang auf, d.h. sie ist am Boden tagsüber stärker als in der Nacht. Dies hat damit zu tun, dass die Stabilität der Luftschichtung am Tag generell instabiler ist als in der Nacht (mehr zum Thema Luftschichtung hier). Dadurch werden vertikale Luftbewegung eher zugelassen, was die vertikale Turbulenz verstärkt, d.h. die Strömungslinien des Windes können sich so einfacher in der Vertikalen ausbreiten. Der damit hereingehende vertikale Austausch von Luftpaketen, führt auch zur Durchmischung der Windgeschwindigkeiten, d.h. starker Wind aus der Höhe gelangt so runter zum Boden (was sich als Böe bemerkbar macht), und schwacher Wind vom Boden gelangt so in die Höhe.

Am Tag sind so die Windgeschwindigkeiten in Bodennähe deshalb tagsüber generell höher als in der Nacht. In der Höhe sind sie tagsüber entsprechend tiefer.

Einfluss der Thermik

Bodennahe Luftpakete die sich tagsüber erwärmen, steigen durch ihre geringere Dichte in die Höhe, während dort als Ausgleich Luft zum Boden hin absinkt. Es findet dabei, ähnlich wie bei der Turbulenz, ebenfalls ein vertikaler Austausch von Luftpaketen und Windgeschwindigkeiten statt. Unter dem Einfluss von Thermik wird so der Tagesgang der Windgeschwindigkeit weiter verstärkt. Am Boden entwickeln sich dabei die Böen v.a. dann, wenn gerade wieder ein Luftpaket aus der Höhe abgesunken ist (welches danach durch die Reibung abgebremst wird). Auch beim Aufstieg eines warmen Luftpaketes können durch das Nachströmen frischer Luft kurzeitige Böen auftreten (mehr zum Thema Thermik hier).

Mehr zum Thema Wind:

• was den Wind antreibt

• Berg- und Talwind / Hangauf- und Hangabwind​

• See- und Landwind

• Grossräumige Windsysteme

• ​Lokale und temporäre Einflussfaktoren auf den Wind

• Wind-assozierte Phänomene

• ​Beurteilung der Windverhältnisse