Wenn sich Luft bewegt - Wind

Wind ist nichts anderes als bewegte Luft. Dabei strömen große Mengen Luft in der Atmosphäre in eine physikalisch vorgegebene Richtung. Wind entsteht dadurch, dass der Luftdruck nicht überall gleich ist.

Wenn der Wind eine mittlere Geschwindigkeit von rund 75 Kilometer pro Stunde und mehr erreicht, spricht man von einem Sturm. Ein kurzer, kräftiger Wind ist eine Böe. Erreicht der Wind nur kurzzeitig (für wenige Sekunden) Sturmstärke, so spricht man von einer Sturmböe.

Luft bewegt sich vom höheren zum tieferen Luftdruck und erzeugt dabei Wind. Dabei bewegen sich große Mengen Luft in der Atmosphäre und strömen in eine bestimmte Richtung. Wie hoch der Luftdruck ist, hängt von der Wärme und der Höhe ab. Bewegte Luft in einem Raum nennt man Zugluft oder Luftzug.

Land- und Seewinde kann an warmen und sonnigen Sommertagen jeder an den Küsten spüren.

Wenn die Sonne tagsüber das Land aufheizt, steigt die Luft auf. Über dem Land sinkt dann der Luftdruck. Über dem Meer, das sich viel langsamer erwärmt als Land, bleibt die Luft kühler. Dort steigt die Luft daher kaum auf und es herrscht hoher Luftdruck. Um den Druckunterschied auszugleichen, weht die Luft nun Richtung Land. Diese Bewegung macht sich als Wind bemerkbar.

Ab dem Abend drehen sich die Verhältnisse um: Die Landfläche kühlt schneller als das Wasser aus, dementsprechend wird die Luft dort dichter und schwerer und der Luftdruck in Bodennähe nimmt zu. Er weht dann ablandig, also zum Gewässer hinaus.

Ähnlich funktioniert dies in den Bergen. Berge und Täler werden dabei unterschiedlich aufgeheizt und es entstehen Berg- und Talwinde.

Wenn sich tagsüber die von der Sonne beschienenen Berghänge erwärmen, geben sie die Wärme an die direkt aufliegenden Luftschichten ab. Die erwärmte Luft steigt auf und wird zum Hangwind, der die Hänge hinaufgleitet. Dadurch nimmt dort auch der Luftdruck ab. Weiter unten im Tal ist er dagegen größer. Von dort nachrückende Luftmassen gleichen den Luftdruckunterschied aus und werden im Laufe des Vormittags zum Talwind.

Hangauf- und Talwinde führen feuchte und warme Luft aus dem Tal bergauf. Nicht selten bilden sich dabei sogenannte Hangwolken.

Zum Abend hin flauen die Winde rasch ab und nachts kehren sich die Verhältnisse um, weil die Hänge dann stärker auskühlen als die freie Atmosphäre. Dadurch kühlen sich auch die aufliegenden Luftschichten ab und entwickeln sich unter dem Einfluss der Schwerkraft zu kalten Hangabwinden. Sie erzeugen nach dem Zusammenströmen im Talgrund den zum Talausgang gerichteten Bergwind.

Kalte Fallwinde entstehen meistens in kräftigen Schauern oder Gewittern. Ein Batzen Regen oder Hagel stürzt mit hoher Geschwindigkeit zu Boden und reißt dabei Luft mit sich. Dieses Regen-Luftgemisch verhält sich wie ein schweres Gas und fällt immer schneller. Wie ein nasser Sack prallt es dann auf den Boden, wo die Luft in alle Richtungen seitwärts ausweichen muss. Genau dieses Ausweichen ist häufig mit Sturmböen verbunden, die nicht selten Orkanstärke erreichen können.

Diese schweren Fallböen mit zerstörerischer Kraft werden auch als Downbursts bezeichnet:

Andere Typen der Fallwinde sind der Föhn und katabatische, kalte Winde wie die Bora. Sie entstehen im Zusammenspiel zwischen der Topografie (Gebirgsketten) und Tiefdruckgebieten.

Großräumig strömt die Luft von Hochs zu Tiefs. Die Luft bewegt sich jedoch nicht direkt zum Hoch, also in direkter Richtung des Druckgefälles, sondern wird durch die Corioliskraft auf der Nordhalbkugel nach rechts abgelenkt. Je größer das Luftdruckgefälle zwischen dem Tief und dem Hochdruckgebiet ist, desto stärker ist auch die ausgleichende Bewegung der Luft und somit die Windgeschwindigkeit.

Genaue Daten, wie stark der Wind weht, erfasst ein sogenanntes Anemometer. Oft benutzen Wetterdienste ein Schalenkreuzanemometer. Es besteht aus einem Stern von Hohlschalen, die einem Eiskugellöffel ähneln. Streicht der Wind durch diese Schalen, setzt sich der Stern in Rotation. Durch die Rotationsgeschwindigkeit wird die Windgeschwindigkeit bestimmt.

Die Windmessgeräte werden fernab von größeren Hindernissen auf einer freien Fläche und zumeist in 10 Meter Höhe angebracht. Lokale Effekte, wie Windfang und Kanalisationseffekte, könnten sonst in den darunterliegenden Höhen den Wind zu stark beeinflussen.

Mit der Himmelsrichtung gibt man an, woher der Wind weht. Auf Wetterkarten wird die Windrichtung mit Pfeilen angegeben. Die Spitze des Windpfeils zeigt die Richtung an, in die der Wind weht. Soll gleichzeitig die Windrichtung erfasst werden, kombiniert man das Schalenkreuzanemometer mit einer Windfahne. Die gemessene Windrichtung wird in Grad angegeben und beschreibt die Richtung, aus der der Wind kommt. Dabei bedeuten 0 Grad (= 360 Grad) Nord, 90 Grad Ost, 180 Grad Süd und 270 Grad West.

Im Jahr 1805 entwickelte der englische Admiral Sir Francis Beaufort eine Skala zur Messung der Windstärke. Sie ist in 12 Stufen unterteilt, die angeben, wie sich der Wind im Binnenland auswirkt. Grundlage seiner Einteilung war der Effekt, den der Wind auf Windmühlenflügel hatte. Die Windgeschwindigkeit wird in Kilometer pro Stunde gemessen. Windstärke 1 bezeichnet einen schwachen Wind von 1 bis 5 Kilometer pro Stunde.

Bei Windstärke 12 erreicht die Luftbewegung über 118 Kilometer pro Stunde. Man bezeichnet dies als Orkan. Sturmwarnungen gibt es daher bereits ab Windstärke acht, denn ab dieser Stufe wird das Gehen im Freien erschwert und Zweige brechen von den Bäumen.

Derzeit sind übrigens mehrere Maßeinheiten für die Windgeschwindigkeit gebräuchlich: Meter pro Sekunde und Kilometer pro Stunde sind landläufig bekannt. In der Seefahrt und in der Luftfahrt ist der Begriff Knoten geläufiger. Damit meint man Seemeile oder nautische Meile pro Stunde.

Menschen fliegen selbst bei starkem Wind normalerweise nicht davon. Doch bereits bei Windgeschwindigkeiten von 60 Kilometer pro Stunde bekommen wir Probleme, uns aufrecht gehend fortzubewegen. Bei extremen Orkanböen von 150 Stundenkilometer und mehr kann sich kein Mensch mehr auf den Beinen halten. Solche Werte werden auch in Deutschland immer wieder gemessen. Dies trifft vor allem auf die Küste und auf exponierte Berggipfel zu. Bei extremen Stürmen treten derart hohe Windgeschwindigkeiten auch anderswo auf.

Je nach Region, Stärke oder Sprache ändert der Wind seinen Namen. Es gibt unzählige Lokalwinde oder Sturmbezeichnungen. Vom Lüftchen zur Brise, vom Föhn zum Taifun. Hier seien einige genannt:

Alle großräumigen Winde sind in einem globalen Windsystem eingebettet. In unseren Breiten kommen sie meist aus westlicher Richtung, wir leben in der sogenannten Westwindzone. Die warmen Passatwinde wehen dagegen zuverlässig aus östlicher Richtung zum Äquator hin. Die polaren Ostwinde transportieren eisige Luftmassen vom Pol zum Polarkreis.

Diese Winde gehören zu einem globalen Windsystem. Zirkulationsmuster in der Atmosphäre lösen diese mehr oder minder stetigen Winde aus, die große Teile der Erdkugel umfassen. Die wichtigsten Zirkulationssysteme sind die Ferrel-Zelle und Hadley-Zelle.

Auch auf anderen Planeten wehen Winde, wie zum Beispiel auf dem Mars. Auf Gasplaneten, wie beispielsweise dem Jupiter, wird der Wind im Wesentlichen durch Dichteunterschiede von Gasen erzeugt. Unter anderem sind das die Gase Wasserstoff, Helium, Methan und Ammoniak.