Wind: Faktoren, Entstehung und Messung der Geschwindigkeit

Wind: Faktoren und Entstehung

Druckkraft: Der Wind hat seinen Ursprung in Druckunterschieden und wird als Gradientwind (oder barischer Wind) bezeichnet. Die Windgeschwindigkeit steht in direktem Verhältnis zur Druckdifferenz zwischen den Punkten, zwischen denen er weht.

Die Corioliskraft

Die Corioliskraft ist das Ergebnis der Erdrotation. Eine Luftmasse, die sich aus dem Norden bewegt, behält durch Trägheit ihre Richtung und Geschwindigkeit entlang des Meridians bei. Ein Beobachter auf der Nordhalbkugel, der sich mit der Erde dreht, stellt jedoch fest, dass sich diese Masse relativ zu seiner Position nach rechts ablenkt. Auf der Südhalbkugel erfolgt diese Ablenkung nach links. Dies ist die Wirkung der Corioliskraft.

Die Reibungskraft

Luftmassen in Bodennähe reiben ständig an der Erdoberfläche. Die Intensität dieser Reibung variiert je nach Bodenbeschaffenheit und Hindernissen; sie ist über Kontinenten größer und über Ozeanen geringer. Die Reibung verändert die Windrichtung, verlangsamt die Geschwindigkeit und verringert dadurch auch die ablenkende Kraft.

Methoden der Windmessung

Bestimmung der Windrichtung

Die Windrichtung wird mithilfe einer Wetterfahne oder eines Anemoskops gemessen. Die Richtung gibt an, von wo der Wind kommt; ein Nordostwind ist folglich ein Wind, der aus Nordosten weht. Für präzisere Messungen, etwa bei Untersuchungen in der freien Atmosphäre, wird die sexagesimale Skala von 1° bis 360° verwendet, beginnend im Norden.

Messung der Windgeschwindigkeit

Die Geschwindigkeit wird in m/s, km/h oder Knoten angegeben. Die Beziehung zwischen den Einheiten beträgt:

• 1 m/s = 3,6 km/h
• 1 m/s = 2,24 mph (Mi/h)
• 1 m/s = 1,94 Knoten

Die Instrumente zur Messung der Windgeschwindigkeit sind das Anemometer und der Anemograph, wobei letzterer die Änderungen der Windgeschwindigkeit grafisch in einem Diagramm aufzeichnet.

Arten von Anemometern

• Rotierende Anemometer: Die häufigste Form ist das Schalensternanemometer, bei dem drei oder vier Halbkugelschalen im gleichen Winkel um eine vertikale Achse montiert sind. Eine weitere Art ist das Flügelradanemometer, dessen Flügel in Form einer Spirale angeordnet sind. Die Rotation der Propeller unter dem Einfluss des Windes wird auf ein Anzeigegerät übertragen.
• Druckanemometer: Eine Wetterfahne hält die Öffnung eines Rohres (Staurohr) direkt in den Wind. Die einströmende Luft erzeugt einen Überdruck im Rohr, welcher auf die Messinstrumente übertragen wird.

Die Beaufort-Skala

Zur Beobachtung ohne technische Hilfsmittel dient die Beaufort-Skala. Sie wurde ursprünglich entwickelt, um die Windgeschwindigkeit auf See zu schätzen, und später für den Einsatz an Land angepasst.