Ursachen

Ursachen des Windes

Wind ist die horizontale Bewegung von Luft in der Atmosphäre. Er entsteht primär durch Druck­unterschiede, die wiederum durch Temperatur­unterschiede verursacht werden.

Quelle: WMO Guide to Meteorological Practices; ICAO Annex 3; FAA-H-8083-25B PHAK Kap. 12.

Primäre Ursache — Temperatur und Druck

Wind wird durch Druck­unterschiede erzeugt, die primär aus Temperatur­unterschieden resultieren ("wind is generated by pressure differences resulting primarily from temperature differences"):

1. Sonne erwärmt die Erde ungleichmäßig (Äquator mehr als Pol, Land mehr als Wasser bei Tag, etc.).
2. Wärmere Luft dehnt sich aus, wird leichter → steigt auf → bodennaher Druck sinkt (Tiefdruckgebiet).
3. Kältere Luft sinkt → Druck steigt (Hochdruckgebiet).
4. Luft strömt vom Hochdruck zum Tiefdruck → Wind entsteht.

→ Ohne Temperatur­unterschiede gäbe es keinen Wind (zumindest keinen großräumigen).

Horizontaler Druck­gradient

Der horizontale Druck­gradient resultiert aus dem Druck­unterschied, bezogen auf eine bestimmte Distanz ("the horizontal pressure gradient results from the pressure difference, related to a certain distance"):

• Einheit: hPa pro Distanz (z.B. hPa/100 NM oder hPa/100 km).
• Stark steile Gradienten → starker Wind.
• Flacher Gradient → schwacher Wind.

Wind in Wetterkarten

In der Boden-Wetter­karte können Gebiete mit hohen Wind­geschwindigkeiten an der engen Spacing der Isobaren erkannt werden ("in the surface weather chart, areas with high wind speeds can be recognized by narrow spacing of the isobaric lines"):

• Eng-stehende Isobaren = großer Druck­gradient = starker Wind.
• Weit-stehende Isobaren = niedriger Gradient = schwacher Wind.

Das Resultat eines niedrigen horizontalen Druck­gradienten (weite Spacing der Isobaren) ist schwacher Wind, lokal mit Wind­stillen-Bedingungen ("the result of a low horizontal pressure gradient (wide spacing of isobaric lines) is weak wind, with still air conditions locally").

Umgekehrt: Gebiete mit starkem horizontalem Druck­gradient sind in den Boden-Wetter­karten an mehreren Isobaren mit enger Spacing zueinander zu erkennen ("areas with strong horizontal pressure gradient can be recognised in surface weather charts by several isobaric lines with narrow spacing to one another").

Isobaren und Isohypsen

• Isobaren: Linien gleichen Drucks auf einer Wetter­karte, typisch in Boden-Wetter­karten zu finden ("isobaric lines can be found in surface weather charts").
• Isobaren verbinden Orte gleichen QFF ("isobaric lines connect places with equal QFF") — also Orte mit gleichem auf MSL reduziertem Druck.
• Isohypsen sind Linien gleicher geopotentieller Höhe eines Druck­niveaus über MSL ("isohypses are lines of equal geopotential altitude of a pressure level above MSL") — verwendet in Höhen­wetter­karten.

Geostrophischer Wind und Coriolis

Auf der rotierenden Erde wirkt zusätzlich die Coriolis-Kraft:

• Auf der Nord­hemisphäre nach rechts ablenkend.
• Auf der Süd­hemisphäre nach links ablenkend.
• Resultat: Wind weht NICHT direkt vom Hoch zum Tief, sondern fast parallel zu den Isobaren (geostrophischer Wind, siehe Lesson "Geostrophischer Wind").

Faktoren, die Bodenwind beeinflussen

Richtung und Geschwindigkeit des Windes nahe der Oberfläche hängen von Temperatur, Luftdruck, Zentripetal­beschleunigung und Erdrotation ab ("direction and speed of wind close to the surface depend on temperature, air pressure, centripetal acceleration and Earth's rotation").