Warum weht der Wind nicht gleichmäßig?

Das hat sicherlich jeder schon einmal erlebt. Man spaziert gemütlich durch den Park und plötzlich kommt ein heftiger Windstoß. Bestimmt hat man sich auch schon manchmal gefragt, wo dieser Wind so plötzlich herkommt. Aber auch an Tagen, an denen der Wind vermeintlich ruhig unterwegs ist, merkt man, dass der Wind nicht gleichmäßig weht.

Windsack am Flughafen

Als Windböe bezeichnet man eine plötzliche und kurzzeitige Zunahme
der Windgeschwindigkeit. Dabei muss der gemessene 10-Minuten
Mittelwert innerhalb weniger Sekunden (mindestens 3 s, höchstens 20
s) um mindestens 10 Knoten (5 m/s) überschritten werden. Böen können
dabei aus der gleichen Richtung wie der Mittelwind kommen, oft sind
diese aber auch mit einer Änderung der Windrichtung verbunden.

Wieso weht aber der Wind nun nicht gleichmäßig? Die Böigkeit des
Windes hat verschiedene Ursachen. Ein wichtiger Punkt ist, dass sich
der Wind durch die Reibung an der Erdoberfläche verlangsamt. Je
unebener der Untergrund ist, desto stärker ist auch die Abbremsung.
Entsprechend kann man sich vorstellen, dass der Wind über einem
bebauten Gebiet stärker abgebremst wird als am Nordseestrand.

Gerade bei stark strukturiertem Gelände ist die Verringerung der
Windgeschwindigkeit sehr stark abhängig von der Windrichtung. Die
Richtung braucht also nur geringfügig zu variieren, um die
Strömungsgeschwindigkeit zu verändern. Zudem treten Variationen durch
das Umströmen von Hindernissen und durch Kanalisierungseffekte auf.
Man stelle sich einfach mal verschiedene Hochhäuser vor. Der Wind
wird gezwungen links oder rechts an den Gebäuden vorbeizuströmen.
Hinter den Häusern entstehen dann häufig Abschattungseffekte, wo der
Wind schwächer weht. Zu einer Verstärkung des Windes kommt es, wenn
der Wind zwischen zwei Hindernissen hindurch gepresst wird. Läuft man
in der Stadt umher wird man feststellen, dass der Wind bei bestimmten
Windrichtungen an manchen Punkten deutlich stärker weht, als an
anderen. Manchmal wird man regelrecht überrascht, wenn man um die
Ecke biegt.

Diese Art der Windveränderung lässt sich überall beobachten. Nicht
nur Gebäude, auch Vegetation oder Flusstäler führen zu den oben
genannten Effekten. Man kann dies auch leicht selbst nachvollziehen.
Bauen Sie sich einfach auf einem Tisch Hindernisse verschiedener Art
auf und nehmen Sie einen Föhn, den Sie dann von verschiedenen Seiten
ranhalten. Noch besser sichtbar sind die Effekte, wenn Sie zusätzlich
Sand auf dem Tisch verteilen.

Für den zweiten Einflussfaktor muss man in die Vertikale schauen. Der
Wind weht in verschiedenen Höhen unterschiedlich stark. In der Regel
ist die Geschwindigkeit in größeren Höhen stärker als weiter unten.
Wenn sich nun tagsüber die Luft in Bodenähe erwärmt, dann steigen
einzelne Warmluftblasen nach oben. Zum Ausgleich muss die Luft an
anderen Stellen absinken. Diese Effekte bewirken ein Austausch der
Luftmassen zwischen Boden und höheren Luftschichten. Mit diesen
Austauscheffekten werden auch die höheren Windgeschwindigkeiten
zeitweise zum Boden herabgemischt. Mit fortschreitender Erwärmung im
Tagesverlauf nimmt dieser Effekt immer weiter zu und so lebt auch die
Böigkeit auf. Am Abend und in der Nacht nimmt der Wind dann oft rasch
wieder ab.

Wenn Schauer und Gewitter auftreten, sind die Windböen zum Teil noch
viel kräftiger. Das liegt daran, dass diese oft sehr hochreichend
sind und damit einen Austausch zwischen Boden und sehr großen Höhen
bewirken können. Unter bestimmten Bedingungen ist es dabei möglich,
dass die Windgeschwindigkeit aus 3 km Höhe am Boden erreicht wird.
Manchmal gibt es solche Böen auch weit ab von den eigentlichen
Gewittern.

Großen Einfluss auf die Böigkeit des Windes hat also neben der
Bodenbeschaffenheit auch die Schichtung der Atmosphäre. Ist diese
stabil geschichtet, findet kein Austausch mit höheren Luftschichten
statt. Bei labiler Schichtung, insbesondere in Schauern und
Gewittern, kann dieser Austausch aber sehr intensiv sein. Natürlich
zählen noch viele andere Faktoren bei der Entstehung der Böigkeit
hinein, wie beispielsweise die Feuchtigkeit. Als kurze Einführung
soll dies aber zunächst genügen.

© Deutscher Wetterdienst

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