Windgeschwindigkeit


Windgeschwindigkeit

Die Windgeschwindigkeit ist der Weg, den Luft pro Zeiteinheit im Raum zurücklegt. Sie ist eine gerichtete Größe, definiert als Vektor mit einer waagerechten und einer senkrechten Komponente. Dieser wird jedoch in der Praxis meist auf die horizontale Komponente beschränkt und durch bestimmte Geschwindigkeitsintervalle in eine Windstärke kategorisiert. Es wird dadurch möglich, den Geschwindigkeitsvektor anwendungsorientiert aufzubereiten, um die jeweils relevanten Elemente hiernach beispielsweise in Wetterkarten eintragen zu können. Für bestimmte Anwendungen wie die Luftfahrt ist jedoch auch die vertikale Komponente der Windgeschwindigkeit wichtig, beispielsweise um Aufwinde für Segelflieger oder Paragleiter abzuschätzen.

Inhaltsverzeichnis

Messung

Wetterkartensymbole
"Fieder" Kurzstrich = 5 Knoten
"Fieder" Langstrich = 10 Knoten
"Fieder" Dreieck = 50 Knoten
Symbol wind speed 00.svg
Windstille unter 1 Knoten = 1,85 km/h
Symbol wind speed 01.svg
geringer Wind bis 9 km/h
Symbol wind speed 02.svg
leichter Wind bis 19 km/h
Symbol wind speed 03.svg
schwacher Wind bis 28 km/h
Symbol wind speed 04.svg
mäßiger Wind bis 37 km/h
Symbol wind speed 05.svg
frischer Wind bis 46 km/h
Symbol wind speed 06.svg
starker Wind bis 56 km/h
Symbol wind speed 07.svg
starker bis stürmischer Wind bis 65 km/h
Symbol wind speed 08.svg
stürmischer Wind bis 74 km/h
Symbol wind speed 09.svg
Sturm bis 83 km/h
Symbol wind speed 10.svg
schwerer Sturm bis 93 km/h
Symbol wind speed 11.svg
schwerer Sturm bis 102 km/h
Symbol wind speed 12.svg
Orkanartiger Sturm bis 111 km/h
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Orkanartiger Sturm bis 120 km/h
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Orkan bis 185 km/h
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Orkan bis 194 km/h

Die Windgeschwindigkeit kann mit einem Windsack oder phänomenologisch beispielsweise über die Beaufortskala abgeschätzt werden. Aufwinde lassen sich über Wolkenformationen abschätzen und auch für zahlreiche andere Spezialfälle sind solche mit wenig Aufwand verknüpfte Hinweise hilfreich. Mit einem Windgewehr wird bei der Artillerie die ungefähre Windgeschwindigkeit in verschiedenen Höhen bestimmt.

Genauer gemessen wird die Windgeschwindigkeit üblicherweise mit einem kleinen rotierenden Windmessgerät, dem Schalenkreuzanemometer. Es existieren inzwischen jedoch auch genauere Ultraschallanemometer und SODAR-Systeme, die die Ausbreitung von Schallwellen zur Erfassung der Windgeschwindigkeit nutzen und auf diese Weise oft auch in der Lage sind, vertikale Profile zu messen.

Die SODAR-Systeme messen dabei die Windgeschwindigkeiten vom Boden aus bis in Höhen von 200 m. Das Höhenprofil kann mit dieser Methode gut bestimmt werden. Die absolute Genauigkeit reicht in der Regel jedoch nicht aus, um damit etwa Energieertragsberechnungen für Windkraftanlagen durchzuführen.

Sehr kleine Windgeschwindigkeiten können mit dem Hitzdrahtanemometer gemessen werden.

Durch die WMO wurde festgelegt, dass für die in Wetterkarten und Stationsmeldungen angegebene Windstärke der 10-minütige Mittelwert angegeben wird (die Spitzenböen können durchaus doppelt so stark sein).

Einheiten

Die Windgeschwindigkeit wird in Kilometer pro Stunde oder Meter pro Sekunde (m/s), Knoten (kn) = Seemeilen/Stunde (sm/h) und in den USA auch oft in Meilen pro Stunde (mph) ausgedrückt. Die verschiedenen Einheiten lassen sich wie folgt umrechnen:

1 kn = 1 sm/h (exakt) = 1,852 km/h (exakt) = 0,514 m/s
1 m/s = 3,6 km/h (exakt) = 1,944 kn = 2,237 mph
1 km/h = 0,540 kn = 0,278 m/s = 0,621 mph
1 mph = 1,609344 km/h (exakt) = 0,8690 kn = 0,447 m/s

Bei den Windpfeilen auf Wetterkarten (siehe Tabelle) steht ein Dreieck für eine Windgeschwindigkeit von 50 kn, ein Strich für 10 kn und ein halber Strich für 5 kn.

Klassifikation

Windgeschwindigkeiten werden heute in der Regel nach der Beaufortskala klassifiziert. Sie wurde 1806 von Sir Francis Beaufort entwickelt und ihre Einheit trägt daher auch dessen Namen Beaufort, abgekürzt bft.. Es handelt sich ursprünglich um eine phänomenologische Skala, die entwickelt wurde, indem die Auswirkungen des Windes auf Segel und Seegang studiert wurden. Einen Vorläufer bildete die Smeaton-Rouse-Skala von John Smeaton und Rouse, die 1759 das Verhalten von Windmühlenflügeln beschrieben hatten.

Andere Klassifikationssysteme bilden die Fujita-Tornado-Skala für Tornados und Downbursts sowie die Saffir-Simpson-Skala für tropische Wirbelstürme.

Variabilität und Extremwerte

Globale Verteilung der mittleren Windgeschwindigkeiten

Der Tagesgang der Windgeschwindigkeit, der im Sommer wesentlich ausgeprägter ist als im Winter, zeigt ein Minimum in den Nachtstunden und eine Auffrischung am Tag. Im Jahresgang, basierend auf entweder Tages- oder Monatsmitteln als langjährige Durchschnittswerte, zeigt ein Minimum im Sommer und zwei Maxima im Frühjahr und Winter.

Die höchste Windgeschwindigkeit, die in Deutschland bislang gemessen wurde, lag bei 335 km/h. Sie wurde am 12. Juni 1985 auf der Zugspitze registriert. Sie entsprach rechnerisch dem Beaufort-Wert 23,1.

Die höchste Windgeschwindigkeit in der Schweiz wurde während des Orkans Wiebke auf dem Jungfraujoch mit 285 km/h (Nacht vom 26. auf den 27. Februar 1990) gemessen.

Die höchste je gemessene Windgeschwindigkeit ist 408 km/h und wurde am 10. April 1996 auf der westaustralischen Insel Barrow Island gemessen. Sie löste den zuvor gültigen Spitzenwert von 372 km/h (231 mph) ab, der am 12. April 1934 auf dem Mount Washington (New Hampshire) registriert worden war.[1]

Höhere Windgeschwindigkeiten können nur noch bei Sonderfällen registriert werden. So wurde mittels eines Doppler-Radars während des Oklahoma Tornado Outbreak am 3. Mai 1999 bei Bridge Creek, Oklahoma (USA) eine Windgeschwindigkeit von 496 ± 33 km/h innerhalb eines Tornados gemessen. Über Japan wurden zudem 1970 Jetstreams mit einer Geschwindigkeit von 650 km/h gemessen, dies jedoch nicht in Bodennähe, sondern in der freien Atmosphäre.

Noch höhere Windgeschwindigkeiten wurden auf dem Mars, Jupiter und insbesondere auf Neptun beobachtet.

Weblinks / Quellen

 Commons: Windgeschwindigkeit – Album mit Bildern und/oder Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

  1. World Record Wind Gust: 408 km/h, WMO Info Note No. 58 vom 22. Januar 2010, abgerufen am 9. April 2010

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