Wind und Wetter

Wind und Wetter – das unterschätzte Strömungssystem der Erde

Wind ist nicht nur eine Begleiterscheinung des Wetters – er ist dessen treibende Kraft. Die Atmosphäre der Erde funktioniert wie ein globales Strömungssystem, in dem Energie, Wärme und Feuchtigkeit kontinuierlich in Bewegung sind.

Angetrieben wird dieses System ausschließlich durch die Sonne. Ihre ungleichmäßige Einstrahlung auf die unterschiedlich absorbierenden Oberflächen, verbunden mit der Erddrehung erzeugen große Temperatur- und Druckunterschiede. Daraus entstehen Luftströmungen und letztlich auch der Wind. Im Alltag begegnet er uns als leichte Brise oder als kräftiger Sturm. Erreicht die Windgeschwindigkeit etwa 118 km/h, also Stärke 12 auf der Beaufortskala, spricht man von einem Orkan. Noch deutlich stärker können tropische Wirbelstürme ausfallen, wie z. B. Hurrikane, Taifune und Zyklone, die enorme zerstörerische Kraft entfalten können.

Mehr als nur strömende Luft:

Doch dieser Wind ist weit mehr als nur bewegte Luft:

Wind transportiert gewaltige Energiemengen und enorme Mengen an Wasserdampf vom Meer auf und über die Kontinente hinweg. Ohne diese Strömungen gäbe es keine funktionierenden Niederschlagsmuster, keine ausgeglichene Temperaturverteilung und kein stabiles Klimasystem.

Der unsichtbare Transportmechanismus

Ein großer Teil des Wassers, der als Regen über Land fällt, stammt ursprünglich aus den Ozeanen. Transportiert wird er in den atmosphärischen Luftschichten durch den Wind.

Diese „fliegenden Flüsse“ sind ein zentrales, oft unterschätztes Element des Klimasystems. Sie versorgen ganze Regionen mit Feuchtigkeit und beeinflussen maßgeblich, wo es regnet – und wo nicht.

Beachte: 
Während alles Wasser aus höheren Lagen geodätisch bedingt restlos bis zum Meer abfließt, ist das "Nachfüllen" durch Niederschläge ausschließlich vom Wind abhängig. 

Wassertransport durch den Wind
(© Brugger 2023)

Ein empfindliches Gleichgewicht

Die grundlegende Kette ist einfach:

Sonne → Druckunterschiede → Wind → Transport von Energie & Feuchtigkeit → Wetter

Doch dieses System ist sensibel.
Es basiert auf fein abgestimmten Strömungsmustern, die sich über große räumliche und zeitliche Skalen entwickeln.

Dazu kommt die Erdrotation. Sie ist ursächlich für die Corioliskraft, welche zur Ablenkung der Strömungen führt und damit die Bildung von drei Klimazellen verursacht. Die Klimazellen bilden weitgehend geschlossene klimatische Kreisläufe, die gleichermaßen in der nördlichen als auch in der südlichen Hemisphäre vorkommen.  

Wesentliche Klimazellen (siehe Grafik) sind:

• Polare Zellen
• Ferrel Zellen
• Hadley Zellen

Während die Strömungen in den Polaren Zellen von kalten Fallwinden und die Hadley Zellen von den Steigungswinden direkt angetrieben werden, werden die Strömungen in der Ferrel Zelle indirekt angetrieben bzw. mitgezogen.

Die mit hohen Geschwindigkeiten um die Erde strömenden Jetstreams befinden sich in Höhe der Tropopause zwischen den diversen Zellen: Die Polarjets strömen zwischen den Polaren Zellen und den Ferrel Zellen, die subtropischen Jets zwischen Ferrel Zellen und Hadley Zellen. Sie gleichen Druckunterschiede zwischen warmer Sonnenseite und kalter Schattenseite aus.

Fazit:

Wind ist ein zentraler Teil des  hochkomplexen Wettergeschehens. Er prägt zusammen mit dem Wasserdampf maßgebend das Klima und er ist der Motor für den globalen Wasserkreislauf. Er sorgt für Ausgleich von Temperaturdifferenzen und den Gasaustausch zwischen Wasser und Luft. Er spielt damit eine wichtige Rolle für Natur und Mensch.

Wer in dieses System eingreift und dem System massiv Energie entzieht, greift potenziell in das System von Wetter und Klima ein. 

Der größte Energieentzug erfolgt ausgerechnet in der windschwächsten Ferrel-Zelle – ein besonders kritischer Umstand.

Weiterführende Inhalte

• Die Atmosphäre einfach erklärt
• Luftdruck und Temperatur
• Globaler Wasserkreislauf
• Sonnenenergie
• Windenergie
• Das Buch zum Thema Windkraft und Klima

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