Wind bezeichnet die Bewegung in der Atmosphäre und ist durch
eine
Geschwindigkeit und eine Richtung gekennzeichnet.
Wind kann man am besten verstehen, wenn man die Kräfte versteht, die auf
ein
frei gewähltes Luftpaket wirken.
Zugrunde liegen die Newton'schen Bewegungsgesetze:
-
Ein Teilchen behält seinen Bewegungszustand bei (Ruhe oder
geradlinige
Bewegung), wenn keine Kraft wirkt.
-
Das Wirken einer Kraft verursacht, dass sich das Teilchen in Richtung der
Kraft
beschleunigt. Sind mehrere Kräfte am Werk, so bewegt sich das
Teilchen in
Richtung der Resultierenden.
Folgende Kräfte wirken auf ein Luftpaket:
-
¬ Gravitation
die
Gravitation
zieht alle Massen in Richtung Erdzentrum.
-
¬ Druck
der
Druck
der umliegenden Luftpakete wirkt auf das betrachtete Luftpaket. Der Druck
vom
darüberliegenden Luftpaket ist deswegen etwas kleiner, weil mit
zunehmender
Höhe immer weniger Luftmoleküle darüber liegen: der
Luftdruck nimmt mit der
Höhe ab. Die Luftmoleküle der unteren
Atmosphärenschichten werden durch die
darüberliegenden
zusammengedrückt. Da somit die Kraft von unten etwas größer
ist als die
von oben, wirkt eine resultierende Druckkraft entgegengesetzt
der
Gravitation.
Diese beiden Kraft (Gravitationskraft und
Druckkraft) gleichen sich unter
normalen Bedingungen gerade aus. Damit
findet in der Atmosphäre unter normalen
Bedingungen keine Bewegung
statt. Als normaler Zustand gilt, wenn die
barometrische Höhenformel
gilt: h=RT/g x ln (p0/p)
-
¬ Gradientkraft
die
Gradientkraft
: Herrscht an zwei Orten unterschiedlicher Luftdruck, so wirkt
die
Gradientkraft vom Ort höheren Drucks zum Ort niedrigeren Drucks.
Die
Gradientkraft ist der entscheidende Motor für Bewegung von Luft in
der
Atmosphäre und damit von Wind.
-
¬ Coriolis (Schein-)kraft
Coriolis-Kraft: Die Erde dreht sich von West nach Ost um 15 Längengrade
pro
Stunde (360 pro Tag).
Was passiert, wenn die Erde sich dreht? Alles mit "mehr
oder weniger"
festem Kontakt zur Erde dreht sich mit! Mit welcher
Geschwindigkeit?
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Breitenkreis [°]
|
Umfang [km]
|
v [km/h]
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0
|
40.030,18
|
1.667,92
|
|
10
|
39.422,03
|
1.642,58
|
|
20
|
37.617,06
|
1.567,34
|
|
30
|
34.667,15
|
1.444,46
|
|
40
|
30.664,90
|
1.277,70
|
|
50
|
25.730,90
|
1.072,12
|
|
60
|
20.018,89
|
833,96
|
|
70
|
13.691,13
|
570,46
|
|
80
|
6.951,17
|
289,63
|
|
90
|
0
|
0
|
Daraus ergibt sich, dass die
Geschwindigkeit sich an unterschiedlichen
Breitenkreisen unterscheidet.
Was passiert aber, wenn das Luftpaket sich nach Süden bewegt?
-
Wenn die Erde sich nicht dreht? Dann bewegt sich das Luftpaket
solange
geradeaus, bis es an seinem Zielort angekommen ist!
-
Wenn die Erde sich dreht? Dann bewegt sich das Luftpaket westlich am
Zielort
vorbei.
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siehe dazu:
Abbildung
Klimaelemente
Abbildung
Klimaelemente und Klimafaktoren
Abbildung
Zusamenhänge
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