Physik
Wie entsteht Wind?
Wind entsteht, weil die Sonne die Erdoberfläche ungleichmäßig erwärmt: Über warmen Flächen steigt Luft auf und hinterlässt ein Tiefdruckgebiet, kühlere und schwerere Luft strömt nach und gleicht diesen Druckunterschied aus - diese Ausgleichsströmung ist der Wind.
Warum warme Luft überhaupt aufsteigt
Luft besteht aus Molekülen, die sich umso schneller bewegen, je wärmer sie sind. Bei Erwärmung dehnt sich die Luft aus, dieselbe Masse nimmt mehr Raum ein, und die Luft wird dadurch leichter als ihre kühlere Umgebung. Genau wie ein Stück Holz im Wasser nach oben treibt, weil es leichter ist als Wasser, steigt warme, leichtere Luft in der kühleren Umgebungsluft auf. Am Boden bleibt dadurch weniger Luftmasse zurück, der Luftdruck sinkt, es entsteht ein Tiefdruckgebiet. Wo die Luft anderswo abkühlt, wird sie schwerer, sinkt ab und drückt mit mehr Gewicht auf den Boden, ein Hochdruckgebiet bildet sich. Druck ist also nichts anderes als das Gewicht der Luftsäule über einem bestimmten Punkt.
Warum sich manche Flächen schneller erwärmen als andere
Land und Wasser nehmen Sonnenenergie unterschiedlich schnell auf. Wasser hat eine hohe Wärmekapazität: Es braucht viel Energie, um seine Temperatur zu ändern, und die Wärme verteilt sich zusätzlich in tiefere Schichten. Land dagegen erwärmt sich an der Oberfläche schnell, weil die Wärme nicht in die Tiefe abtransportiert wird. Auch die Farbe und Beschaffenheit einer Fläche spielt eine Rolle: Dunkler Asphalt oder trockener Sand absorbieren Sonnenlicht stärker als helle Flächen oder Wasser, die einen Teil des Lichts reflektieren. Diese Unterschiede sind der Grund, warum an Küsten tagsüber typischerweise ein Seewind weht: Das Land erwärmt sich schneller, die Luft darüber steigt auf, und kühlere Luft vom Meer strömt nach, um die Lücke zu füllen.
Der Druckunterschied als eigentlicher Motor
Physikalisch gesehen ist es die sogenannte Druckgradientkraft, die die Luft in Bewegung setzt: Luft strömt immer von Bereichen mit hohem Druck zu Bereichen mit niedrigem Druck, ähnlich wie Wasser von einer höheren zu einer niedrigeren Stelle fließt. Wie stark der Wind weht, hängt direkt davon ab, wie groß der Druckunterschied auf einer bestimmten Strecke ist. Liegen Hoch und Tief nah beieinander und ist der Unterschied groß, entsteht ein kräftiger, oft böiger Wind. Liegt zwischen beiden ein sanfter, über große Distanz verteilter Unterschied, weht nur ein laues Lüftchen. Wetterkarten zeigen das als Isobaren, Linien gleichen Luftdrucks: Je enger sie beieinanderliegen, desto stärker der Wind, der zwischen ihnen zu erwarten ist.
Warum Wind nicht einfach geradewegs vom Hoch zum Tief weht
Auf kleinem Raum, etwa bei einer Meeresbrise, strömt die Luft tatsächlich fast direkt vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet. Bei großräumigen Windsystemen, die über Hunderte Kilometer reichen, mischt sich jedoch die Erddrehung ein. Weil sich die Erde unter der strömenden Luft weiterdreht, wird die Windbahn aus Sicht eines Beobachters am Boden scheinbar abgelenkt, auf der Nordhalbkugel nach rechts, auf der Südhalbkugel nach links. Dieser Effekt heißt Corioliskraft. Er ist der Grund, warum große Windsysteme und auch Hoch- und Tiefdruckgebiete selbst nicht einfach gerade strömen, sondern sich um ihr Zentrum drehen, Tiefs auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn, Hochs im Uhrzeigersinn.
Warum der Wind am Meer abends dreht
Der Seewind ist nur die halbe Geschichte. Nachts kühlt das Land schneller aus als das Wasser, aus demselben Grund, aus dem es sich tagsüber schneller erwärmt hat: Es speichert Wärme schlechter. Jetzt ist das Wasser die wärmere Fläche, über ihm steigt Luft auf, und kühlere Luft vom Land strömt aufs Meer hinaus. Dieser umgekehrte Effekt heißt Landwind. Der tägliche Wechsel zwischen Seewind und Landwind an Küsten ist damit ein direktes, im Kleinen sichtbares Beispiel für das Prinzip, das hinter jedem Wind steckt: ungleiche Erwärmung, daraus folgender Druckunterschied, daraus folgende Ausgleichsströmung.
Häufige Fragen
Warum ist es an windigen Tagen oft auch böig?
Böen entstehen zusätzlich durch Reibung und Verwirbelung am Boden, an Gebäuden, Bäumen oder Geländeunebenheiten, die den gleichmäßigen Luftstrom kurzzeitig stauen und wieder freigeben.
Warum drehen sich Tiefdruckgebiete auf der Nordhalbkugel gegen den Uhrzeigersinn?
Das ist die Corioliskraft: Die Luft, die von allen Seiten ins Tief strömt, wird durch die Erddrehung nach rechts abgelenkt, wodurch insgesamt eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn entsteht.
Gibt es Wind auch ohne Sonneneinstrahlung, zum Beispiel nachts?
Ja, denn Temperatur- und Druckunterschiede bauen sich tagsüber auf und gleichen sich erst nach und nach wieder aus, außerdem entstehen sie auch durch nächtliche Abkühlung wie beim Landwind.
