Luftbewegung

 

 

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Hier erfahren Sie etwas über

Die Luftbewegung

Die Luftbewegungen sind ein meteorologisches Grundelement. Als Luftbewegung bezeichnet man die durch Druck- und Wärmeunterschiede sowie die Erddrehung hervorgerufenen horizontalen und vertikalen Bewegung von Luft in der Atmosphäre. Dem liegt wiederum die Bewegung der Luftteilchen in der Atmosphäre zugrunde. Wind bezeichnet also die Bewegung der Luftteilchen in der Atmosphäre und ist durch eine bestimmte Geschwindigkeit und eine bestimmte Richtung gekennzeichnet. Wenn man größere Volumen von bewegter Luft beschreiben möchte, spricht man von Luftmassen. Ursache jeder Luftbewegung sind dabei Kräfte, welche die Luft beschleunigen. In der Atmosphäre sind insoweit die horizontal wirkenden Kräfte vorherrschend. Sie werden vor allem durch den unterschiedlichen Luftdruck von Hoch- und Tiefdruckgebieten verursacht. Diese Druckunterschiede entstehen zum einen durch thermische Ursachen wie Hitzetiefs oder kleinräumige Land-Seewindzirkulationen. Andererseits können sie auch dynamische Ursachen haben. Die "großen" Tief- und Hochdruckgebiete der mittleren Breiten werden überwiegend dynamisch verursacht. Im Endeffekt resultiert die Energie für den Aufbau von Hochs und Tiefs aber stets aus den globalen Temperaturdifferenzen zwischen Tropen, Subtropen, mittleren Breiten und den Polargebieten. Hierauf wird im Abschnitt Zirkulation eingegangen.

Von besonderer Bedeutung sind auch die vertikalen Luftbewegungen. Diese sorgen für einen Luftaustausch mit den höheren Luftschichten und nicht zuletzt für die Wolkenbildung. Zumeist handelt es sich dabei um Bewegungen im Zentimeterbereich. Nur in der Thermik werden auch einige m/s erreicht, was uns Segelflieger natürlich freut. Dagegen erreichen horizontale Luftbewegungen in größeren Höhen ohne weiteres mehr als 100 m/s. Starker Wind erreicht selbst in Bodennähe noch Geschwindigkeiten von 50 km/h und mehr.

Seitenwind

 

Sonneneinstrahlung

Entstehung des Windes

Luft ist stets in Bewegung, daß es also Wind gibt, ist für die meisten Menschen so selbstverständlich wie das Luftholen, da sie es fast täglich am eigenen Leib erleben. Fragt man jedoch, warum es Wind gibt, haben viele mit der Antwort doch einige Schwierigkeiten.

Energie der Sonne

Die Ursache für die Entstehung des Windes liegt in der Einstrahlung der Sonne auf die Erde. Die Sonnenstrahlung trifft jedoch nicht gleichmäßig auf die Erde, sondern in unterschiedlichen Breiten der Erde in einem unterschiedlichem Winkel. So treffen die Sonnenstrahlen am Äquator senkrecht auf die Erde, an den Polen aber streifen sie die Erdoberfläche jedoch nur noch. Wie im Weinberg ergibt sich daraus eine unterschiedliche Intensität der Sonneneinstrahlung und dementsprechend eine unterschiedliche Temperaturverteilung auf der Erde.

Näheres zur Sonne als Energielieferant steht im Kapitel Sonne und Erde.

Von der Sonneneinstrahlung zur Wärmedifferenz

Die grundlegenden Bedingungen für die Entstehung von Luftbewegungen sind im Abschnitt Zirkulation erläutert. Wichtig ist vorliegend vor allem, daß die unterschiedliche Sonneneinstrahlung zu Wärmeunterschieden in den verschiedenen Regionen der Erde führt. Dies hat verschiedene Ursachen:

Von Wärme- und Feuchtigkeitsunterschieden zu Luftdruckdifferenzen

Je wärmer die Luft ist, desto mehr dehnt sie sich aus und desto mehr Platz nimmt sie ein. Damit sinkt zugleich der Druck. Wärmere Luft enthält daher bei gleichem Volumen weniger Luftmoleküle und ist deswegen leichter als ein gleich großes kaltes Luftpaket. Anders gesagt: Kalte Luft ist dichter als warme Luft. Bei kalter Luft nimmt der Druck in der Höhe schneller ab als bei warmer Luft. Nach diesem archimedischen Prinzip funktioniert ein Heißluftballon: die Luft in der Hülle ist wärmer und deshalb weniger dicht, d.h.leichter, als die Umgebungsluft, weshalb der Ballon in die Höhe steigt .Diese Zusammenhänge sind in den Kapiteln Luftdruck und Luftdichte eingehender dargestellt.

Außerdem kann warme Luft mehr Feuchtigkeit aufnehmen als kalte Luft. Wasserdampf und daher auch feuchte Luft sind leichter als kalte Luft. Die Wärme und die dadurch mögliche höhere Feuchtigkeitsaufnahme verstärken sich also gegenseitig. Dieser Zusammenhang ist in den Kapiteln Luftfeuchte und Thermodynamik erläutert.

Da die Wärme und die Luftfeuchtigkeit in einem größeren Gebiet nie konstant sind, ist auch der Luftdruck niemals konstant. Die Druckunterschiede der unterschiedlichen Luftmassen sind nun dafür verantwortlich, daß Luftmassen höheren Drucks zu Regionen tieferen Luftdrucks hin in Bewegung kommen. Dies wird im Abschnitt Zirkulation dargestellt.

Von der Druckdifferenz zum Wind

Druckunterschiede in der Atmosphäre sind naturgemäß instabil. Sie streben daher zum Ausgleich. Dazu strömen die Luftmassen höheren Drucks in die Region mit tieferem Luftdruck bis sich beide Systeme angeglichen haben, d.h. bis sich ein gleicher Luftdruck eingestellt hat.

Et voilá: 

Der Wind ist entstanden.

Die weiteren Einzelheiten zu diesem Thema stehen im Kapitel Wind.

 

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