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Wetterthema

19.08.2019

Windböen

Wenn der Wind auffrischt.

Am Sonntagabend haben Sturmböen in Verbindung mit schweren Gewittern verbreitet Schäden angerichtet. Sowohl in Beelitz bei Potsdam als auch im Kreis Offenbach sind zahlreiche Bäume umgestürzt. Ob sich in diesen Fällen sogar Tornados entwickelt haben ist aber noch ungeklärt. Wahrscheinlich zeichnen jedoch Fallböen, sogenannte downbursts für diese Schäden verantwortlich.

Eine besondere Eigenschaft des Windes ist eben seine Böigkeit. Darunter versteht man kurzzeitige Schwankungen der Stärke und auch der Richtung des Windes. Böen können sehr überraschend auftreten, obwohl es kurz zuvor fast windstill war. Nach einigen Sekunden ist der Spuk dann wieder vorbei – bis zur nächsten Böe. Diese Windstöße haben drei Ursachen.

Um die mittlere Windgeschwindigkeit zu bestimmen, wird diese über einen Zeitraum von zehn Minuten gemittelt. Innerhalb dieser Zeit kann die Geschwindigkeit mitunter um 30 Prozent um den Mittelwert schwanken, und auch die Richtung kann sich kurzfristig sogar umkehren. Treten keine Böen auf, so nennt man die Strömung laminar und der normalerweise unsichtbare Verlauf der vom Wind bewegten Luftteilchen ist schön geordnet. In einem Windkanal erkennt man die laminare Strömung an dem parallelen Verlauf der sichtbar gemachten Strömungslinien.

In der freien, also ungestörten Atmosphäre kann die Luftströmung instabil werden und somit von einem eher laminaren zu einem ausgeprägt turbulenten Zustand wechseln. Dieses Phänomen kann man auch am Rauch einer brennenden Zigarette beobachten, der zunächst geordnet aufsteigt und sich dann plötzlich chaotisch verwirbelt. Ausschlaggebend für das Auftreten von Turbulenz ist die Geschwindigkeit der Strömung. Überschreitet diese einen kritischen Wert, so entsteht abrupt turbulentes Verhalten. Diese Grenzgeschwindigkeit hängt vom Verhältnis der Trägheits- zu den Zähigkeitskräften des betrachteten Gases oder der Flüssigkeit ab.

Stellt man ein Hindernis auf, so verwirbelt die Luft hinter diesem und strömt chaotisch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten in unterschiedliche Richtungen. Das ist eine weitere Form der Turbulenz. Am Erdboden passiert vergleichbares, wenn die Luftströmung durch Bäume, Häuser oder Hügelkuppen gestört wird. Hierbei bilden sich häufig auch Wirbel aus, deren Rotationsachse waagerecht steht. Diese sogenannten Lee-Wirbel fallen je nach Beschaffenheit der Hindernisse, was auch als Rauigkeit bezeichnet wird, sehr unterschiedlich aus, wodurch sich eine entsprechend ausgeprägte Böigkeit ausprägt.

Bei Durchzug schwerer Gewitter kann nun, wie am Sonntagabend, der Wind ebenfalls kurzzeitig kräftig auffrischen. In diesem Fall wird durch die starke vertikale Durchmischung im Bereich der Schauer und Gewitter Luft aus höheren Luftschichten nach unten gemischt. Da die Windgeschwindigkeit mit der Höhe zunimmt, gelangt so also Luft höherer Geschwindigkeit nach unten und beschleunigt dort vorhandene langsamere Luftpakete kurzzeitig. Besonders gefürchtet sind die in Verbindung mit kräftigen Schauern Gewittern auftretenden Fallböen, im englischen Sprachraum auch als downbursts bezeichnet. Diese Abwinde können im extremsten Fall sogar die Stärke kleiner Tornados erreichen und entsprechend auf kleinem Raum große Schäden anrichten.

Montag, 19. August 2019

Tim Staeger
ARD-Wetterredaktion

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