Lokale Winde: Seewind, Talwind, Flurwind

Wind aus einem Temperaturunterschied

Wind entsteht, wo der Luftdruck ungleich verteilt ist (Luftdruck, Hoch und Tief). Meist sorgen dafür Hochs und Tiefs, die Hunderte Kilometer groß sind. Es geht aber auch im Kleinen. Erwärmt sich eine Fläche stärker als ihre Nachbarschaft, dehnt sich die Luft darüber aus. In der Höhe liegt dann über der warmen Fläche mehr Luft als über der kalten, sie fließt zur kalten Seite ab — und am Boden sinkt über der warmen Fläche der Druck. Unten strömt deshalb Luft von der kühlen zur warmen Seite, oben zurück: ein geschlossener Kreislauf, eine thermische Zirkulation.

Die Druckunterschiede dabei sind klein, viel kleiner als zwischen Hoch und Tief. Solche Winde setzen sich deshalb nur durch, wenn der großräumige Wind schwach ist und die Sonne kräftig heizt, also bei ruhigem Hochdruckwetter. Meteorologen nennen solche Lagen autochthon: Das Wetter entsteht an Ort und Stelle, statt herangeführt zu werden. Den Takt gibt der Tagesgang der Temperatur vor — tagsüber weht der Wind in die eine Richtung, nachts in die andere.

Seewind und Landwind

An einem sonnigen Tag erwärmt sich das Land schnell, das Meer kaum. Wasser verteilt die Wärme durch Wellen und Strömung in die Tiefe, lässt Licht ein Stück eindringen und braucht viel Energie, um wärmer zu werden. Gegen den späten Vormittag ist die Luft über Land deutlich wärmer als über dem Wasser, und vom Meer her setzt ein kühler Wind ein: der Seewind. Er ist meist schwach bis mäßig, oft Beaufort 2 bis 4 (Windstärken), und nur einige hundert Meter mächtig; darüber strömt die Luft schwächer zum Meer zurück.

Nachts dreht sich das Bild um. Das Land kühlt aus, das Meer bleibt fast gleich warm, und ein Landwind weht vom Land aufs Wasser. Er ist meist schwächer und flacher als der Seewind, weil der nächtliche Temperaturunterschied kleiner ist und die ausgekühlte Luft träge am Boden liegt (Temperaturinversion). Am Strand ist er oft kaum zu spüren.

Wo die kühle Meeresluft auf die warme Landluft trifft, entsteht eine Front im Kleinen, die Seewindfront. Die Landluft wird dort angehoben, und oft markiert eine Reihe Quellwolken die Linie (Wolkenbildung). Über dem Strand bleibt der Himmel dann häufig blau, während sich einige Kilometer landeinwärts Wolken türmen — an schwülen Tagen bis zum Schauer oder Gewitter. Die Front wandert im Lauf des Tages ins Land, meist einige Kilometer bis einige Dutzend Kilometer weit. Dasselbe gibt es kleiner an großen Binnenseen.

Der Tagesgang: später Vormittag bis Abend

Der Seewind folgt der Temperatur mit Verzögerung. Er setzt meist am späten Vormittag ein, ist am frühen bis mittleren Nachmittag am kräftigsten und schläft gegen Abend ein, wenn das Land wieder abkühlt. Dazwischen liegen morgens und abends ruhige, unstete Phasen, in denen der Wind dreht.

Auf der Nordhalbkugel dreht der Seewind im Lauf des Nachmittags oft etwas nach rechts, weil die Erddrehung auf die Strömung wirkt, je länger sie besteht. An einer Nordküste wie bei Warnemünde kann aus einem Nordwind so eher ein Nordostwind werden. Deshalb prüft die Box unten nicht eine einzelne Richtung, sondern einen breiten Sektor.

Wann der Seewind ausfällt

• Der Grundwind ist zu stark. Kommt der großräumige Wind kräftig vom Meer, ist kein eigener Seewind zu erkennen — der Wind kommt ohnehin von See. Kommt er kräftig vom Land, hält er den Seewind vor der Küste fest. Ein mäßiger ablandiger Wind kann die Front dagegen sogar verschärfen, weil sie dann nahe der Küste stehen bleibt. Schon Biggs und Graves (1962) fassten für Seewinde an großen Seen in eine Kennzahl, dass es auf das Verhältnis von großräumigem Wind zu Temperaturunterschied ankommt.
• Die Sonne fehlt. Unter einer geschlossenen Wolkendecke heizt das Land kaum auf, der Antrieb fehlt (Bewölkung).
• Die Jahreszeit passt nicht. Am größten ist der Unterschied im späten Frühjahr und Frühsommer, wenn das Meer noch kalt ist und die Sonne schon hoch steht. Am wärmsten ist die Ostsee im Hoch- bis Spätsommer; im Herbst kühlt sie langsamer ab als das Land, und die Sonne steht tiefer. Der Unterschied am Tag wird dann kleiner, der Landwind in der Nacht dafür deutlicher (Jahreszeiten).
• Die Küste ist verwinkelt. An Förden, Bodden und auf Inseln kommen Seewinde aus mehreren Richtungen zugleich und überlagern sich. Ein einfaches Schema „morgens vom Land, nachmittags vom Meer“ passt dort schlechter.

Hangwind, Talwind, Bergwind

Im Gebirge wiederholt sich das Prinzip, nur schräg. Sonnenbeschienene Hänge heizen die Luft direkt darüber auf; sie strömt als Hangaufwind bergauf, in einer Schicht von oft nur einigen Dutzend Metern. Nachts kühlt die Luft am Hang aus und fließt als Hangabwind nach unten. Was dieser nächtliche Kaltluftabfluss in Senken anrichtet, steht auf Frost.

Größer und träger ist der Talwind: Tagsüber weht er talaufwärts, nachts kehrt er sich als Bergwind talabwärts um. Ein Grund ist die Form des Tals: Über jedem Quadratmeter Talboden und Hang steckt weniger Luft als über der Ebene davor, dieselbe Sonne erwärmt sie deshalb stärker — und nachts kühlt sie stärker aus. Talwinde setzen später ein als die Hangwinde und halten länger an. In großen Alpentälern kann der Nachmittagswind kräftig und böig werden; Segelflieger, Gleitschirmflieger und Segler auf Bergseen richten ihren Tag danach.

Das Lehrbuchschema — morgens zuerst Hangwind, dann Talwind, abends und nachts dasselbe umgekehrt — ist über Jahrzehnte aus Messungen in Alpentälern entstanden (zusammengefasst bei Zardi und Whiteman, 2013). In echten Tälern mit Seitentälern, Schattenhängen und Pässen läuft es selten so sauber ab: In manchen Tälern weht der Nachmittagswind sogar talabwärts, weil der Talwind eines Nachbartals über einen niedrigen Pass herüberdrückt. Föhn ist übrigens etwas anderes: Er braucht eine großräumige Strömung quer über das Gebirge und weht auch nachts.

Flurwind: der Wind, den die Stadt macht

In klaren, windstillen Nächten ist eine Stadt oft mehrere Grad wärmer als ihr Umland (Stadtklima). Über ihr steigt Luft auf, bodennah kann kühlere Luft aus dem Umland nachströmen: der Flurwind. Er braucht kein Gefälle, ist aber die schwächste der hier beschriebenen Strömungen — oft kaum von Windstille zu unterscheiden, und schon Hecken, Dämme oder ein geschlossener Gebäuderiegel am Stadtrand bremsen ihn.

Stadtplaner halten deshalb Frischluftschneisen offen: Grünzüge, Bachauen, Bahntrassen, über die kühle Luft in die Stadt gelangen kann. In Städten mit Hängen und Tälern kommt diese Luft oft eher vom nächtlichen Kaltluftabfluss, der dem Gefälle folgt, als vom Flurwind. Wie viel der Flurwind in einer bestimmten Stadt beiträgt, lässt sich nur mit Messungen oder Modellrechnungen für genau diese Stadt sagen — und selbst die haben es schwer, weil eine so schwache, oft stockende Strömung in den Messwerten leicht untergeht (zusammengefasst bei Oke und Kollegen, 2017).

Warum die Vorhersage sie oft nicht kennt

Ein Wettermodell rechnet auf einem Gitter. Für die globalen Modelle unter den elf, die die Startseite vergleicht, nennt Open-Meteo über Deutschland Gitterweiten von grob 10 bis 25 Kilometern, einzelne noch gröbere; manche mischen nahe Deutschland feinere Regionalmodelle hinein, das feinste des DWD ist ICON-D2 mit etwa 2 Kilometern (Wettermodelle). Dabei ist zu unterscheiden, womit ein Modell rechnet und wie fein es seine Werte ausgibt: Das ECMWF-Modell IFS rechnet mit 9 Kilometern, die freie Ausgabe, die die Startseite nutzt, liegt aber auf einem 0,25°-Gitter (rund 25 km) und nur in Drei-Stunden-Schritten vor. Und ein Modell bildet nicht alles ab, was größer ist als eine Gitterzelle: Eine oft zitierte Abschätzung, ermittelt an einem einzelnen Modell (Skamarock 2004), setzt die effektive Auflösung bei rund sieben Gitterweiten des Rechengitters an; andere Modelle liegen darüber oder darunter. Als Größenordnung heißt das: für das IFS etwa 60 Kilometer, für gröbere globale Modelle mehr, für ICON-D2 grob 15 Kilometer.

• Seewind: Ein Gitter von 10 bis 25 Kilometern kennt die Küstenlinie nur grob, die Zelle eines Strandorts ist oft halb Land, halb Meer. Eine Seewindzirkulation von einigen Dutzend Kilometern bilden die globalen Modelle deshalb nur grob oder gar nicht ab. ICON-D2 kann sie teilweise abbilden — ob zur richtigen Stunde und am richtigen Ort, ist eine andere Frage. Die Box unten stellt beide Arten von Modell neben die Messung: ICON-D2 und das IFS in seiner stündlichen 9-km-Fassung.
• Hang- und Talwind: Ein Alpental von zwei Kilometern Breite ist für ein 2-km-Modell kaum mehr als ein Gitterpunkt, und Hangwinde in dünnen Schichten fallen ganz durchs Raster. Das Modell sieht einen geglätteten Berg, kein Tal.
• Flurwind: praktisch unsichtbar — zu schwach, zu klein, und Städte stecken in den Modellen nur als vereinfachte Oberfläche.

Nachgemessen: War heute ein Seewindtag in Warnemünde?

Erklären kann man viel. Diese Box schaut nach: Sie holt die stündlichen Messwerte der DWD-Station Rostock-Warnemünde an der Ostseeküste und prüft, ob der Wind im Lauf des Tages gedreht hat: morgens nicht vom Meer, nachmittags vom Meer. Das Meer liegt dort im Norden; als „vom Meer“ zählt Wind aus Westnordwest über Nord bis Ostnordost (290° bis 60°), als „vom Land“ Wind aus Ostsüdost über Süd bis Westsüdwest (110° bis 250°). Die Sektoren hat diese Seite grob aus der Karte gezogen, sie sind keine amtliche Einteilung. Und die Box sagt es, wenn heute kein Seewindtag war — und das kommt übers Jahr gesehen oft vor.

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