26
May
2016

Das Barische Windgesetz

Der Wind begleitet jeden von uns durch sein Leben. Einerseits sorgt seine Abwesenheit für lange Gesichter bei ambitionierten Seglern oder für einen unruhigen Schlaf in einer stickigen und schwül-warmen Sommernacht. Andererseits jedoch kann der Wind Kräfte entfalten, die zur Bedrohung für Leib und Leben werden, sei es in Form eines gewaltigen Orkantiefs oder durch einen räumlich eng begrenzten Tornado, der eine Schneise der Verwüstung durch die Landschaft zieht. Wind tritt also in vielfältiger Stärke auf und weht entsprechend der Wetterlage oder lokaler orografischer Effekte auch aus unterschiedlichen Richtungen.

Schon früh begannen Wissenschaftler mit der Untersuchung des Windes und es wurde versucht Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen physikalischen Parametern zu finden (z.B. Temperatur und Wind). Dadurch sollte die Vorhersagbarkeit des Wetters immer weiter verbessert werden. In diesem Zusammenhang sollen drei Wissenschaftler genannt werden, die sich unter anderem diesem Thema gewidmet hatten: der amerikanische Mathematiker und Meteorologe James Henry Coffin, der Meteorologe William Ferrel und der niederländische Wissenschaftler Christoph Buys Ballot. Alle drei lebten im 19. Jahrhundert und alle machten beinahe zur selben Zeit die Entdeckung, auf der die Aussage des Barischen Windgesetzes beruht (barisch bedeutet: den Luftdruck betreffend), welches auch den Namen "Gesetz von Buys-Ballot" besitzt. Doch was hat es mit diesem Gesetz auf sich?

Da wir uns alle auf einem sich drehenden Planeten befinden, sind die Bewegungen einer speziellen Schein- oder Trägheitskraft unterworfen, der sogenannten Corioliskraft. Man kann sich das folgendermaßen vorstellen: Am Äquator ist der Umfang der Erde mit mehr als 40 000 Kilometer am größten, was einer Rotationsgeschwindigkeit von mehr als 1 600 km/h entspricht. Weiter im Norden wird der Erdumfang geringer und dementsprechend auch die Geschwindigkeit der Erddrehung. Ein Teilchen, das nun auf der Nordhemisphäre von Süden nach Norden vorstößt, bringt mehr kinetische Energie (also Bewegungsenergie) mit, weist somit eine höhere Geschwindigkeit auf als im Vergleich zu den Teilchen, die ursprünglich weiter im Norden zu finden sind. Diese zusätzliche Energie sorgt dafür, dass das Teilchen für einen Beobachter auf der Erde nach rechts abgelenkt wird.

Diese Scheinkraft macht sich auch beim Wetter bemerkbar, denn sie sorgt dafür, dass in der Natur die Luft aus dem Hochdruckgebiet nicht direkt in ein Tiefdruckgebiet strömt. Aus dem Hoch strömt die Luft auf der Nordhalbkugel im Uhrzeigersinn nach außen, wird also nach rechts abgelenkt. Auch in ein Tiefdruckgebiet strömt die Luft nicht direkt zum Zentrum, sondern wird wiederum seitwärts nach rechts abgelenkt und sorgt somit für eine Rotation gegen den Uhrzeigersinn. Und mit diesem Wissen kann man nun das Barische Windgesetz anwenden.

Wenn man dem Wind den Rücken zukehrt, dann kann anhand der Windrichtung abgeschätzt werden, wo die dazu korrespondierenden Druckgebilde zu finden sein müssen - aus der Sicht des Beobachters auf der Nordhalbkugel ist der tiefere Druck links vorne und der hohe Druck rechts hinten zu finden. Dies gilt natürlich für die Bereiche, wo der Wind oberflächennah nicht stark abgelenkt wird, wie z.B. über dem offenen Meer oder allgemein dort, wo der Wind nur wenig Bodenreibung oder Ablenkung durch Hindernisse erfährt. Diese Erkenntnis in Verbindung mit weiteren meteorologischen Beobachtungen (wie z.B. der Veränderung der Temperatur oder der Bewölkung) kann auch eine grobe Tendenz ermöglichen, wie sich das Wetter während der kommenden Stunden entwickeln könnte, ob also zum Beispiel die Passage einer Kaltfront bevorsteht.

Zwar ist man auf solch ein Wissen in der heutigen Zeit der Technologie nicht mehr zwingend angewiesen, doch kann es einem sicherlich helfen, wenn man mal dank schlechter oder fehlender Internetverbindung vom weltweiten Datenstrom abgekoppelt ist und sich selbst ein grobes Bild vom Wetter machen möchte - wie z.B. bei der Navigation auf hoher See.

Dipl.-Met. Helge Tuschy
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 26.05.2016

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