Windkraft / Windenergie - Entstehung von Wind

Die Entstehung von Wind ist auf die Sonneneinstrahlung und Differenzen im regionalen Strahlungshaushalt zurückzuführen. Die Sonnenstrahlung führt zur Erwärmung der Erdoberfläche, die diese Wärme zum Teil an untere Bodenschichten weitergibt (Wärmespeicherung), überwiegend jedoch durch Abstrahlung von Wärme die unteren Luftmassen erwärmt. Warme Luft steigt regelmäßig auf (vertikale Konvektion)und bewirkt ein Absinken von kälterer Luft an benachbarter oder anderer Stelle.

Die Aufnahmefähigkeit für die Strahlungsenergie der Sonne ist vom jeweiligen Breitengrad abhängig. Am Äquator treffen die Sonnenstrahlen fast senkrecht auf die Erde und die Erwärmung übersteigt die Wärmeabgabe des Bodens an die Luft, welche sie durch Konvektion abtransportiert. Der Äquatorbereich hat somit hohe Temperaturen. An den Polen wird die Sonnenstrahlung aufgrund des flachen Winkels sehr stark reflektiert und der Wärmeentzug durch Luftkonvektion übersteigt die Erwärmung. Die Pole haben somit niedrige Temperaturen. Mit diesen Charakteristika des Strahlungshaushaltes ist auch das Luftdruckverhalten verbunden. So bildet sich am Äquator die äquatoriale Tiefdruckrinne mit dem randtropischen Hochdruckgürtel aus, und an den Polen das polare Hoch mit der subpolaren Tiefdruckrinne.

Die Zirkulation von Luft in der Atmosphäre ist u.a. darauf gerichtet, die Temperatur- und Luftdruckunterschiede (Energiepotentialdifferenzen) regelmäßig auszugleichen, so daß sich global ein charakteristisches System von Luftströmungen herausgebildet hat. Luftströmungen werden - wie auch Meeresströmungen - durch die Erddrehung abgelenkt (Corioliskraft). Bekannte Luftströmungssysteme sind z.B. die Passatwinde oder die Westwindzone der Mittleren Breiten, in welcher sich auch Mitteleuropa befindet.

Lokal existieren auch kleinräumige Windsysteme wie das See-/Landwindsystem oder das Berg-/Talwindsystem. Auch sie sind durch Differenzen im Strahlungshaushalt begründet, da sich die verschiedenen Oberflächen hinsichtlich Reflektions- und Erwärmungsverhalten voneinander unterscheiden.

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