Die Windgeschwindigkeit ist ein grundlegender Parameter in der Meteorologie. Sie bezeichnet die Geschwindigkeit der Luftbewegung beim Strömen von einem Hochdruckgebiet in ein Tiefdruckgebiet. Während dieses Prozesses wird die Windgeschwindigkeit von vielen Faktoren beeinflusst, unter anderem vom Druckgradienten, der Topographie, dem Klima und verschiedenen jahreszeitlichen Veränderungen.
Heutzutage wird die Windgeschwindigkeit üblicherweise mit Anemometern gemessen, einem Gerät, das in der Luftfahrt, im Seeverkehr, bei Wettervorhersagen und bei Bauprojekten eine wichtige Rolle spielt.
Die Windgeschwindigkeit wird üblicherweise in Metern pro Sekunde (m/s) als Haupteinheit gemessen, und Änderungen der Windgeschwindigkeit haben auch erhebliche Auswirkungen auf das Wachstum und die Stoffwechselrate von Pflanzen. In verschiedenen Regionen werden häufig unterschiedliche Einheiten verwendet, beispielsweise Meilen pro Stunde (mph), Knoten (kn) und Fuß pro Sekunde (ft/s). Früher wurden Windgeschwindigkeiten auch mithilfe der Beaufort-Skala ausgedrückt, einem Klassifizierungssystem, das auf der Wirkung des Windes über Meer oder Land basierte.
Änderungen der Windgeschwindigkeit werden von einer Reihe von Faktoren beeinflusst, darunter:
Auch der Einfluss von Druckgradienten hat in Kombination mit dem Coriolis-Effekt und der Reibung einen erheblichen Einfluss auf die Windrichtung.
Die höchste jemals in einer Umgebung ohne Tornados gemessene Windgeschwindigkeit wurde am 10. April 1996 gemessen, als der tropische Wirbelsturm Olivia an einer automatischen Wetterstation eine maximale momentane Windgeschwindigkeit von 1.000 km/h erreichte. Barrow Island, Australien. 113,3 m/s (408 km/h). Der Rekord wurde 2010 von der Weltorganisation für Meteorologie offiziell anerkannt.
Bei einigen atmosphärischen Phänomenen, wie etwa Tornados, können die Windgeschwindigkeiten diese Werte bei weitem überschreiten, aufgrund ihrer Heftigkeit ist es jedoch schwierig, diese Geschwindigkeiten direkt zu messen. Mit der Methode des mobilen Doppler-Wetterradars lässt sich die Windgeschwindigkeit relativ genau abschätzen. Während des Tornados von El Reno im Jahr 2013 wurden per Radar Windgeschwindigkeiten von 150 m/s (540 km/h) gemessen, was als die höchste jemals beobachtete Windgeschwindigkeit gilt.
Auf fremden Planeten könnten die Windgeschwindigkeiten sogar noch höher sein. So entdeckten Forscher im Jahr 2015 beispielsweise, dass die Winde auf HD 189733b Geschwindigkeiten von bis zu 2.400 Metern pro Sekunde (8.600 Kilometer pro Stunde) erreichen können, was zeigt, wie erstaunlich die Bandbreite der Windgeschwindigkeiten auf anderen Planeten sein kann.
Ein Anemometer ist eines der Geräte zur Messung der Windgeschwindigkeit. Verschiedene Arten von Anemometern haben unterschiedliche Funktionsprinzipien und Einsatzzwecke, darunter herkömmliche Schalenanemometer und Ultraschall-Anemometer ohne bewegliche Teile.
Ultraschall-Anemometer messen die Windgeschwindigkeit über hochfrequente Schallwellen und funktionieren besonders gut, wenn das Anemometer in Anwendungen eingesetzt wird, bei denen eine wartungsfreie Leistung erforderlich ist.
Neben Anemometern werden zur Messung der Luftgeschwindigkeit in Flugzeugen häufig auch Druckrohre eingesetzt. Diese Technologien verbessern unser genaues Verständnis der Windgeschwindigkeit weiter.
Die Windgeschwindigkeit ist ein wichtiger Aspekt bei der Konstruktions- und Gebäudeplanung. Je nach Auslegung auf Windgeschwindigkeit kann die Quersteifigkeit des Gebäudes entsprechend angepasst werden. Bestimmte Bauvorschriften legen Konstruktionsstandards auf Grundlage einer bestimmten Windgeschwindigkeitswahrscheinlichkeit fest, in den USA am häufigsten die „Drei-Sekunden-Windgeschwindigkeit“.
Dadurch wird sichergestellt, dass das Gebäude widerstandsfähig genug ist, um starken Winden standzuhalten und sicher zu bleiben.
Bei vielen Entwürfen ist es wichtig, über verschiedene Zeiträume gemittelte Windgeschwindigkeiten zu berücksichtigen, wie etwa die höchste Windgeschwindigkeit, die momentane Windgeschwindigkeit in 3 Sekunden, die Windgeschwindigkeit in 1 Minute und die durchschnittliche Windgeschwindigkeit pro Stunde.
Ob durch natürliche Phänomene oder mit wissenschaftlichen Methoden gemessen – alle Aspekte der Windgeschwindigkeitsmessung und -aufzeichnung helfen uns, die Kraft des Windes besser zu verstehen und zu nutzen. Wie wird die Technologie der Zukunft Ihrer Meinung nach sonst noch die Art und Weise verändern, wie wir die Windgeschwindigkeit messen und darauf reagieren?