Wind messen: Beaufort, Windstärken und Windgeschwindigkeit
Wie stehen Windgeschwindigkeiten und Windstärken in Zusammenhang? Die Windgeschwindigkeit gibt an, wie schnell sich die Luft bewegt. Die Windstärke beschreibt die Wirkung des Windes. Im Gegensatz zur Windgeschwindigkeit ist die 1805 von Francis Beaufort eingeführte, in 13 Stufen unterteilte Skala für die Windstärke nicht dazu entworfen, mit Messgeräten ermittelt zu werden. Stattdessen ordnet sie in der Umgebung beobachtete Wirkungen des Windes einer Zahl von Eins bis Zwölf zu und das Fehlen jeglicher Windwirkung der Stufe Null. Eine Verknüpfung der Beaufort-Skala mit messbaren Windgeschwindigkeiten wurde erstmalig 1850 vorgenommen. Seit der 1946 durchgeführten, internationalen Überarbeitung der Skala ist eine Formel für die Umrechnung von Windstärken in mittlere Windgeschwindigkeiten festgelegt. Sie lautet v = 0.836 * b ^1.5, wobei für b die Windstärke in Beaufort einzusetzen ist und v die Einheit m/s trägt.
Mit welcher Genauigkeit wird die Windgeschwindigkeit gemessen?
Anders als Windstärken sind Windgeschwindigkeiten zwar messbar, aber ebenfalls nicht so exakt, wie die Angaben in Wetterberichten und dergleichen vermuten lassen. Selbst bei der Betrachtung von Sekundenintervallen ist die Windgeschwindigkeit nur selten über längere Zeiträume konstant. Der Deutsche Wetterdienst mittelt daher die Messwerte zunächst sechsmal über jeweils zehn Minuten und bestimmt daraus einen Mittelwert für die vergangene Stunde, den er schließlich veröffentlicht. Zusätzlich hält der DWD die von Böen erreichten Spitzengeschwindigkeiten fest. Die Schwankungsbreite liegt regelmäßig zwischen etwa 50 und 100 Prozent des Mittelwerts.
Gibt es keinen stärkeren Wind als Stufe 12?
Die Beaufort-Skala ist auf die 13 Werte Windstärke Null (Flaute) bis Zwölf (Orkan) beschränkt. Windgeschwindigkeiten ab 118 km/h (12 Bft) werden nicht weiter differenziert. Eine 1946 eingeführte Erweiterung um die Stufen 13 bis 17 wurde 1970 wieder abgeschafft. Solche Wetterbedingungen sind in Europa aber auch sehr selten, im Gegensatz zum chinesischen Festland und Taiwan, wo die erweiterte Beaufort-Skala teilweise noch genutzt wird. Für die Bemessung von Taifunen, Hurrikanen und Zyklonen gibt es aber auch unabhängige Skalen.
| Windstärke in Bft | Bezeichnung | km/h | m/s | kn | mph |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | Windstille | 0 – 1 | 0,0 – <0,3 | 0 – <1 | 0 – <1,2 |
| 1 | leiser Zug | 1 – 5 | 0,3 – <1,6 | 1 – <4 | 1,2 – <4,6 |
| 2 | leichte Brise | 6 – 11 | 1,6 – <3,4 | 4 – <7 | 4,6 – <8,1 |
| 3 | schwache Brise | 12 – 19 | 3,4 – <5,5 | 7 – <11 | 8,1 – <12,7 |
| 4 | mäßige Brise | 20 – 28 | 5,5 – <8,0 | 11 – <16 | 12,7 – <18,4 |
| 5 | frische Brise | 29 – 38 | 8,0 – <10,8 | 16 – <22 | 18,4 – <25,3 |
| 6 | starker Wind | 39 – 49 | 10,8 – <13,9 | 22 – <28 | 25,3 – <32,2 |
| 7 | steifer Wind | 50 – 61 | 13,9 – <17,2 | 28 – <34 | 32,2 – <39,1 |
| 8 | stürmischer Wind | 62 – 74 | 17,2 – <20,8 | 34 – <41 | 39,1 – <47,2 |
| 9 | Sturm | 75 – 88 | 20,8 – <24,5 | 41 – <48 | 47,2 – <55,2 |
| 10 | schwerer Sturm | 89 – 102 | 24,5 – <28,5 | 48 – <56 | 55,2 – <64,4 |
| 11 | orkanartiger Sturm | 103 – 117 | 28,5 – <32,7 | 56 – <64 | 64,4 – <73,6 |
| 12 | Orkan | ≥ 117 | ≥ 32,7 | ≥ 64 | ≥ 73,6 |
Beaufort-Skala
Hat die Beaufort-Skala einen praktischen Nutzen?
Windgeschwindigkeiten werden heutzutage meist in m/s oder km/h angegeben. Diese Werte sind aber wenig anschaulich, selbst wenn man beispielsweise vom Autofahren ein Gefühl dafür hat, was 50 oder 100 km/h bedeuten. Die Beaufort-Skala teilt die Windstärke in 13 Stufen ein und verknüpft sie mit handlichen Begriffen sowie einer Beschreibung konkreter Umgebungsbedingungen. So entspricht der im Wetterbericht häufig angekündigte, schwache bis mäßige Wind einer Windstärke von Drei bis Vier und ist in der Umwelt daran zu erkennen, dass er nur Blätter und Zweige bewegt sowie eventuell loses Papier vom Boden hebt. Bei einem steifen Wind der Stärke Sieben sollte ein Fußgänger dagegen auf deutlichen Widerstand gefasst sein und ab der Stärke Neun, dem Sturm, mit herumfliegenden Ästen und Dachziegeln. Wer die Beaufort-Tabelle verinnerlicht hat, kann mit entsprechenden Windstärkenangaben in Wettermeldungen und Unwetterwarnungen mehr anfangen, selbst wenn dort nicht die Zahlen, sondern die begrifflichen Bezeichnungen verwendet werden. In unserer Windradar-Karte sind aber weiterhin die Geschwindigkeiten in km/h angegeben.
Wie lässt sich die Windgeschwindigkeit messen?
Messgeräte für die Windgeschwindigkeit heißen Anemometer. Es gibt sie in sehr unterschiedlichen Ausführungen. Besonders einfach, aber trotzdem genau arbeiten Kugelschalenanemometer, die beispielsweise auch für die Automatisierung von Markisen genutzt werden. Sie bestehen aus drei horizontal, konzentrisch angeordneten Flügeln, die jeweils eine Halbkugelschale, etwa in der Größe eines Tischtennisballs tragen. Egal aus welcher Richtung der Wind weht, trifft er immer mindestens eine Schale von der offenen und eine von der geschlossenen Seite. Da sich der Luftwiderstand in beiden Fällen unterscheidet, resultiert eine Drehung, die etwa der Hälfte bis knapp einem Drittel der Windgeschwindigkeit in m/s entspricht.