PDA

Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Kann eine Wolke ein Hindernis für den Wind sein?



Mops
25.09.2006, 14:17
Hallo Wettergemeinde,

aus dem Faden "Flugunfall.info Nr. 42 Küste" http://forum.dhv.de/showthread.php?p=138919#post138919habe ich die Frage, ob Wolken ein Hindernis für den Wind bilden mal herausgelöst, weil ich denke, sie ist hier deutlich weniger OT...


Uns wurde das so gelernt, es hat früher mal einige verblasen am zugerberg, wenn die basis abgesunken ist.

Die basis (wolke) ist ein hindernis in der luft, also muss der wind auch drum herum blasen!
Zumindest bei uns bläst der wind nicht durch die wolken.......:rolleyes:
Gruess Beat

Hm, jetzt hab ich mal gestöbert, weil ich es nicht verstehe, warum das so sein sollte. Ein Zitat von hier:
http://www.gleitschirm-magazin.com/article.php3?id_article=79

Anno 2002 schreibt da Burkhard Martens: "Wolken bilden auch ein Hindernis gegen den Wind, man kann eventuell auf der Luvseite hochsoaren."

Kann hier mal einer der Wetterspezies das erkläutern? D.h. wie können Wolken ein Hindernis darstellen? Und bei welchen Wolken trifft das zu. Ich würde jetzt mal quasi kompetenzfrei schätzen, dass das nur dann gehen kann, wenn der überregionale Wind mit seiner horizontalen Windrichtung schwächer ist, als die vertikale Windzirkulation in einer gut entwickelten großen Wolke :confused: :confused: :confused:

Lasst Euch bitte nicht daran hindern, den möglichen Dummfug von mir ausführlich zu korrigieren ;) oder setzt einen Link, der mir Wetterlaien das Phänomen erläutert.

Besten Dank
Olli

osimo
25.09.2006, 15:40
also so genau wissen tu ichs auch ned, aber ich vermute, dass jede Wolke ein Hinderniss darstellt fuer den Wind!
Ich wuerde das mit der hoeheren Traegheit der mit Wasser gesaettigten, bzw uebersaettigten Luft erklaeren.
Also ist es einfacher fuer den wind "drum herum zu blasen" als durch die Wolke hindurch...

greez

Stefan Hörmann
25.09.2006, 16:06
Anno 2002 schreibt da Burkhard Martens: "Wolken bilden auch ein Hindernis gegen den Wind, man kann eventuell auf der Luvseite hochsoaren."

Hallo,

ist absolut richtig. Hab ich selbst schon in Pinzgau nahe Wildkogel im Bayerischen Wind einmal (1x) gemacht. Geht hervorragend gut und es ist schon lässig neben der Wolke zu fliegen. Allerdings nicht ganz ungefährlich, weil es für andere Flugzeuge eben dann doch "Wolkenflug" ist. Ein Segelflieger der per Navi Wolke fliegen darf und aus der Wolke wieder raussticht sieht dich womöglich bisschen spät. Die Chance dass das passiert dürfte aber sehr sehr gering sein.

Es wurde mir schon öfters von Flügen berichtet wo es eigentlich total zu war, im Luv der Wolke jedoch wunderschönes Soaren zu unerhofftem Obenbleiben verhalf.

Eine horizontale Strömung die auf eine vertikale Strömung trifft wird ohne jeden Zweifel abgelegt. Bis zu einer gewissen Windstärke ist das problemlos. Wird der Wind zu stark, wird die Thermik sehr bockig, der Bart verwirbelt.

Gruß,
Stefan

INVENTO
25.09.2006, 16:21
Wie definiert man Wolke?

Der Wind wird in diesem Beispiel nicht von der Wolke (Dampf) sondern von den vertikalen (aufsteigenden) Windkomponenten der Thermik abgelenkt.

Theoretisch kann man also vor einer Blauthermik (ganz ohne Wolke) soaren, oder?

@ Stefan: wäre cool, wenn du dir (zumindest das Erstpost) von:

http://forum.dhv.de/showthread.php?t=15310

durchliest und uns als Profi aufklärst :)

Danke

Roberto

genussflieger
26.09.2006, 07:26
Wie definiert man Wolke?

Der Wind wird in diesem Beispiel nicht von der Wolke (Dampf) sondern von den vertikalen (aufsteigenden) Windkomponenten der Thermik abgelenkt.

Theoretisch kann man also vor einer Blauthermik (ganz ohne Wolke) soaren, oder?




Sehe ich genau so.
Es ist die Thermik ,die den Höhenwind ablenkt. Das habe ich schon mal erlebt.
Es ist absolut traumhaft neben der Wolke aufzudrehen.

Bei Blauthermik gibt es das sicherlich auch, man sieht es dann halt nicht.

Gruß

Bertram

Pikachu
26.09.2006, 09:31
Sorry, aber das sehe ich ganz anders.

Soweit ich informiert bin, wird die Thermik vom Wind versetzt und nicht etwa umgekehrt. Das liegt daran, daß die Thermik in niedriger Höhe in etwa die gleich bzw. sogar eine niedrigere Dichte hat als die Umgebungsluft (also auch der ankommende Wind).

Bei einer Wolke, also kondensiertem Dampf, sieht es anders aus: Die Dichte des gesamten Gebildes wird höher, die Wassertröpfchen sind ja existent, und diese stellen in ihrer Gesamtheit ein "Hindernis" für den Wind dar, er kann dort zwar angreifen und das gesamte "Objekt" bewegen, aber nicht so gut zwischen den Tröpfchen hindurch; dort verliert sich die Kraft des Windes schnell. Die Tröpfchen bilden also eine Art Widerstand, der Wind wird abgelenkt, man kann "soaren".

Ist nur laienhaft dargestellt, der Stefan kann das besser erklären.

INVENTO
26.09.2006, 09:53
Es ging ursprünglich um diese Aussage:


Mit heranziehenden Wolken nahm auch der Wind zu, vermutlich wegen des Düseneffektes durch die niedrige Basishöhe der Wolken.


Also die Frage ob Wolken (ohne vertikalen Windkomponenten, also die REINE WOLKEN entspricht DAMPF und meinetwegen kleine Tröpchen) das oben beschriebene Düseneffekt erzeugen können. Klar ist Dampf mit kleinen Tröpchen dichter als Luft, aber reicht das für ein Düseneffekt bzw. ist diese "Mehrdichte" überhaupt eine relevant Größe? :confused:

Mops
26.09.2006, 10:06
Hi,


Sorry, aber das sehe ich ganz anders.

Soweit ich informiert bin, wird die Thermik vom Wind versetzt und nicht etwa umgekehrt. Das liegt daran, daß die Thermik in niedriger Höhe in etwa die gleich bzw. sogar eine niedrigere Dichte hat als die Umgebungsluft (also auch der ankommende Wind).


Aber kann ich nicht nur etwas versetzen, wenn es auch einen gewissen Widerstand bietet? D.h. das eine muss das andere ja nicht ausschließen, denn wenn ein Widerstand da ist, dann kann die Kraft auch abgelenkt - auch nach oben - werden. :confused:

Mir ist zudem ein anderer Punkt nicht klar: ich dachte, am Rand des Aufwandes ist mit entsprechendem Abwind zu rechnen - meint - in der Mitte geht es hoch und am Rand geht es runter. Vorausgesetzt das stimmt - ist es dann der horizontalen Strömung egal, ob die vertikale rauf oder runter geht? Vorstellen kann ich mir das schon, wobei in dem Fall die Ablenkung nach oben doch eher gebremst wird?

Besten Gruß
Olli

@invento - stimmt, das war die ursprüngliche Frage. Aber die Antworten gehen schon in die Richtung: wenn es möglich ist, dass eine horizontale Strömung an der Wolke vertikal abgelenkt wird, dann könnte der Widerstand groß genug zu sein, um eine Art Düseneffekt bei absinkender Wolkenmasse zu erreichen. D.h. die absinkende, geschlossene Wolkendecke wäre die Henne und die Windzunahme IHR Ei ;)

INVENTO
26.09.2006, 10:31
...wenn es möglich ist, dass eine horizontale Strömung an der Wolke vertikal abgelenkt wird, dann könnte der Widerstand groß genug zu sein, um eine Art Düseneffekt bei absinkender Wolkenmasse zu erreichen. D.h. die absinkende, geschlossene Wolkendecke wäre die Henne und die Windzunahme IHR Ei ;)

Es wird WOLKE mit THERMIK andauernd vertauscht...

Daß ein horizontaler Windkomponent beim Treffen an einem vertikalen Windkomponent (nach oben) abgelenkt wird ist schon amtlich ;)

Es geht darum ob die MASSE der Wolke ALLEINE d.h. ohne vertikale Windkomponente eine (horizontale) Windströmung ablenken kann, und zwar so viel, um ein Düseneffekt zu bilden...

Konrad Lüders
26.09.2006, 10:43
Wolken bilden dann ein Hindernis gegen den Wind, wenn ihre Horizontalgeschwindigkeit geringer ist als die des Windes. Dazu kommt es, wenn die Windgeschwindigkeit einen Gradienten in der Höhe hat, in der Regel also mit zunehmender Höhe ansteigt. Aufsteigende Luftmassen setzen infolge ihrer hohen Masse einer Geschwindigkeitsänderung eine Trägheitskraft entgegen. Die bewirkt, daß sie wie ein Hindernis wirken und vom Wind umspült werden. Dabei gleichen sich die Horizontalgeschwindigkeiten allmählich an. Mögliche Aufwinde an der Luvseite der Wolke sind somit proportional sowohl zum vertikalen Windgradienten als auch zur Steiggeschwindigkeit der Wolke. Da die Luftkräfte, welche die Wolke in horizontaler Richtung beschleunigen etwa mit der auf die Windrichtung projizierten Fläche der Wolke wachsen, die Trägheitskraft jedoch mit dem Volumen, sollte der Effekt besonders stark sein bei großen Wolken, die noch dazu hohe Steiggeschwindigkeiten haben und hoch reichen (in großer Höhe ist der Windgradient oftmals sehr stark). Das entspricht der häufigen Beobachtung von Eiskappen bei rasch wachsenden jungen Cb.
Beste Grüße
Konrad

INVENTO
26.09.2006, 11:04
Hi Konrad,
hört sich toll an, aber du hast uns wieder etwas erklärt (zugegebenermaßen sehr fachgerecht ausgedrückt), dass wir schon wußten...

Nochmal:
Nicht Thermik sondern WOLKE:



Eine Wolke ist meist eine Ansammlung von Wassertröpfchen, die in einigem Abstand zur Erdoberfläche in der Atmosphäre schweben. Wie bei bodennahem Nebel oder Dunst, handelt es sich um die sichtbaren Kondensationsprodukte des Wasserdampfs. Bei höheren Wolken bzw. bei niedrigen Temperaturen können Wolken teilweise oder vollständig aus Eiskristallen bestehen, wobei sie dann in der Regel Resublimationsprodukte darstellen. In der meteorologischen Systematik werden sie den Hydrometeoren zugerechntet. In geringerem Umfang sind in ihnen aber auch solche Teilchen enthalten, die in Abgasen, Rauch oder Staub (Koniologie) vorkommen.

Mops
26.09.2006, 12:56
Auch auf die Gefahr hin, mich als komplett Ahnungsloser zu outen, aber:



Es geht darum ob die MASSE der Wolke ALLEINE d.h. ohne vertikale Windkomponente eine (horizontale) Windströmung ablenken kann, und zwar so viel, um ein Düseneffekt zu bilden...

ist das so streng zu trennen? Besitzt nicht jede Wolke eine vertikale Luftzirkulation?

Aber unabhängig davon: wenn die Masse einer Wolke/geschlossenen Wolkendecke reicht, um als Hindernis die horizontale Strömung abzulenken - dann kann ich mir vorstellen, dass sie dann auch ausreicht, um als absinkender Wolkenbasis - sprich absinkender Masse/absinkendes Hindernis einen ähnlichen Effekt auf die darunter strömenden Luftmassen zu haben - d.h. sie verkleinert zur Verfügung stehenden Raum und führt zu einer Art Düseneffekt.

Besten Gruß
Olli

luaas
26.09.2006, 13:39
Diese Diskussion läuft m.E. ein bisschen verquer, weil hier z.B. Invento versucht zu trennen (Wolken / Thermik), was nicht immer zu trennen ist.

Grundsätzlich erst einmal: Wolken sind nichts anderes als Atmosphärenbereiche, in denen der Wassergehalt der Luft durch Tröpfchen- bzw. Eiskristallbildung sichtbar wird. So gesehen sind Wolken vor allem ein optisches Phänomen, ein sichtbares Zeichen für verschiedene Prozesse in der Atmosphäre. Ansonsten gibt es wenig Unterschiede zur umliegenden Luftmasse und somit auch nichts, was dem Wind ein Hindernis bieten würde. Es sei denn...

...in der Wolke herrschen andere Luftströmungen als in der umgebenden Luft. Das ist bei allen Wolken, die durch Hebungsprozesse entstehen (worunter nicht nur die Thermik fällt) der Fall. Schöne Kumulus-Wolken sind das Paradebeispiel dafür- Sie sind das sichtbare Zeichen für Aufwinde. Und so stellen sie nach dem von Konrad schön beschriebenen Prinzip ein Windhindernis dar.

Anders ist das bei Schichtwolken. Sie entstehen nicht durch vertikale Luftbewegungen, sondern durch horizontalen "Einfluss" feuchterer Luftmassen oder das Auskühlen und Kondensieren stationärer Luftmassen. Eine solche Wolke stellt kein Soaring-Hindernis dar.

Wenn "unter" einer Stratusbewölkung gelegentlich die Windgeschwindigkeit ansteigt, ist das auch kein Effekt der Wolken, sondern der Atmosphärenschichtung. Nicht die Wolken sorgen für eine deckelnde Inversion, sondern die Inversion bedingt die Wolken.

luaas
26.09.2006, 15:29
Wassertröpfchen sind schwerer als Luft und fallen deshalb. Sie können nur auf gleicher Höhe bleiben, wenn sie sich in einem Aufwindstrom befinden. Also kann man schon sagen: ohne Aufwind keine Wolke.


So pauschal stimmt der Satz nicht. Viele Wolkentypen bilden sich ohne Aufwinde. Die Wassertröpfchen darin sind allerdings so klein, dass sie seeehr seehr langsam sinken. Selbst ohne andere Antriebe (u.a. Aufwinde) würde sich eine Wolke lange am Himmel halten. Freilich verlängern Aufwinde das Wolkenleben.

Wenn man allerdings bedenkt, dass wir uns bevorzugt nur dann in die Lüfte schwingen, wenn Cumulus-Wolken den Himmel bevölkern, dann trifft die darauf beschränkte Sichtweise sicher zu. Denn ohne Aufwind keine Kumulanten.

luaas
26.09.2006, 17:13
Was meinst Du mit sehr sehr langsam?

Ist das Verhältnis von Gewichtskraft zu Reibung bei einem kleinen Tropfen soviel anders, daß er praktisch in der Luft schweben bleibt?



Ganz kleine Tropfen scheinen nahezu zu schweben. Hier mal eine Tabelle von Top-Wetter (http://www.top-wetter.de/lexikon/f/fallgeschwindigkeit.htm) zur Fallgeschwindigkeit unterschiedlicher Tropfengrößen:

Hydrometeor Fallgeschwindigkeit [Meter pro Sekunde]
Wolkentropfen < 0.01-0.25
Sprühregentropfen 0.2 - 2.0
Regentropfen 2.0 - 9.0
Schneesterne, Eiskristalle 0.3 - 0.7
Schneeflocken 1.0 - 2.0
Graupel 1.5 - 3.0
Hagel 5.0 - 30.0


Wie klein können Tropfen denn so sein, damit sie noch Licht reflektieren und als Wolke sichtbar werden? Wie war das noch: Kondensationskeim + ein paar Wassermoleküle reichen aus?
Tropfen reflektieren nicht das Licht (wie ein Spiegel), sie brechen es. Wenn es nun millionenfach in einer Wolke von kleinsten Tropfen gebrochen wird, kommt am anderen Ende des Strahlengangs nicht mehr viel Licht an. Den Strahlengang des Lichtes würden sie erst dann nicht mehr beeinflussen (brechen), wenn sie kleiner als die halbe Wellenlänge des sichtbaren Lichtes wären. "Sichtbar" sind für uns übrigens nicht die einzelnen Mini-Wolkentröpfchen, sondern ihr kombinierter Streueffekt.



Wieviele solcher Tropfen pro Kubikmeter sind denn da so enthalten (könnten die sich evtl. gegenseitig beim Fall mitreissen)?

Tropfenmenge und -größe hängt total vom Wolkentyp ab. Die Tropfen wachsen durch Kollision (was angesichts der Mini-Tröpfchen eher selten passiert. Das ist der Grund, warum sich Bodennebel bei Windstille über Stunden hinweg halten kann und eben nicht sofort "zu Boden fällt"). Größere Tropfen bzw. Eiskerne in Wolken sinken schneller und reißen dabei kleinere Tropfen an sich und mit. So entsteht Regen.


Könnte es sein, daß die Tröpfchen innerhalb der Wolke schon wieder verdunsten bevor sie ausreichend schnell beschleunigt wurden um runterzufallen?

Dieser Prozess findet ständig statt. Die kleinen Tröpfchen in der Wolke entstehen und vergehen (als Folge des Dampfdruckes), es sei denn, sie wachsen durch Zusammenstöße schneller als sie wieder verdunsten. Niederschlag, der tatsächlich die Erde erreicht, fällt aus den wenigsten Wolken.


Wenn allerdings die Tröpfen so klein und leicht sind, kann auch das Thema Massenträgheit nicht wirklich Grund dafür sein, daß der Wind um die Wolke weht (oder gar an der Luvseite hoch). Der Wind könnte dann genausogut durch die Wolke durchblasen (die einzelnen Tröpfchen lokal umströmen).

Bingo. Der Wind weht durch die Wolke durch. Oder besser: die Tröpfchenansammlung, die wir als Wolke wahrnehmen, zieht einfach mit dem Wind. Nur wenn die Luftmassen in der Wolke einen anders gerichteten Impuls besitzen (z.B. durch Aufwinde), wird der davor herrschende Wind darauf wie auf ein festes Hindernis reagieren und uns ein Aufsoaren ermöglichen.

INVENTO
26.09.2006, 19:27
BINGO! :D

Vielen Dank für das Lüften des Geheimnises, gute Arbeit! :)
Also:

Kein Düseneffekt durch Wolken verursacht
Tröpfchen werden Lokal umströmt (und machen Minirotoren, wie süß) :p
Wolken sind kein (ernstzunehmendes) Hindernis für Wind
Wind wird vom Wind (vertikaler oder horizontaler) abgelenkt


Haben wir es?

Stefan Hörmann
27.09.2006, 18:51
Ganz kleine Tropfen scheinen nahezu zu schweben. Hier mal eine Tabelle von Top-Wetter (http://www.top-wetter.de/lexikon/f/fallgeschwindigkeit.htm) zur Fallgeschwindigkeit unterschiedlicher Tropfengrößen:

Hydrometeor Fallgeschwindigkeit [Meter pro Sekunde]
Wolkentropfen < 0.01-0.25
Sprühregentropfen 0.2 - 2.0
Regentropfen 2.0 - 9.0
Schneesterne, Eiskristalle 0.3 - 0.7
Schneeflocken 1.0 - 2.0
Graupel 1.5 - 3.0
Hagel 5.0 - 30.0


Tropfen reflektieren nicht das Licht (wie ein Spiegel), sie brechen es. Wenn es nun millionenfach in einer Wolke von kleinsten Tropfen gebrochen wird, kommt am anderen Ende des Strahlengangs nicht mehr viel Licht an. Den Strahlengang des Lichtes würden sie erst dann nicht mehr beeinflussen (brechen), wenn sie kleiner als die halbe Wellenlänge des sichtbaren Lichtes wären. "Sichtbar" sind für uns übrigens nicht die einzelnen Mini-Wolkentröpfchen, sondern ihr kombinierter Streueffekt.


Tropfenmenge und -größe hängt total vom Wolkentyp ab. Die Tropfen wachsen durch Kollision (was angesichts der Mini-Tröpfchen eher selten passiert. Das ist der Grund, warum sich Bodennebel bei Windstille über Stunden hinweg halten kann und eben nicht sofort "zu Boden fällt"). Größere Tropfen bzw. Eiskerne in Wolken sinken schneller und reißen dabei kleinere Tropfen an sich und mit. So entsteht Regen.



Dieser Prozess findet ständig statt. Die kleinen Tröpfchen in der Wolke entstehen und vergehen (als Folge des Dampfdruckes), es sei denn, sie wachsen durch Zusammenstöße schneller als sie wieder verdunsten. Niederschlag, der tatsächlich die Erde erreicht, fällt aus den wenigsten Wolken.

Bingo. Der Wind weht durch die Wolke durch. Oder besser: die Tröpfchenansammlung, die wir als Wolke wahrnehmen, zieht einfach mit dem Wind. Nur wenn die Luftmassen in der Wolke einen anders gerichteten Impuls besitzen (z.B. durch Aufwinde), wird der davor herrschende Wind darauf wie auf ein festes Hindernis reagieren und uns ein Aufsoaren ermöglichen.

Hallo Lucian,

viele vielen Dank dass Du Dir die Last aufgeladen hast. Deinen Ausführungen ist kaum etwas hinzuzufügen. Vielleicht noch dies: Feuchte Luft hat eine minimal geringere Luftdichte als trockene Luft.

Gruß,
Stefan