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Wind
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Maximale Windgeschwindigkeiten und Andauer bestimmter Strömungszu­stände
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4.5.3.3. Maximale Windgeschwindigkeiten und Andauer bestimmter Strömungszu­stände 

Von besonderem Interesse sind die an einzelnen Stationen beobachteten maximalen Windge­schwindigkeiten. Hierbei ist besonders der Zeit­raum zu beachten, über den der Messwert ermittelt worden ist. Je kürzer das Messintervall ist, mit dem die Windgeschwindigkeit zeitlich aufgelöst wird, desto intensivere Einzelböen können dabei erfasst werden. In den folgenden Darstellungen ist auf­grund der verfügbaren Daten von zwei unter­schiedlich ermittelten Datensätzen Gebrauch ge­macht worden. An den schweizerischen und an den deutschen Stationen liegen dem Ausgangs­material Mittelwerte der Windgeschwindigkeit über eine halbe Stunde bzw. über eine Stunde zugrunde. Bei den französischen Stationen wird jede Stunde bzw. alle drei Stunden (siehe Tabelle 4.5.1) ein Mittelwert lediglich über zehn Minuten bestimmt, so dass die darin enthaltenen Maximal­werte entsprechend höher liegen. Hier soll jedoch vor allem der jährliche Verlauf der Maximalwerte dargestellt werden. Es kommt deshalb auf die in den einzelnen Monaten aufgetretenen Maximal­werte in ihrer Relation zueinander an.

In Figur 4.5.5 sind die maximalen stündlichen, halbstündlichen bzw. zehnminütigen Mittelwerte der Windgeschwindigkeit für den Zeitraum 1981-­1990 wiedergegeben (mit Ausnahme der Station Sélestat, bei der die Daten nur den Zeitraum 7/86 bis 12/90 umfassen). Die Zahlen über den Säulen geben das Jahr an, in dem diese Maximalwerte aufgetreten sind. So ist beispielsweise für die Station Freistett der maximale Halbstundenwert im Februar des Jahres 1990 in 40 m Höhe beob­achtet worden.

An den Maximalwerten lässt sich ein deutlicher Jahresgang ablesen. Die höchsten Werte treten an nahezu allen Stationen in den Monaten Januar, Februar und März auf. Die Sommermonate Juli und August weisen dagegen die minimalen Werte auf. Das entspricht auch der Intensität der allge­meinen Zirkulation in den mittleren Breiten. Die Winterstürme enthalten eine höhere kinetische Energie als die mit Gewitter verbundenen konvek­tiven Zellen.

Je nach Höhenlage der Station über Grund ergeben sich maximale Stunden- bzw. Halbstun­denmittelwerte zwischen 5 und 20 m s-1. Die an den französischen Stationen ermittelten maxima­len Zehnminutenmittel sind etwa um den Faktor 2 höher und liegen um 20 bis 40 m s-1.

Für viele Zwecke ist es besonders interessant zu wissen, wie lange ein bestimmter Strömungszu­stand andauert. Die Andauer von Windgeschwin­digkeiten unterhalb vorgegebener Schwellenwer­te liefert Hinweise auf eine vorhandene Tendenz zur Anreicherung von Luftverunreinigungen. Lang andauernde Schwachwindlagen mit Geschwin­digkeiten unter 1,5 m s-1 in Verbindung mit einem geringen Vertikalaustausch sind die Vorausset­zung für die Entstehung von Smogsituationen. Ein anderer Gesichtspunkt ist die sommerliche Wärmebelastung besonders in Wohngebieten. Für die Windenergienutzung ist bedeutsam, wie lange windschwache Perioden andauern, für die dann keine Energieversorgung gewährleistet werden kann. Um die Wirtschaftlichkeit zu überprüfen, ist ausserdem die Zeit wichtig, in der ein bestimmter Schwellenwert dauernd überschritten wird.

Es sind die Häufigkeiten der Andauer des Über­schreitens der Geschwindigkeiten von 5 m s-1 und 7,5 m s-1 als auch des Unterschreitens der Schwel­lenwerte von 1,5 m s-1 und 3 m s-1 ermittelt wor­den. Die resultierenden Verteilungen sind in der Figur 4.5.6 dargestellt. Auch hier ist wieder für die Interpretation der Ergebnisse auf die Inhomogeni­tät des vorliegenden Datenmaterials hinzuweisen. Die Andauer des Unter- und Überschreitens eines Schwellenwerts der Geschwindigkeit hängt sehr stark von der vorliegenden Messhöhe ab, was beim Vergleich der Ergebnisse für verschiedene Statio­nen zu beachten ist. Die Messhöhen sind der Tabel­le 4.5.1 zu entnehmen. Bei den Maststationen Philippsburg, Karlsruhe-KfK, Freistett, Wyhl und Schwörstadt wurden die Daten aus 40 m über Grund verwendet. So ist beispielsweise für Frei­stett in der Messhöhe 40 m über Grund für die Unterschreitung der Geschwindigkeit von 3 m s-1 in 10 % der Fälle mit einer Andauer von 20 Stun­den zu rechnen (Seite 136). Eine Unterschreitung von 1,5 m s-1 dauert in 10 % der Fälle jedoch lediglich zwei Stunden. Dagegen tritt in Strass­burg-Entzheim eine Unterschreitung von 1,5 m s-1 in 10 % der Fälle für 8 Stunden auf.

Trotzdem sind systematische Unterschiede zwi­schen Berg- und Talstationen am Beispiel der Bergstationen Hornisgrinde oder St. Chrischona und Stationen in der Rheinebene wie Bremgarten oder Strassburg-Entzheim zu erkennen. In der Rheinebene selber sind ebenfalls charakteristische Unterschiede zu sehen, wie ein Vergleich zwi­schen Freistett und Wyhl zeigt.