Windstärke

Nicht-Linearität

Der Wind überträgt seine Energie auf die Wasseroberfläche und bringt das Meer in Aufruhr. Die Beaufort-Skala beschreibt die Auswirkung des Windes auf die See. Die Windwirklänge bezeichnet man als Fetch.

Die Windstärke B wird in der Einheit Bft angegeben und steht für Beaufort. Die Windgeschwindigkeit

v [kn]  ≈  1,625 kn × B3/2

wächst dabei nicht-linear mit der Windstärke B an.

Druck im Segel

Der Segler fragt sich natürlich, wie die Auswirkung auf sein Boot ist. Das Segel ist dem Winddruck

p  ∝  v²

ausgesetzt. Der Druck p im Segel wächst quadratisch mit der Windgeschwindigkeit v an. Fassen wir beide Formeln zusammen, sehen wir, dass der Winddruck

p  ∝  B³

mit der dritten Potenz der Windstärke B ansteigt.

Folgerung

Aufgrund der Nicht-Linearität nimmt die Windgeschwindigkeit v in Abhängigkeit der Windstärke B erheblich zu:

2×B ≈ 8×p

Eine Verdopplung der Windstärke bewirkt eine Verachtfachung des Winddrucks im Segel.

Die Physik meint es mit dem Segler nicht gut. Da sind Vorsicht und Respekt geboten.

 

Diagramme

Windgeschwindigkeit v(B)


Zwischen den Punkten bei 0 und 11 Bft ist eine Gerade gezeichnet. So würde die Geschwindigkeit v des Windes in Abhängigkeit der Windstärke B zunehmen, wenn die Beaufort-Skala linear wäre.

Winddruck p(B)


Der Winddruck p im Segel wächst quadratisch zur Geschwindigkeit v des Windes, und mit der 3. Potenz zur Windstärke B. Das ist ein bedenklich starkes Wachstumverhalten.

Wellenhöhe Hc(B)


Die Nicht-Linearität betrifft auch die charakteristische Wellenhöhe HC. Die Zunahme der Größen aller Parameter ist z. B. zwischen 8 und 9 Bft wesentlich stärker als zwischen 2 und 3 Bft.


www.harald-blazy.de/
bft/index.html

Sitemap  •  Datenschutz  •  Impressum
© Harald Blazy