Eine Meeresbrise tritt typischerweise im Sommer entlang der Küste eines Ozeans oder Sees auf.
Wenn Sie im Sommer an derselben Stelle segeln, weht die Seebrise an manchen Tagen stetig und konstant. Dieser auflandige Wind setzt fast wie ein Uhrwerk ein und garantiert einen schönen Tag auf dem Wasser. Am nächsten Tag kann die Seebrise jedoch deutlich schwächer sein oder gar nicht kommen, und Sie müssen den ganzen Nachmittag auf den Wind warten. An einem anderen Tag kann die Seebrise deutlich stärker als gewöhnlich werden und einen gemütlichen Nachmittagssegeltörn zu einem anspruchsvollen Erlebnis machen.
Dieser Artikel befasst sich eingehend mit der Meeresbrise und vermittelt Ihnen Wissen und Werkzeuge, um dieses Phänomen an Ihrem örtlichen Standort oder an jedem anderen Ort, an dem Sie segeln möchten, zu erfassen.
Dieser Artikel behandelt:
I. Theoretisches Modell der Seebrise
II. Corioliskraft
III. Küstenverlauf und Topographie
IV. Atmosphärische Stabilität
V. Gradientenwind
VI. Bewölkung und Regen
VII. Nachtbrise
I. Theoretisches Modell der Seebrise
Hier besprechen wir die tagsüber auftretende Meeresbrise, die für die meisten Segler relevanter ist als die nächtliche Meeresbrise.
Beginnen wir mit einer einfachen, geraden und flachen Küstenlinie ohne jegliche Topographie. Gehen wir davon aus, dass am frühen Morgen überhaupt kein Wind weht, also kein Gradientenwind, der durch großflächige Wetterlagen verursacht wird.
Folgendes wird an diesem schönen Sommertag passieren, wenn die Sonne aufgeht:
die Lufttemperatur über Land steigt stärker als über Wasser (aufgrund der unterschiedlichen Wärmekapazität zwischen Landmasse und Wasser)
Diese stärkere Erwärmung der Luft über Land führt zur Ausdehnung der Luftsäule. Dadurch entsteht ein leichter Unterdruck am Boden, während über der Wasseroberfläche ein höherer Druck herrscht, was zu einer Landströmung an der Küste führt. Diese kühlere Landströmung wirkt dann als Hebel, um den Aufstieg der heißen Luft ins Landesinnere zu verstärken.
Wenn die Luft über Land aufsteigt, kühlt sie in etwa einem Kilometer Höhe ab, wodurch ihre Dichte zunimmt und sich in der Höhe ein Hochdruckgebiet bildet. Diese kühlere und dichtere Luft strömt in der Höhe zurück zum Ozean und schließt so den Zirkulationskreislauf.
Quelle: NOAA
Typisch Meeresbrise:
erstreckt sich horizontal über 10 bis 100 km
liegt etwa 1 km in der Höhe.
weht mit etwa 10 bis 20 Knoten über das Wasser.
Folgendes erlebt ein Segler an einem typischen Tag mit Seebrise:
8-10 Uhr | kein/ruhiger Wind |
10-11 Uhr | Die Brise kommt langsam auf. Sie ist meist in Ufernähe ungleichmäßig |
12–14 Uhr | Der Wind baut sich langsam vom Ufer aus auf und breitet sich dann vor der Küste aus |
14–16 Uhr | Der Wind erreicht seine maximale Geschwindigkeit am frühen Nachmittag (wenn das Land am wärmsten ist) und hält eine Weile an. Er dreht normalerweise auf der Nordhalbkugel nach rechts (auf der Südhalbkugel nach links). |
16–17 Uhr | der Wind lässt schnell nach und verlischt |
Dieses theoretische Modell ist wichtig zu kennen. Tatsächlich beeinflussen jedoch viele Faktoren die Meeresbrise. Im weiteren Verlauf dieses Artikels werden einige dieser Faktoren erläutert.
II. Coriolis-Effekt
Der Coriolis-Effekt (vorgestellt im vorherigen Artikel „Meeresmeteorologie 2 : Wind“ ) weist eine größere Ablenkung auf, je länger sich das Luftpartikel bewegt. Daher sind große Entfernungen und ein langer Zeitraum erforderlich, um den Coriolis-Effekt in der Meteorologie zu beobachten. Wir gehen davon aus, dass 100 Kilometer und 3 Stunden die Kriterien für die Relevanz der Coriolis-Komponente sind.
Das Phänomen der Seebrise liegt in Bezug auf Entfernung und Zeitskala genau an der Grenze.
Bei einer starken Meeresbrise, die sich über 100 km vor der Küste ausbreitet und länger als 3 Stunden anhält, können wir davon ausgehen, dass die Meeresbrise mit der Zeit auf der Nordhalbkugel nach rechts dreht, auf der Südhalbkugel jedoch nach links .
III. Küstenverlauf und Topographie
Küstenform: Die Küstenform kann die Richtung und Stärke der Meeresbrise beeinflussen. Beispielsweise können konkave Küstenlinien die Brise bündeln, während konvexe Küsten sie zerstreuen können.
Topographie: Berge oder Hügel in Küstennähe können die Meeresbrise verstärken oder stören, indem sie den Luftstrom blockieren oder kanalisieren. Besonders betroffen sind Seen in Bergnähe (z. B. der Gardasee in Italien).
In manchen Regionen der Welt grenzt das Meer an eine Küste, die tagsüber extrem heiß wird. Dadurch entstehen ideale Bedingungen für eine starke und gleichmäßige Meeresbrise.
So ist beispielsweise der Süden Marokkos durch den kalten Atlantik geprägt, im Gegensatz zur extremen Hitze der marokkanischen Wüste, die ins Meer abfällt. In Westaustralien (Perth) trifft der relativ kalte Indische Ozean auf die extreme Hitze des Outbacks.
IV. Atmosphärische Stabilität
Ist die Atmosphäre morgens sehr stabil, kämpft sie gegen die warme, von der Sonne erwärmte Luft, die aufsteigen will. Daher kann sich die Meeresbrise möglicherweise nicht gut entwickeln. Idealerweise sollte die Luft instabil sein, um die aufsteigende Luft zu unterstützen und die Entwicklung der Meeresbrise zu fördern.
Eine sehr stabile Atmosphäre liegt beispielsweise bei einer Temperaturinversion vor. Die Temperaturinversion tritt auf, wenn die Lufttemperatur in der Höhe wärmer ist als darunter (typischerweise sinkt die Lufttemperatur mit der Höhe). Ein optischer Hinweis auf eine Temperaturinversion ist, wenn aufsteigender Rauch, beispielsweise aus einer Fabrik oder einem Feuer, in der Höhe durch die Temperaturinversion blockiert wird. Diese wirkt wie eine gläserne Decke, die den aufsteigenden Rauch am weiteren Aufsteigen hindert und ihn somit horizontal auf der Höhe der Temperaturinversion ausbreitet (siehe Abbildung unten):
Wenn andererseits eine gewisse Instabilität in der Atmosphäre herrscht, steigt die Luft, sobald sie sich über Land durch die Sonneneinstrahlung erwärmt, auf und wird durch die Instabilität beschleunigt, die sie eher anheben als absenken will. Die Aufwärtsbewegung über Land setzt sich dann ein, und die Seebrise kann sich aufbauen und einen tollen Segeltag bescheren.
V. Gradientenwindeffekt
In Teil I haben wir das theoretische Modell der Seebrise vorgestellt und angenommen, dass morgens vor dem Einsetzen der Seebrise kein Wind wehte. Tatsächlich herrscht jedoch an den meisten Tagen aufgrund eines großflächigen Wetterphänomens immer ein „Hintergrundwind“. Dieser Wind wird als Gradientenwind oder synoptischer Wind bezeichnet.
Der morgendliche Gradientenwind kann die Brise ankurbeln, indem er günstige Bedingungen schafft, auf denen sich die Seebrise aufbauen kann. Im Folgenden zeigen wir, welche Rolle sowohl die Stärke als auch die Richtung des Gradientenwindes spielen können. Natürlich ist dies nur theoretisch, und die Realität kann an jedem Tag etwas anders aussehen. Daher sollte der Leser dies mit Vorsicht genießen und die Theorie nutzen, um die Situation zu verstehen, anstatt ihr blind zu folgen.
Der obere Rückfluss der Seebrise liegt in etwa einem Kilometer Höhe (900 mbar). Ein morgendlicher, ablandiger Gradientenwind kann die Entwicklung der Seebrise fördern. Dieser Höhenwind kurbelt die Seebrise an, da er bereits in der Höhe den Rückfluss erzeugt. Wichtig ist jedoch, dass dieser Gradientenwind, insbesondere an der Wasseroberfläche, nicht zu stark ist, da sonst die landseitige Seebrise dagegen ankämpft und sich möglicherweise gar nicht erst entwickelt.
Ein schwacher oder mäßiger ablandiger Wind am Morgen ist daher ein gutes erstes Kriterium.
Das zweite Kriterium ist die Richtung des Gradientwindes relativ zur Küstenlinie. Der Winkel zwischen Küstenlinie und Windrichtung beeinflusst die Stabilität der Luft an der Küste und damit ihre Fähigkeit aufzusteigen (siehe Abschnitt IV oben, Atmosphärische Stabilität).
An der Oberfläche weht der Wind vom Land ins Wasser und erfährt beim Überqueren der Küstenlinie weniger Reibung.
Wenn der Wind senkrecht zur Küstenlinie steht, wird er gleichmäßig beschleunigt.
Wenn der Wind relativ zur Küste weht, entsteht an der Küste eine gewisse Wirbelstärke der Luftpartikel. Das folgende Diagramm zeigt, dass die Luftpartikel an der Küste eine Beschleunigung von einem Knoten auf einer Seite erfahren und dadurch in Rotation versetzt werden.
Die Wirbelstärke kann positiv sein, wodurch die Luft instabil wird und wahrscheinlich aufsteigt, wodurch günstige Bedingungen für die Seebrise entstehen
Die Wirbelstärke kann negativ sein, wodurch die Luft stabil wird und kaum strömt, was zu ungünstigen Seebrisenbedingungen führt.
Zusammenfassend kann man also sagen, dass hier die günstigen Bedingungen für den ablandigen Gradientenwind am Morgen vorliegen, damit sich die Seebrise entwickeln kann.
Wenn Sie sich in der NÖRDLICHEN Atmosphäre befinden und an der Küste senkrecht ins Landesinnere blicken, möchten Sie, dass der Wind schräg von LINKS kommt.
Wenn Sie sich in der SÜDLICHEN Atmosphäre befinden und an der Küste stehen und senkrecht zur Küste ins Landesinnere blicken, möchten Sie, dass der Wind in einem Winkel von RECHTS kommt.
VI. Bewölkung und Regen
Die Bewölkung über Land beeinflusst die Erwärmung des Landes im Tagesverlauf. Eine dichte Bewölkung am Morgen verhindert die Erwärmung und kann die Entstehung der Meeresbrise vollständig verhindern. Umgekehrt kann eine Bewölkung über dem Wasser, die nicht über Land liegt, eine stärkere Erwärmung zwischen Land und Wasser ermöglichen, was zu einer stärkeren Meeresbrise führt.
Wenn es über Land wärmer wird, bilden sich aufgrund des Aufsteigens der Luft Wolken. Wolkenbildung an Land, insbesondere bauschige Cumuluswolken, sind ein gutes Zeichen für eine angenehme Meeresbrise. Das Bild unten zeigt ein visuelles Zeichen für eine angenehme Meeresbrise.
Quelle: https://local-news-archive.crystalbeach.com/recreational-boating-safety-rain-and-wind-and-fire/
Im Laufe des Nachmittags können sich einige dieser Wolken zu Cumulonimbuswolken entwickeln und über Land niederschlagen. Der Niederschlag erzeugt eine abwärts gerichtete Luftströmung, die das Aufsteigen der Luft über Land behindert und so die Seebrise schnell abwürgen kann. Der Segler wird sich fühlen, als hätte er den Schalter für die Seebrise umgelegt.
Die Wolken über dem Land können jedoch durch die Höhenströmung der Meeresbrise über das Wasser gedrückt werden. Wenn sich die Wolken über dem Wasser absetzen, kann die Abwärtsbewegung der Luft über dem Wasser die Meeresbrise sogar verstärken.
VII. Nächtliche Meeresbrise
Nachts ist es umgekehrt. Die Lufttemperatur über Land kühlt stärker ab als über Wasser und die Meeresbrise weht in die entgegengesetzte Richtung (Offshore-Strömung).
Quelle: NOAA