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Meeresmeteorologie 4: Meeresbrise

Alle Segler, die im Sommer entlang der Küste segeln, erleben die Meeresbrise.

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Verfasst von Arnaud Monges
Heute aktualisiert

Eine Seebrise weht typischerweise im Sommer an der Küste eines Ozeans oder Sees. Wenn Sie im Sommer an derselben Stelle segeln, weht die Seebrise an manchen Tagen gleichmäßig und konstant. Dieser auflandige Wind kommt fast wie ein Uhrwerk und garantiert einen schönen Tag auf dem Wasser. Am nächsten Tag kann die Seebrise jedoch schwächer sein oder ganz ausbleiben, und Sie müssen den ganzen Nachmittag auf den Wind warten. An einem anderen Tag kann die Seebrise dann deutlich stärker als gewöhnlich sein und einen gemütlichen Nachmittagssegeltörn zu einer anspruchsvollen Angelegenheit 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:


1. Theoretisches Modell der Meeresbrise

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 Topographie. Nehmen wir an, dass am frühen Morgen überhaupt kein Wind weht, d. h. großflächige Wetterlagen keinen Gradientenwind erzeugen.

An diesem schönen Sommertag wird bei Sonnenaufgang Folgendes passieren:

  • 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 am Boden ein leichter Unterdruck, während über der Wasseroberfläche ein höherer Druck herrscht. Dies führt zu einer Landströmung an der Küste. 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

Typischerweise die Meeresbrise:

  • Erstreckt sich horizontal über 10 bis 100 km

  • Es liegt etwa 1 km in der Höhe.

  • Es weht mit etwa 10 bis 20 Knoten über das Wasser.

Folgendes erlebt ein Segler an einem typischen Tag mit Seebrise:

8-10 Uhr

Kein Wind/Windstille

10-11 Uhr

Die Brise kommt langsam auf. In Ufernähe ist sie meist 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. In der nördlichen Hemisphäre dreht er normalerweise nach rechts (in der südlichen Hemisphäre nach links).

16-17 Uhr

Der Wind lässt schnell nach und verlischt

Dieses theoretische Modell ist wichtig zu kennen. In Wirklichkeit beeinflussen jedoch viele Faktoren die Meeresbrise. Im weiteren Verlauf dieses Artikels werden einige dieser Faktoren erörtert.


2. Coriolis-Effekt

Der Coriolis-Effekt (vorgestellt in einem früheren Artikel, Meeresmeteorologie 2: Wind ) weist eine stärkere 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 erkennen. Wir gehen davon aus, dass 100 Kilometer und 3 Stunden die Kriterien für die Relevanz der Coriolis-Komponente sind.

Die Phänomene der Seebrise liegen in Bezug auf Entfernung und Zeitskala ganz am Rande.

Bei einer starken Meeresbrise, die sich über mehr als 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 und auf der Südhalbkugel nach links dreht .


3. Küstenlinie und Topographie

Küstenform : Die Form der Küste 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 liegt der Ozean an einer Küste, die tagsüber extrem heiß wird. Dadurch entstehen ideale Bedingungen für eine starke und konstante Meeresbrise.

So ist beispielsweise der Süden Marokkos durch den kalten Atlantik geprägt, im Gegensatz zur extremen Hitze der marokkanischen Wüste, die ins Meer mündet. In Westaustralien (Perth) trifft der relativ kalte Indische Ozean auf die extreme Hitze des Outbacks.


4. 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, damit sie die aufsteigende Luft unterstützt und die Entwicklung der Meeresbrise fördert.

Eine sehr stabile Atmosphäre liegt beispielsweise bei einer Temperaturinversion vor. Die Temperaturinversion tritt auf, wenn die Lufttemperatur in einer Höhe wärmer ist als darunter (typischerweise sinkt die Lufttemperatur mit der Höhe). Ein visueller Hinweis auf eine Temperaturinversion ist, wenn aufsteigender Rauch, etwa von einer Fabrik oder einem Feuer, in der Höhe durch die Temperaturinversion blockiert wird. Diese wirkt wie eine gläserne Decke, die den aufsteigenden Rauch daran hindert, weiter aufzusteigen und sich daher auf der Höhe der Temperaturinversion horizontal auszubreiten (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 nach oben treibt, als sie nach unten zu drücken. Die Aufwärtsbewegung über Land setzt sich dann ein, und die Seebrise kann sich aufbauen und einen tollen Segeltag bescheren.


5. Gradientenwindeffekt

In Teil I haben wir das theoretische Modell der Seebrise vorgestellt und angenommen, dass es morgens vor der Entstehung der Seebrise windstill war. Tatsächlich herrscht jedoch an den meisten Tagen aufgrund eines großräumigen 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 eine theoretische Betrachtung, und die Realität kann an einem bestimmten 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 Rückstrom der Seebrise liegt in etwa einem Kilometer Höhe (900 mbar). Ein ablandiger Gradientenwind am Morgen kann die Entwicklung der Seebrise fördern. Dieser Höhenwind kurbelt die Seebrise an, da der Rückstrom bereits in der Höhe vorhanden ist. Es ist jedoch wichtig, dass dieser Gradientenwind, insbesondere an der Wasseroberfläche, nicht zu stark ist, da sonst die anlandige 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 im Verhältnis zur Küstenlinie. Der Winkel zwischen Küstenlinie und Windrichtung beeinflusst die Stabilität der Luft an der Küste und damit ihre Fähigkeit aufzusteigen (siehe Teil 4 oben, Atmosphärische Stabilität).

An der Oberfläche weht der Wind vom Land zum Wasser und erfährt beim Überqueren der Küstenlinie weniger Reibung.

  • Wenn der Wind senkrecht zur Küstenlinie weht, wird er gleichmäßig beschleunigt.

  • Wenn der Wind im Verhältnis zur Küste weht, erzeugt er an der Küste eine gewisse Wirbelstärke der Luftpartikel. Das folgende Diagramm zeigt, dass die Luftpartikel an der Küste auf einer Seite um einen Knoten beschleunigt werden und sich dadurch drehen.

  • 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 aufsteigt, was zu ungünstigen Seebrisenbedingungen führt.

Zusammenfassend kann man also sagen, dass hier die günstigen Bedingungen für den ablandigen Gradientenwind am Morgen herrschen, 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 senkrecht ins Landesinnere blicken, möchten Sie, dass der Wind schräg von RECHTS kommt.


6. Bewölkung und Regen

Die Wolkendecke über Land beeinflusst die Erwärmung des Landes im Tagesverlauf. Eine dichte Wolkendecke am Morgen verhindert die Erwärmung und kann die Entstehung einer Meeresbrise vollständig verhindern. Umgekehrt kann eine Wolkendecke über dem Wasser, nicht aber über Land, eine stärkere Erwärmung zwischen Land und Wasser ermöglichen, was zu einer stärkeren Meeresbrise führt.

Bei Erwärmung über Land bilden sich aufgrund der aufsteigenden Luft Wolken. Die Wolkenbildung an Land, insbesondere bauschige Cumuluswolken, ist ein gutes Zeichen für eine angenehme Meeresbrise. Das Bild unten zeigt ein visuelles Zeichen für eine angenehme Meeresbrise.

Im Laufe des Nachmittags können sich einige dieser Wolken zu Cumulonimbuswolken entwickeln und über Land niederschlagen. Der Niederschlag erzeugt einen abwärts gerichteten Luftstrom, der das Aufsteigen der Luft über Land verhindert und so die Seebrise schnell abwürgen kann. Der Segler wird sich fühlen, als hätte jemand den Schalter für die Seebrise umgelegt.

Allerdings können die Wolken über dem Land 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.


7. 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

Nächster Schritt: Wetter in mittleren Breiten

Lesen Sie weiter, um mehr zu erfahren! Im nächsten Artikel, Marinemeteorologie 5: Wetter in mittleren Breiten , untersuchen wir, wie das Wetter in mittleren Breiten von der Ferrel-Zelle bestimmt wird und wie diese ein Sandwich zwischen kalter/trockener Luft und warmer, feuchter Luft bildet, die Wärme transportiert.

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