Windstärke

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 × B^3/2

wächst dabei nicht-linear mit der Windstärke B an.

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.

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.

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.

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.

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