Windstau (Hydrologie)

In der Hydrologie wird Windstau definiert als die Erhöhung des Wasserspiegels unter Windeinfluss. Dabei erzeugt der Wind eine Schubkraft auf der Wasseroberfläche, die in einer oberflächennahen Meeresströmung in Windrichtung resultiert.[1]

An den Meeresküsten erfolgt durch auflandigen und lang anhaltenden Wind aus einer Richtung ein Wassertransport, der besonders bei vorgelagerten Flachwassergebieten (z. B. Wattenmeer) zu einem deutlich höheren Wasserstand führt. Der Windstau ist der Höhenunterschied zwischen dem beobachteten und dem vorausberechneten oder auch mittleren Tidehochwasserstand. Dabei wird bei Ebbe das Ablaufen des Wassers verhindert, sodass bei der nächsten Flut noch höhere Wasserstände auftreten können.[2]

Die Größe des Windstaus hängt von den Windverhältnissen ab. Maßgebende Größen sind neben Geschwindigkeit, Richtung und Dauer auch die Windeinwirkfläche des Windes (Fetch). Der Windstau wird durch die Gezeiten überlagert und kann Sturmfluten auslösen, die besonders bei Springtiden noch kräftiger ausfallen können. Springtiden werden durch bestimmte Konstellationen von Mond und Sonne hervorgerufen und erzeugen deutlich niedrigere bzw. höhere Tidewasserstände.

An der deutschen Nordseeküste besteht bei Wind aus nordwestlichen Richtungen eine große Fetchlänge, sodass der Wind eine große Wirksamkeit besitzt. Wind in Sturmstärke ab ca. 9 Beaufort – dabei bilden sich erste Brecher und auf den Wellen verweht die Gischt – erzeugt einen starken Windstau an der niedersächsischen und schleswig-holsteinischen Küste. Besonders in Kombination mit einer Springflut besteht dadurch die Gefahr einer schweren Sturmflut.

Auch an der deutschen Ostseeküste ist der Windstau zu beobachten. Durch Starke Winde aus Südwest bzw. Nordost kann über ihre große Fetchlänge ein sogenanntes Ostseesturmhochwasser ausgelöst werden, das starke Schäden an den Häfen und Küsten hervorruft.[3] Die Erscheinung wird fälschlich als Ostseesturmflut bezeichnet, obwohl die Ostsee praktisch keine Tide und damit auch keine Flut kennt. Dabei tritt mit dem Buchtenstau ein zusätzlicher Effekt auf. Durch das Einlaufen der Welle in eine sich verengende Bucht entsteht zusammen mit der geringer werdenden Wassertiefe eine weitere Erhöhung des Wasserstands. Besonders zu beobachten in der Lübecker- und Wismarer Bucht sowie in der Pommerschen Bucht mit dem Greifswalder Bodden.

Der Windstau drückt das Wasser auch in Flussmündungen, wenn der Wind gegen die Fließrichtung weht. Durch die Fließrichtung der Unterelbe entgegen der Hauptwindrichtung besteht bei Sturmflut in Hamburg immer die Gefahr von Überschwemmungen. Bekannt ist die verheerende Sturmflut 1962, bei der Deiche brachen und 315 Menschen ihr Leben verloren.

Windstau tritt auch an Binnengewässern auf. Vor allem große Seen und Talsperren, wenn diese in Hauptwindrichtung liegen, besitzen eine große Fetchlänge, sodass an den auflandigen Ufern ein höherer Wasserstand auftritt. Auch bei Schifffahrtskanälen mit langen, geraden Haltungen wird an den Endstellen und Schleusen der Windstau beobachtet. Beispielsweise wird durch den vorherrschenden Westwind am Mittellandkanal im Raum Hannover durch Windstau ein 40 Zentimeter höherer Wasserstand als im Bereich Osnabrück registriert.[4]

Ein ähnliches Phänomen ist der Meteotsunami, der durch Luftdruckschwankungen in Verbindung mit Resonanzphänomenen in den Küstenmeeren entsteht.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. ↑ Peter Rißler: Talsperrenpraxis. R. Oldenbourg, München Wien 1998, ISBN 3-486-26428-1, S. 65.
  2. ↑ Nordsee-Sturmflut 1953 auf storymaps.arcgis.com, abgerufen am 7. April 2022
  3. ↑ Schult, Joachim; Segler-Lexikon; Delius Klasing; ISBN 978-3-7688-1041-8 Stichwort Windstau
  4. ↑ Bündelungsstelle Telematikdienste - Zentrale Wasserbewirtschaftung auf wsv.de, abgerufen am 26. Januar 2021
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