{"id":9316,"date":"2018-05-04T13:43:51","date_gmt":"2018-05-04T11:43:51","guid":{"rendered":"http:\/\/www.hossi-im-netz.de\/wordpress\/?p=9316"},"modified":"2018-05-04T13:43:51","modified_gmt":"2018-05-04T11:43:51","slug":"karmansche-wirbelstrassen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.hossi-im-netz.de\/wordpress\/karmansche-wirbelstrassen\/","title":{"rendered":"K\u00e1rm\u00e1nsche Wirbelstra\u00dfen"},"content":{"rendered":"
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K\u00e1rm\u00e1nsche Wirbelstra\u00dfen<\/h2>\n
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K\u00e1rm\u00e1nsche Wirbelstra\u00dfen sind ein fluidmechanisches Ph\u00e4nomen, bei dem hinter einem umstr\u00f6mten K\u00f6rper gegenl\u00e4ufige Wirbel entstehen, die sich aneinander reihen und stromabw\u00e4rts driften. Man findet sie h\u00e4ufig in Natur und Technik, beispielsweise an Br\u00fcckenpfeilern in Fl\u00fcssen oder aber in der Atmosph\u00e4re, wenn aus dem Meer aufragende Inseln umstr\u00f6mt und die entstehenden Wirbeln dank der Bew\u00f6lkung sichtbar werden.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Am Sonntag, den 6. Mai 2018, j\u00e4hrt sich zum f\u00fcnfundf\u00fcnfzigsten Mal der Todestag des ungarischen Physikers und Luftfahrtingenieurs Theodore von K\u00e1rm\u00e1n. Von K\u00e1rm\u00e1n studierte in Budapest, wurde in G\u00f6ttingen bei Ludwig Prandtl promoviert und wirkte sp\u00e4ter in Aachen (an der heutigen RWTH), bevor er ab 1926 seine Forschungst\u00e4tigkeit schrittweise in die Vereinigten Staaten verlegte. Wie schon sein Lehrer Ludwig Prandtl arbeitete auch von K\u00e1rm\u00e1n auf vielen Gebieten der Kontinuumsmechanik und gilt wie dieser als Pionier der modernen Aerodynamik. Seine wohl bekannteste Arbeit \u00fcber die nach ihm benannten „K\u00e1rm\u00e1nschen Wirbelstra\u00dfen“ ver\u00f6ffentlichte er im Jahre 1911.<\/p>\n

Unter K\u00e1rm\u00e1nschen Wirbelstra\u00dfen versteht man ein str\u00f6mungsmechanisches Ph\u00e4nomen, bei dem sich im Lee eines umstr\u00f6mten K\u00f6rpers gegenl\u00e4ufige Wirbel bilden. Das Verhalten der ein Hindernis umflie\u00dfenden Str\u00f6mung wird durch die hydrodynamischen Eigenschaften des Fluids, z.B. seiner Str\u00f6mungsgeschwindigkeit, sowie durch die Dimensionen des Hindernisses bestimmt. Grob vereinfacht gesagt, wird das Hindernis bei entsprechend geringen Geschwindigkeiten „laminar“, also ohne sichtbare Verwirbelungen umstr\u00f6mt. Steigt die Str\u00f6mungsgeschwindigkeit, bilden sich im Lee zun\u00e4chst station\u00e4re Wirbel, bei weiterer Geschwindigkeitserh\u00f6hung l\u00f6sen sich die Wirbel vom Hindernis und driften in Str\u00f6mungsrichtung davon. Es bildet sich eine mehr oder weniger periodische Schleppe, in der jeweils gegenl\u00e4ufig rotierende Wirbel, mit einer wiederum von Form und Dimension des umstr\u00f6mten K\u00f6rpers bestimmten, sog. Abl\u00f6sefrequenz, aufeinander folgen.<\/p>\n

K\u00e1rm\u00e1nsche Wirbelstra\u00dfen finden sich vielerorts in Natur und Technik, beispielsweise bei der Umstr\u00f6mung von Br\u00fcckenpfeilern in einem Fluss. Des Weiteren m\u00fcssen Luftfahrzeuge so konstruiert sein, dass sie laminar umstr\u00f6mt und damit Wirbelbildungen m\u00f6glichst vermieden werden. Ebenso sind bei der Flugsicherung bzw. dem Management von Verkehrsflugh\u00e4fen Wirbelschleppen startender und landender Maschinen eine wichtige Einflussgr\u00f6\u00dfe. Selbstverst\u00e4ndlich kann auch die atmosph\u00e4rische Zirkulation Wirbelstra\u00dfen verursachen. Relativ h\u00e4ufig kann man sie bei gro\u00dfr\u00e4umigen und best\u00e4ndigen Str\u00f6mungen im Lee von Inseln oder Vorgebirgen beobachten.<\/p>\n

Die Abbildung einer K\u00e1rm\u00e1nsche Wirbelstra\u00dfe, die sich am 31. Mai 2006 im Lee der Insel Guadeloupe gebildet hatte, finden Sie unter http:\/\/www.dwd.de\/DE\/wetter\/thema_des_tages\/2018\/05\/04.html. Zeitpunkt der mit dem Fernerkundungssystem Aqua\/Modis (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) gemachten Aufnahme ist 21:25 Uhr UTC. Isla de Guadalupe (28\u00b053’N, 118\u00b018’W) ist eine Insel vulkanischen Ursprungs, die etwa 240 Kilometer westlich der Halbinsel Niederkalifornien liegt. Die Insel geh\u00f6rt zum mexikanischen Bundesstaat Baja California und hat eine L\u00e4nge von ca. 40 km sowie eine Breite von bis zu 9.5 km. Die h\u00f6chste Erhebung ist der 1298 m hohe Monte Augusta. Rund um die Insel ragen noch einige kleinere Felsen aus dem Meer. Im S\u00fcden der Insel gibt es eine Wetterstation namens Campamento Sur.<\/p>\n

An diesem Tage befand sich die Insel Guadeloupe an der Ostflanke eines Hochdruckgebietes, dessen Kern sich etwa 600 km westnordwestlich (ca. 30\u00b0N, 130\u00b0W) befand. Es wehte Nordwestwind mit einer Geschwindigkeit von etwa 3 m\/sec, die Luftmasse war stabil geschichtet. Interessant ist, dass sich im Luv der Insel eine laminare Bugwelle bildet, welche die n\u00e4here Umgebung der Insel wolkenfrei h\u00e4lt. Die ersten Wirbel bildeten sich unmittelbar an der S\u00fcdspitze der Insel. Ihr Durchmesser wuchs auf etwa 80 km. Der Dissipationsbereich der Wirbelstra\u00dfe, also dort, wo sich die Wirbel allm\u00e4hlich aufl\u00f6sen, lag ungef\u00e4hr 500 km stromabw\u00e4rts.<\/p>\n

Dipl.-Met. Thomas Ruppert<\/p>\n

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 04.05.2018<\/p>\n

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst<\/p>\n<\/div>\n

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