Topografie

Die Ausbreitung der Schallwellen in der Atmosphäre wird entscheidend durch Brechung, Absorption und Streuung bestimmt, die vom jeweiligen Zustand der Atmosphäre abhängen. Auch Reflexionen und Beugung an der Topografie (Vegetation, Gebäude, Hügel) bestimmen die Schallausbreitung. Die Topografie ihrerseits beeinflusst die darüberliegende Atmosphäre, sodass das Gesamtsystem Atmosphäre - Topografie - Schallfeld betrachtet werden muss.

Flächeneignung für Windenergie unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten.  Die statistische Verteilung der Windgeschwindigkeiten ändert sich damit von Ort zu Ort und hängt von lokalen Klimabedingungen, der Landschaft und der Boden- oberfläche ab.

Hindernisse im Luftstrom wie z.B. Gebäude, Bäume, Felsformationen etc. können die Windgeschwindigkeit beträchtlich herabsetzen und bilden in ihrer Umgebung oft Turbulenzen.

Hoch über dem Boden, in rund 1 Kilometer Höhe, wird der Wind kaum mehr von der Oberflächenbeschaffenheit der Erde beeinflußt. In den niedrigeren Luftschichten der Atmosphäre sind jedoch die Windgeschwindigkeiten von der Bodenreibung betroffen. In der Windindustrie unterscheidet man zwischen der Rauhigkeit des Terrains, den Einfluß von Hindernissen und den Einfluß der Geländekonturen, was auch als Orographie des Geländes bezeichnet wird. Wir werden uns mit Orographie beschäftigen, wenn wir die sog. Beschleunigungs-effekte untersuchen, das sind Tunneleffekte und Hügeleffekte.

Normalerweise wird der Wind umso mehr gebremst, je ausgeprägter die Rauhigkeit Bodens ist.
Wälder und Großstädte bremsen den Wind natürlich beträchtlich, während betonierte Startbahnen auf Flughäfen den Wind nur geringfügig verlangsamen. Noch glatter sind Wasserflächen, sie haben daher einen noch geringeren Einfluß auf den Wind, wogegen hohes Gras, Sträucher und Buschwerk den Wind erheblich bremsen.

In der Windindustrie verweisen die Techniker oft auf Rauhigkeitsklassen und Rauhigkeitslängen, wenn es darum geht, die Windverhältnisse einer Landschaft zu bewerten. Eine hohe Rauhigkeitsklasse von 3 bis 4 bezieht sich auf eine Landschaft mit vielen Bäumen und Gebäuden, während eine Meeresoberfläche in Rauhigkeitsklasse 0 fällt.

Betonierte Startbahnen auf Flughäfen sind in Rauhigkeitsklasse 0.5. Das gleiche gilt für die ebene, offene Landschaft, die von Schafen abgeweidet wurde.

(Der Begriff Rauhigkeitslänge ist eigentlich die Höhe über dem Boden, wo die Windgeschwindigkeit theoretisch Null ist.)

(Quelle: Danish Windmill Industry Association)

Im Tälern stellen sich spezielle Probleme bei der Lärmbekämpfung: ungünstige Schallausbreitung, Platzmangel in den engen Tälern und häufige Inversions-wetterlagen. Ausserdem brechen Hindernisse den Lärm, reflektieren ihn und führen so zu störenden Echoeffekten. Je nach Wetterlage wird der Lärm auch in der Atmosphäre mehrfach gebrochen und zerstreut und «überspringt» dadurch Hindernisse.

Keine Durchmischung der Luftmassen:
All  diese  Vorgänge  sorgen  dafür,  dass  ein Luftmassenaustausch  nur  in  horizontaler, nicht  aber  in  vertikaler  Richtung  stattfindet.  Bezeichnend  für  solche  Wetterlagen mit Nebel ist die Situation, dass der Nebel – ähnlich einer Käseglocke – keine Durchmischung  der  Luftmassen  über  und  unter
dem Nebel verursacht.

Der Lärm reicht über grössere Distanzen als im Flachland.

Die Ausbreitung langer Schallwellen hängt nämlich nicht nur von der Entfernung und vom eventuellen Vorhandensein von Hindernissen ab, sondern auch von der Wetterlage. Viele Menschen haben schon die Erfahrung gemacht, dass sie bei Nebel auf einmal die Kirchenglocken relativ weit entfernter Nachbargemeinden hören. Das hängt damit zusammen, dass die Schallwellen bei Inversion an der Sprungschicht zwischen der unten liegenden kalten und der darüber liegenden warmen Luft reflektiert werden können. Im Nebel lässt sich übrigens gut be- obachten, dass sich die von Windrädern verursachten Turbulenzen über fünf Kilometer hinziehen. Erst bei zehn Kilometer Abstand geht übrigens der von WKA erzeugte Infraschall im Hintergrundrauschen unter.

(Quelle: gaertner-online.de)

Meteorologen sammeln Winddaten für Wettervorhersage und Flugverkehr. Diese Informationen werden oft für eine grobe Abschätzung der Windverhältnisse in einem Gebiet herangezogen.
Die präzise Messung der Windgeschwindigkeit ist jedoch für die Wettervorher- sage nicht annähernd so bedeutend wie für die Planung von Windkraftanlagen.
Die Windgeschwindigkeit wird sehr stark von der Oberflächenrauhigkeit der Umgebung beeinflußt, genauso wie von nahen Hindernissen (z.B. Bäumen, Leuchttürmen oder Gebäuden) und von den Geländekonturen.
Wenn man keine Berechnungen zur Korrektur der lokalen Gegebenheiten anstellt, unter denen die meteorologischen Daten erhoben wurden, ist es schwierig, die Windverhältnisse eines nahen Standortes zu beurteilen. In den meisten Fällen führt die Verwendung von meteorologischem Datenmaterial dazu, daß das Windenergiepotential eines Gebietes unterschätzt wird.

Durch einen Boom wurden dort tausende von Windkraftanlagen errichtet, da sie vom Staat sehr gut gefördert wurden und den Betreibern satte Gewinne brachten. Nun versiegen die Fördergelder, sie werden nur mehr abhängig von der Effizienz der Anlage gewährt. Dadurch sind viele Windkraftanlagen im Binnenland unrentabel geworden und stehen nun still in der Landschaft als stumme Zeitzeugen der Geldgier und Kurzsichtigkeit der Menschen. Sie werden aber auch nicht abgetragen, da die Firmen, die sie errichtet haben zum Teil in Konkurs gegangen sind.                         (Quelle: https://freundedeseiskogels.wordpress.com)