Zitat:
Original geschrieben von Peter
Was ich eigentlich sagen will: Man sollte diesen Effekt erforschen.
In der Tat ist dieses Thema recht gut erforscht: es geht hier um die Struktur der atmosphärischen Grenzschicht. Man unterscheidet üblicherweise die folgenden drei Schichten:
1. die laminare Unterschicht, die nur einige Millimeter dick ist.
2. die Prantl-Schicht, 50-100m mächtig, in ihr nimmt die Geschwindigkeit typischerweise auf 70-80% der Geschwindigkeit in der freien Atmosphäre zu, im wesentlichen ohne Richtungsänderung
3. die Ekman-Schicht, bis 1000m mächtig, in der der Wind auf die volle Geschwindigkeit der freien Atmosphäre beschleunigt und ausserdem auf der Nordhalbkugel typischerweise um ca 45 grad nach rechts dreht (sogenannte Ekman-Spirale, Übergang von geotriptischem to geostrophischem Wind).
Allerdings: meist ist die Reynoldszahl so gross, dass die Grenzschicht als turbulent angesehen werden muss. Wegen der grossen Mächtigkeit bedeutet das, dass die Winde in diesen Schichten nur im Mittel vorhergesagt werden können, niemals exakt. Die Turbulenz-Features sind meist viel grösser als unsere Raketen, diese werden daher leicht zum Spielball dieser Strömungsänderungen. Dagegen hilft nur grosse Masse und hohe Geschwindigkeit.
Für viele praktische Anwendungen, zum Beispiel auch für die Flugbahnrechnung sind die Winde oberhalb der Prantl-Schicht allerdings stabil genug, dass man vernünftige Modellrechnungen machen kann (zum Beispiel Massen > 10kg und Geschwindigkeiten > 1M). Aber man hat gar keine andere Wahl, als das Profil zu messen, da das Geschwindigkeitsprofil zum Beispiel von der Art der Schichtung der Atmosphäre (stabil, labil, indifferent) abhängt. Die Messung erfolgt üblicherweise und am billigsten mit Ballonsonden, es ist jedoch auch möglich mit Fallsonden zu messen, die zum Beispiel von Flugzeugen/Drohnen aus abgeworfen oder mit Raketen verschossen werden können.