E7 Wind

Thema

Der Wind übt eine Widerstandskraft auf die Baumkrone aus, die mit der Windgeschwindigkeit und der Größe der der Luftströmung ausgesetzten Kronenfläche zunimmt. Diese Widerstandskraft ist die erste von mehreren aerodynamischen Kräften, die der Wind auf die Pflanze ausübt.

Die tatsächlich auf die einzelnen Bereiche der Krone wirkende Windgeschwindigkeit ist nicht über die gesamte Höhe gleich, sondern folgt einem logarithmischen Verlauf innerhalb der Baumkrone: In Bodennähe, wo die Baumkrone selbst den Wind bremst, ist die Windgeschwindigkeit geringer. Mit zunehmender Höhe innerhalb der Baumkrone steigt die Windgeschwindigkeit logarithmisch an, sodass die oberen Bereiche der Krone eine proportional größere Widerstandskraft erfahren als die unteren.

Die auf jede Ebene der Baumkrone wirkende Widerstandskraft, die weit vom Stammfuß entfernt angreift, erzeugt ein Kippmoment: Je größer die Widerstandskraft und je höher sie in der Baumkrone angreift, desto größer ist das Kippmoment, dem der Baum an seinem Stammfuß widerstehen muss, um nicht umzukippen.

Um den Luftwiderstand und damit das Kippmoment zu verringern, dem die Pflanze widerstehen muss, reagiert ihre flexible Krone mit einer aerodynamischen Umstrukturierung: Ihre Zweige und Blätter falten sich und richten sich in Windrichtung aus, wodurch die dem Luftstrom ausgesetzte Fläche der Krone reduziert wird. Dies führt zu einem geringeren Luftwiderstand und schließt den Kreislauf zwischen der aerodynamischen Umstrukturierung der flexiblen Krone und dem auslösenden Wind.

Wenn der vom Wind erzeugte Luftwiderstand und das Kippmoment die Belastbarkeit der Pflanze übersteigen, wirkt der Wind als mechanischer Schädiger. Neben den mechanischen Kräften erleichtert der Wind den Gasaustausch zwischen Blatt und Atmosphäre, da die Luftbewegung selbst den zusätzlichen Widerstand der darüber liegenden Grenzschicht stehender Luft verringert. Je stärker der Wind, desto dünner wird diese Grenzschicht stehender Luft, und mit dem geringeren zusätzlichen Widerstand kann das Blatt leichter Kohlendioxid, Wasserdampf und Wärme mit der Luft austauschen.

Der Wind dient auch als Vektor für die Verbreitung von Pollen und Samen: Derselbe Luftstrom, der die Baumkrone reibt, transportiert Pollen und Samen von ihr weg und ermöglicht so die Fortpflanzung und Besiedlung neuer Standorte.

Darüber hinaus fungiert der Wind als Entwicklungssignal für die Pflanze: Die wiederholte mechanische Reibung, die der Wind auf Stamm und Äste ausübt, löst die Thigmomorphogenese aus. Dabei verdickt die Pflanze ihren Stammdurchmesser und stärkt ihr Holzgewebe als Reaktion auf den Wind. So ist der Wind gleichzeitig Verursacher mechanischer Schäden, Förderer des Gasaustauschs, Vektor für die Verbreitung von Pollen und Samen und Entwicklungsindikator. Die Reibungskraft des Windes auf die Baumkrone bestimmt – je nach Intensität und Reaktion der Pflanze –, welche dieser vier Funktionen letztendlich überwiegt.

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