Windschutz

Ein Windschutzstreifen (auch Windschutzhügel genannt) ist eine Pflanzung, die üblicherweise aus einer oder mehreren Reihen von Bäumen oder Sträuchern besteht. Diese werden so angepflanzt, dass sie Schutz vor Wind bieten und den Boden vor Erosion bewahren . Häufig werden sie als Hecken an den Rändern von Feldern auf landwirtschaftlichen Betrieben angelegt. Bei fachgerechter Planung können Windschutzstreifen um ein Haus die Heiz- und Kühlkosten senken und Energie sparen. Windschutzstreifen werden auch gepflanzt, um zu verhindern, dass Schnee auf Straßen oder in Gärten verweht wird. ^{[ 1 ]}

Landwirte nutzen mitunter Windschutzstreifen, um Schneeverwehungen auf ihren Feldern zu verhindern, die im Frühjahr beim Abschmelzen des Schnees Wasser liefern. Weitere Vorteile sind die Schaffung eines Mikroklimas um die Anbauflächen (mit etwas weniger Austrocknung und nächtlicher Abkühlung), die Bereitstellung von Lebensraum für Wildtiere ^{[ 2 ]} und, in manchen Regionen, die Holzgewinnung, falls die Bäume gefällt werden.

Windschutzstreifen und Mischkulturen lassen sich in einer Anbaumethode kombinieren, die als Agroforstsystem bezeichnet wird , oder entlang von Uferstreifen anlegen. ^{[ 3 ]} Die Felder werden in Reihen mit verschiedenen Nutzpflanzen bepflanzt, die von Baumreihen umgeben sind. Diese Bäume liefern Früchte, Holz oder schützen die Pflanzen vor Wind. Das Agroforstsystem hat sich insbesondere in Indien, Afrika und Brasilien bewährt, wo Kaffeebauern Ackerbau und Forstwirtschaft kombinieren. ^{[ 4 ]}

Ein weiterer Nutzen von Windschutzstreifen besteht darin, landwirtschaftliche Betriebe von Hauptstraßen oder Autobahnen abzuschirmen. ^{[ 5 ]} Dies verbessert das Erscheinungsbild des landwirtschaftlichen Betriebs, indem die optische Beeinträchtigung durch die Autobahn verringert, der Verkehrslärm gemildert und eine sichere Barriere zwischen den Nutztieren und der Straße geschaffen wird.

Die durch Windschutzhecken entstehenden, windstillen Bereiche werden als Windschatten bezeichnet. ^{[ 6 ]}

Windschutzstreifen können die Auswirkungen von Pestizidverwehungen mindern . ^{[ 7 ]}

Wenn Wind auf ein durchlässiges Hindernis wie einen Windschutzstreifen trifft, steigt der Luftdruck auf der Luvseite und sinkt auf der Leeseite. Dadurch wird der auf das Hindernis treffende Luftstrom unterbrochen, und ein Teil davon strömt über das Hindernis hinweg, wodurch ein schnellerer Windstrahl entsteht. Der verbleibende Luftstrom strömt dann, angetrieben durch den Druckabfall über die Breite des Windschutzstreifens, durch das Hindernis bis zu dessen stromabwärtiger Kante. Beim Austritt wird der Luftstrom erneut unterbrochen, da sich der Luftdruck an die Umgebung anpasst. Dies führt zu einer geringeren Windgeschwindigkeit weiter stromabwärts, die in einer Entfernung von etwa dem Drei- bis Fünffachen der Höhe des Windschutzstreifens ein Minimum erreicht.

Jenseits dieses Punktes erholt sich die Windgeschwindigkeit, begünstigt durch die darüber liegende, schnellere Strömung. Aus der Perspektive der Reynolds-gemittelten Navier-Stokes-Gleichungen lassen sich diese Effekte als Folge des Impulsverlusts durch den Widerstand von Blättern und Ästen verstehen und würden durch die Volumenkraft f_{_i} (eine verteilte Impulssenke) dargestellt . ^{[ 8 ]}

Windschutzstreifen verringern die durchschnittliche Windgeschwindigkeit und machen sie weniger variabel, wodurch die Durchmischung des Luftraums weniger effektiv ist als gegen den Wind. All diese Veränderungen des Windverhaltens führen zu Veränderungen der regionalen Umwelt. Beispielsweise kann der Energiehaushalt der Bodenoberfläche beeinflusst werden, da der verlangsamte Wind die Sonneneinstrahlung weniger effektiv abführt. Dieser Trend kann sich weiter stromabwärts umkehren, und etwa achtmal so hoch wie der Windschutzstreifen selbst kann dieser zu kühleren Oberflächentemperaturen führen. ^{[ 9 ]}

• Der Great Plains Shelterbelt war eine amerikanische Initiative zur Schaffung von Windschutzstreifen in den Prärien der USA während der Dust Bowl der 1930er Jahre.
• Die Prairie Farm Rehabilitation Administration in Indian Head, Saskatchewan, Kanada, subventionierte fast 100 Jahre lang Setzlinge für Präriebauern, um die Bodenerosion zu verringern und die Lebensqualität in den Prärien zu verbessern.

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  Luftaufnahme von Windschutzstreifen auf Feldern in North Dakota
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  Eines der ursprünglichen Gebäude in Svappavaara , entworfen von Ralph Erskine , bildet einen langen Windschutz.
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  Windschutzhecken in der Gemeinde Lesja in Norwegen wurden auch verwendet, um in einem trockenen Gebiet Schnee zu sammeln.

• Nationales Zentrum für Agroforstwirtschaft (USDA)
• Die Bibliographie der äolischen Forschung