Welcome to Windsbruck
Am Anfang war der Wind: Eine meiner ersten Erinnerungen an Innsbruck habe ich dem Föhn zu verdanken. Nach einer Infoveranstaltung für Erstis organisierte unsere Studienvertretung ein kleines Grillfest. Nur blöd, dass es dabei so windig war, dass es uns das Essen buchstäblich von den Papptellern wehte. Seine Kommiliton:innen beim Einfangen von entlaufenen Steaks und durch die Luft wirbelnden gegrillten Zucchinis kennengelernt zu haben, das kann einem wohl nur in Innsbruck passieren!
Abgesehen von solchen Anekdoten produziert der Föhn aber auch einiges an Ärger. Denn dieser Wind ist wohl wahr kein „himmlisches Kind“, sondern eher ein ziemlich wilder Lausbub. Wenn der wütet, stehen die Skilifte schnell mal still und die Betreiber:innen verzeichnen Verluste im fünfstelligen Bereich. Nicht nur Pisten- und Parkbegeisterte verfluchen an solchen Tagen den Föhn, auch die Skispringer:innen müssen am Boden bleiben. In der 70-jährigen Geschichte der Vierschanzentournee wurden nur zwei Wettbewerbstage komplett abgesagt – beides Mal in Innsbruck. Zuerst im Jahr 2008 und ganz aktuell Anfang dieses Jahres wäre trotz schützender Windnetze und nervenaufreibenden Abwartens ein Sprung von der Bergisel-Schanze zu riskant gewesen. Die Lage der Schanze am Fuß des Patscherkofels ist dabei besonders ungünstig – aber dazu später mehr. Nicht zuletzt gilt der Föhn als „Schneefresser“ – wenn dessen warme und trockene Luft über die Hänge und Gipfel streicht, ist die weiße Pracht schnell dahin.
Luftige Reise
Erste Theorien zum Ursprung des Föhns entstanden Mitte des 19. Jahrhunderts: Einige renommierte Geologen waren der Meinung, dass die Föhnluft aus der Sahara stammen muss. Der Wissenschaftler W. H. Dove dagegen verortete die Quelle der Luftmassen im westindischen Ozean. Wind von der richtigen Erklärung bekam schließlich Julius von Hann, der spätere Direktor der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik in Wien. Er stützte sich auf Untersuchungen des Atmosphärenwissenschaftlers Rink, der den Temperaturanstieg von Föhnwinden in Grönland durch die sogenannte adiabatische Erwärmung begründet hatte.
Die überraschende Erkenntnis: Die Föhnluft muss nicht aus exotischen Gefilden stammen, um die Erwärmung zu erklären. Sinkt die Luft hinter den Bergen adiabatisch ab, das heißt ohne Austausch mit der Umgebung, wird sie wegen des steigenden Drucks ganz von selbst warm und trocken! Um das zu verstehen, begeben wir uns auf eine kleine Reise und begleiten die Luft auf ihrem Weg. Stellen wir uns ein kleines Luftpaket vor, das in größer Höhe über dem Gebirge startet. Dieses Paket enthält unzählig viele Luftmoleküle, die man sich wie kleine, hin und her hüpfende Bälle vorstellen kann. Die Geschwindigkeit, mit der die Moleküle durch die Gegend flitzen, verbinden wir mit einer Temperatur: Je schneller die Moleküle, desto höher die Temperatur.
Von Nudelwasser und Nebelschwaden
Zusammen mit den Luftmolekülen beherbergt unser Paket aber auch Wassermoleküle, die genauso munter umherschwirren. Für eine bestimmte Temperatur gibt es immer einen maximalen Anteil an Wassermolekülen, die die Luft enthalten kann, bevor das Wasser kondensiert. Die Moleküle bewegen sich nämlich nie alle gleich schnell und bei geringeren Temperaturen gibt es genügend langsame Wassermoleküle, die sich zu einem Wassertröpfchen verbinden können. Das kennt jeder vom Nudeln kochen: Wenn die Luft über dem kochenden Wasser aufsteigt, kühlt sie ab und Licht wird an den kondensierten Wassertröpfchen gestreut – die Luft erscheint weiß. Ähnlich bildet sich Nebel, wenn feuchte Luft zum Beispiel nach Sonnenuntergang abkühlt. Den Anteil der Wassermoleküle in der Luft, also die Luftfeuchtigkeit, gibt man oft relativ zu dem Punkt an, bei dem die Kondensation beginnen würde.
Zurück zu unserem Luftpaket. Dem ergeht es jetzt ähnlich wie uns vor heranrückenden Prüfungsterminen: Das Niveau sinkt und der Druck steigt. Beim Abstieg ins Tal erhöht sich der Luftdruck und das Paket wird auf ein kleineres Volumen zusammengepresst. Für die Moleküle darin wird’s jetzt richtig eng und sie flitzen noch schneller hin und her: Die Temperatur steigt. Die Anzahl an Wassermolekülen, die das Paket jetzt aufnehmen könnte, bevor es zur Kondensation kommt, ist also größer. Tatsächlich bleibt die Anzahl aber gleich, weil in unserem Modell ja kein Austausch mit der Umgebung stattfindet – die relative Luftfeuchtigkeit sinkt. Voilà: ein warmer und trockener Wind!
Diese Erklärung ist natürlich stark vereinfacht, es spielen noch viele andere Einflüsse eine Rolle, zum Beispiel die Einstrahlung der Sonne, turbulente Strömungen oder der sogenannte „Kaltluftsee“ im Tal, der vom Föhn durchbrochen werden muss. Vermutlich ist die Komplexität des Föhnwindes der Grund dafür, warum sich lange eine falsche Theorie für seine Entstehung hielt: Die „thermodynamische Föhntheorie“ sagt aus, dass die Luft vom Fuß der anderen Gebirgsseite aufsteigt und sich dort erst abregnen muss, damit sie sich auf der anderen Seite beim Abstieg ins Tal ausreichend erwärmen kann. Obwohl diese Theorie allein deswegen keine vollständige Erklärung sein kann, weil bei über einem Drittel der Föhntage in Innsbruck kein Regen auf der Südseite der Berge stattfindet, fand sie ihren Weg in wissenschaftliche Lehrbücher und ist auch heute noch in vielen populärwissenschaftlichen Artikeln zu lesen. In diesem Sinne ist die Erforschung des Föhns auch ein Lehrstück für die Wissenschaft und die Wissenschaftskommunikation: Nur weil sich eine Theorie in einem simplen Schaubild schön darstellen lässt und viele Beobachtungen erklärt, ist sie noch lange nicht richtig.
Föhnhauptstadt Innsbruck
Es bleiben zwei Fragen: Warum bewegt sich die Luft überhaupt horizontal über das Gebirge und warum steigt sie dahinter nach unten? Auf die erste Frage gibt es gleich zwei Antworten: Einerseits kann ein aus dem Westen anrückendes Tiefdruckgebiet einen von Süden nach Norden strömenden Wind hervorrufen. Andererseits kann ein solcher Wind auch durch ein Druckgefälle zwischen Süd und Nord erzwungen werden. Wenn es nördlich der Alpen wärmer ist, herrscht dort wegen der geringeren Luftdichte ein geringerer Druck und der Druckunterschied wird durch eine Luftströmung ausgeglichen.
Das Hinabsteigen der Luft ins Tal wird in Innsbruck durch ein besonderes Phänomen beeinflusst, dem sogenannten „Gap-Flow“. Der Föhn bricht in der Stadt nämlich über das Wipptal durch, daher werden am Patscherkofel auch die höchsten Windgeschwindigkeiten gemessen. Die Luftmassen teilen sich im Inntal auf oder prallen auf die Nordkette, wo turbulente Rotorwinde entstehen können, die gefährlich für den Flugverkehr sind. Kurz gesagt: Es ist kompliziert. Nicht umsonst gilt Innsbruck als „Föhnhauptstadt“: Zum einen gibt es hier für geföhnlich an circa. 50 Tagen im Jahr Föhnereignisse, zum anderen sind an der Universität Innsbruck viele bekannte Atmosphärenwissenschaftler:innen ansässig, die dem Föhn auf die Schliche kommen wollen. Während im Jahr 1910 der Meteorologe Heinrich von Ficker die Höhenströmungen über Innsbruck mit seinen spektakulären Ballonflügen untersuchte, nutzen Forscher:innen heute Forschungsflugzeuge, laserbasierte Messinstrumente und ausgeklügelte Computersimulationen, um Wettermodelle zu entwickeln und zu überprüfen.
Doch der Föhn bereitet nicht nur Atmosphärenwissenschaftler:innen Kopfzerbrechen: In der Medizin ist die Föhnkrankheit noch nicht genau verstanden, obwohl sich etwa die Hälfte der Bevölkerung als wetterfühlig bezeichnet. Japanische Forscher:innen konnten in Druckkammer-Studien zeigen, dass Druckveränderungen Kopfschmerzen auslösen können. Andere Wissenschaftler:innen merken jedoch an, dass viele Studien nur Korrelation zeigen und die kausalen Zusammenhänge noch nicht geklärt sind. Vermutlich helfen aber die üblichen Tipps: Wer sich bei Föhnwetter durch den Wind fühlt, sollte auf ausreichend Schlaf und Bewegung an der frischen Luft achten. Und obwohl der Föhn wahrscheinlich Verursacher für Kopfschmerz und Müdigkeit ist, hat er im Gegenzug ein Trostpflaster zu bieten: Bei einem Föhnspaziergang lassen sich wundersame Wolkenformationen beobachten, zum Beispiel die langgezogenen Linsenwolken Altocumulus lenticularis.
Dieser Artikel erschien erstmals in der Mai/Juni-Ausgabe 2022.
