🏜️ Wanderung von Sanddünen — Äolischer Sandtransport
Simuliere, wie Wind Barchan-Sanddünen formt und über eine Wüstenlandschaft wandern lässt. Passe Windgeschwindigkeit, Richtung und Vegetationsbedeckung an, um zu beobachten, wie sich die Düne in Echtzeit entwickelt.
Beobachte, wie sich eine Barchan-Sanddüne von einem zufälligen Haufen zu ihrem vertrauten sichelförmigen Profil formt und dann langsam durch die Wüste wandert, während der Wind ihre sanfte Luvseite erodiert und Sand auf ihrer steilen Leeseite ablagert. Passe Windgeschwindigkeit, Windrichtung und Vegetationsbedeckung an, um zu sehen, wie jeder Faktor die Form und Wandergeschwindigkeit der Düne verändert.
🔬 Was es zeigt
Äolischer (windgetriebener) Sandtransport: Saltationserosion an der Luvseite, windabwärts gerichtete Ablagerung und Hangausgleich am Böschungswinkel (~34°), der die charakteristische steile Rutschfläche der Düne formt.
🎮 Anwendung
Erhöhe die Windgeschwindigkeit, um die Wanderung zu beschleunigen, drehe die Windrichtung um, damit die Düne die Richtung wechselt, und erhöhe die Vegetationsbedeckung, um die Düne zu verankern und zu verlangsamen.
💡 Wussten Sie schon?
Barchan-Dünen sind der sich am schnellsten bewegende Dünentyp der Erde — und wurden sogar auf dem Mars beobachtet, wo dünne Luft dennoch dieselben Sichelformen formt.
Über die Simulation Wanderung von Sanddünen
Diese Simulation bildet den äolischen (windgetriebenen) Sandtransport über eine Barchan-Düne nach, dargestellt als Querschnitts-Höhenfeld aus rund 200 Spalten über etwa 100 Metern Wüste. Bei jedem Simulationsschritt erodiert der Wind Sand von der sanften Luvseite proportional zum Quadrat der Windgeschwindigkeit und zur lokalen Steilheit — ein vereinfachtes Abbild dafür, wie Scherspannung springende Körner in Bewegung versetzt. Dieser Sand wird einen kurzen Sprung windabwärts getragen und auf der Leeseite abgelagert, wodurch die steile Rutschfläche der Düne aufgebaut wird.
Immer wenn ein Hang den natürlichen Böschungswinkel von etwa 34 Grad überschreitet, lässt ein Lawinendurchgang Körner hangabwärts gleiten, bis sich der Hang wieder auf diesen Grenzwert einpendelt — genau deshalb sind Rutschflächen echter Dünen so gleichmäßig steil. Sich selbst überlassen, organisiert sich ein anfänglich zufälliger Sandhaufen in das vertraute asymmetrische Sichelprofil und kriecht dann langsam windabwärts, während sich Erosion und Ablagerung Zyklus für Zyklus wiederholen. Vegetationsbedeckung hält Sand an Ort und Stelle und kann diese Wanderung erheblich verlangsamen oder stoppen, weshalb Wiederbegrünung eine reale Strategie zur Stabilisierung vordringender Dünenfelder in der Nähe von Straßen, Ackerland und Dörfern ist.
Häufig gestellte Fragen
Was zeigt diese Simulation?
Sie modelliert, wie Wind Sand von der sanften Luvseite einer Düne erodiert, ihn in kurzen Sprüngen windabwärts trägt und auf der steilen Leeseite ablagert, wodurch sich ein zufälliger Sandhaufen allmählich in ein klassisches Barchan-Dünenprofil verwandelt, das durch die Wüste wandert.
Warum hat die Düne eine steile und eine sanfte Seite?
Die sanfte Luvseite ist der Bereich, wo der Wind ständig Sand erodiert und nach vorne schiebt. Die steile Leeseite, die sogenannte Rutschfläche, entsteht, weil sich dort ansammelnder Sand schnell den Böschungswinkel überschreitet und hangabwärts abrutscht, wobei er sich bei einem stabilen Winkel von etwa 34 Grad einpendelt.
Wie schnell wandern echte Sanddünen?
Das variiert stark je nach Windstärke, Sandversorgung und Dünengröße. Kleine, sandarme Barchan-Dünen können mehrere Dutzend Meter pro Jahr wandern, während große Dünen mit mehr Sandmasse sich in der Regel viel langsamer bewegen, manchmal nur wenige Meter pro Jahr.
Was bewirken die Regler?
Die Windgeschwindigkeit steuert, wie viel Sand erodiert wird und wie weit ihn jeder Sprung windabwärts trägt, wodurch direkt die Wandergeschwindigkeit festgelegt wird. Die Windrichtung kehrt um, welche Seite dem Wind zugewandt ist, und kehrt damit die Wanderrichtung um. Die Vegetationsbedeckung sät Pflanzen ein, die der lokalen Erosion widerstehen, den Sand verankern und die Bewegung der Düne verlangsamen.
Was ist Saltation?
Saltation ist die dominierende Form des windgetriebenen Sandtransports: Körner werden kurz in die Luftströmung gehoben, eine kurze Strecke getragen und landen mit genug Wucht, um weitere Körner aufzuwirbeln. Diese hüpfende, springende Bewegung wird in der Simulation als kurze windabwärts gerichtete „Sprünge" erodierten Sands nachgebildet.
Warum stoppt Vegetation die Dünenwanderung?
Pflanzenwurzeln und -stängel fangen Sandkörner physisch ein und stören die bodennahe Windströmung, die sie sonst aufnehmen würde, was die Erosion stark reduziert. Bei ausreichend hoher Vegetationsbedeckung können Dünen vollständig stabilisiert werden und ganz aufhören zu wandern — deshalb pflanzen Küsten- und Wüstenlandmanager Vegetation, um die Dünenbewegung zu kontrollieren.
Ist diese Simulation physikalisch akkurat?
Sie erfasst die grundlegende reale Physik — windgeschwindigkeitsabhängige Erosion, windabwärts gerichteten Saltationstransport und Hangausgleich am Böschungswinkel — mithilfe eines vereinfachten zellulären Höhenfeldmodells anstelle einer vollständigen Strömungssimulation. Das qualitative Verhalten, einschließlich der Selbstorganisation von Barchanen und der Verankerung durch Vegetation, entspricht der realen Dünenforschung.
Blase Wind über ein Sandbett und beobachte, wie Körner saltieren, Dünen windabwärts wandern und Vegetationsbedeckung den wandernden Sand an Ort und Stelle hält.
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