Das große Oval des ArenA Stadions in Amsterdam wird von einer blauen Wolke eingehüllt. Blau steht in der Computergrafik für niedrige Windgeschwindigkeiten. Nur die obersten Ränge der Nordseite sind rot. "Für Stehplätze ist das noch in Ordnung, aber sitzen wollen Sie dort lieber nicht", sagt Jan Carmeliet vom Institut für Bautechnologie an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich. Rot verrät einen unangenehmen Luftzug mit mehr als 20 Stundenkilometern Geschwindigkeit.

Diese Berechnung lässt sich mit Messungen belegen. Doch wie wird sich die Windbelastung verändern, wenn neben dem Stadion das Hochhausviertel in den Himmel wächst, das dort gerade geplant wird? Zieht es dann plötzlich woanders? Überall Windschatten? Oder wird es in der Amsterdamer ArenA gar noch windiger? Carmeliets Antwort flimmert als Simulationsrechnung über den Bildschirm seines Computers.

Die Wege des Windes sind wichtig, nicht nur für offene Stadien. Wer sie bereits bei der Stadtplanung im Auge hat, kann im Sommer viel Energie für Klimaanlagen sparen und im Winter durch punktgenaue Isolierung vorbeugen. Denn wo der Wind am stärksten ist, geht am meisten Wärme verloren. Auch Abgase werden schneller verweht, wenn die Ausrichtung von Straßenschluchten mit der Hauptwindrichtung harmoniert.

Weltweit beschäftigen sich rund 100 Wissenschaftler wie Carmeliet mit solchen Fragen der urban physics, der Städtebauphysik. Man könnte auch von Stadtwindforschung sprechen. International führt Japan. Seine Megastädte sind im Sommer brütend schwüle Hitzeinseln, deren Klimaanlagen gierig Strom schlucken. Ganze Kraftwerke laufen allein dafür, heizen mit ihrer Abwärme den Metropolen zusätzlich ein.

Grünflächen, Bäume, Schattenspender, das naheliegende Repertoire von Architekten und Planern hilft da nicht überall. "Straßenbäume sorgen durch ihre Verdunstung für Abkühlung", sagt Carmeliet, "stehen sie falsch, können sie aber auch Windströme blockieren." Wie man es nicht machen sollte, erlebten schon die Spanier bei der Kolonisierung der Karibik. So verhindern schachbrettartige Grundrisse, die sie aus ihrer trocken-heißen Heimat mitbrachten, im tropisch-schwülen Havanna die Zirkulation. Weil es dort nachts kaum abkühlt, kann auch kein frischer Luftzug durch die schnurgeraden Gässchen streichen. Besser wären verwinkelte Höfe, die am Tag verschattet, nachts aber nach oben geöffnet werden könnten.

Fassaden und Straßenzüge bleiben über Jahrzehnte fast unverändert. Daher ist Windforschung dort besonders nützlich, wo ganze Großstädte am Reißbrett geplant werden, in den asiatischen Boomregionen etwa, vor allem in China. Den weltweit ersten Großversuch gab es jedoch auf der arabischen Halbinsel. Masdar City, die futuristische CO₂-neutrale Wüstenstadt im Emirat Abu Dhabi , soll dank geschickter Verschattung, Begrünung und Belüftung kaum elektrischer Kühlung bedürfen.

Die Software aber, die auch Masdars Luftströme und -wirbel simulierte, ignorierte noch viele bauliche Details, etwa die unregelmäßigen Ränder einer Straßenschlucht oder den Reibungswiderstand verschiedener Fassadenoberflächen.