Die Frage, wie genau Wolken und Niederschlag entstehen und vergehen, ist bis heute nicht exakt gelöst. Wie das bei uns prinzipiell funktioniert, können Sie im heutigen Thema des Tages lesen.

Am Ende des heutigen Sonntags wird es wohl kaum einen Ort in Deutschland geben, an dem kein Niederschlag gefallen sein werden. Ob es nun Schnee oder Regen war, ist temperatur- und damit höhenabhängig und davon konnten Sie bei uns letztmalig im Thema des Tages vom 27.10.2017 in Bezug auf die Schneefallgrenze lesen.

Petrus hat verschiedene Verfahren, wie er aus dem vielen, zunächst mal unsichtbaren Wasserdampf in der Atmosphäre Regen erzeugt. Beim Niederschlag, wie er heute fällt, funktioniert das folgendermaßen:

Zunächst mal muss er den unsichtbaren Wasserdampf zum Kondensieren bringen, - sprich, er muss erst einmal aus dem unsichtbaren Wasserdampf Wolkentröpfchen machen, die bei genügend großer Menge als Wolke erscheinen. Das macht er, indem er die Luft abkühlt, denn die Löslichkeit von Wasserdampf nimmt mit der Temperatur ab. Bei 20 Grad C können sich bis zu etwa 17 Gramm pro Kubikmeter unsichtbar bleiben, bei 10 Grad C nur noch ca. 9 Gramm lösen. Bei Temperaturen, wie sie in den typischen frostigen Höhen für die Wolkenbildung liegen, reichen Werte unter einem Gramm zur Kondensation. Sie funktioniert umso besser, je mehr die Luft mit Festkörpern (z.B. Seesalz oder Vulkanstaub) verschmutzt ist. Die Abkühlung erzeugt Petrus, indem er heute in einem Tiefdruckgebiet die Luft aufsteigen lässt, was durch den mit der Höhe sinkenden Druck zur Abkühlung führt. Wasser kann nicht nur zwischen 0 und 100 Grad flüssig sein kann, sondern auch über 100 Grad (in Dampfmaschinen) und unter null Grad (in der Atmosphäre). Daher gibt es in den Höhen mit Temperaturen unter null Grad sowohl Eis als auch Wasser. In Wolken kann es bis herab zu etwa -30 Grad unterkühltes Wasser geben, also bis etwa in einer Höhe von 7 km der Fall sein.

Die derzeitige Niederschlagsbildung spielt sich in dem Höhenbereich ab, in dem Wasser und Eis zusammen vorkommen. Deshalb nennt man die so entstehenden Wolken Mischwolken.

Die zunächst kleinen und leichten und daher schwebenden Eis- und Wasserteilchen treffen in den windigen Höhen aufeinander und die Eiskristalle "saugen" die Wassertröpfchen auf, die dabei gefrieren. Irgendwann werden diese Zusammenballungen so schwer, dass die Erdanziehung größer ist als der Auftrieb und sie fallen als Schneeflocken Richtung Erde. Im Bereich der Schneefallgrenze schmelzen die Schneesterne zu Wasser und kommen unterhalb der Schneefallgrenze schließlich als Tropfen am Boden an.

Die etwa 1 bis 2 mm großen Tropfen fallen dabei mit etwa 20 km/h zu Boden. Für die Niederschlagshöhe von 1 mm bzw. 1l/qm braucht man also ca. 4500 Tropfen. In Homburg an der Saar sind daher heute Nacht etwa 55.000 Tropfen auf einen Quadratmeter gefallen.

Dipl.-Met. Christoph Hartmann

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 05.11.2017

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