Niederschlag tritt in verschiedenen Formen auf – Regen, Schnee, Hagel und Graupel –, die jeweils durch spezifische atmosphärische Bedingungen verursacht werden. Der guten Ordnung halber: Nebel hingegen ist ein Phänomen, das zwar keine Niederschlagsform darstellt, aber eng mit der Feuchtigkeitszirkulation in der Atmosphäre zusammenhängt.
Welche Arten von Niederschlag gibt es?
Welche Formen von Niederschlag kennen wir und welche Bedingungen müssen erfüllt sein, damit genau diese Form des Niederschlags auftritt?
Regen
Die häufigste Form des Niederschlags ist Regen. Er entsteht, wenn die Luftfeuchtigkeit zu Wassertröpfchen kondensiert, die groß genug sind, um die Schwerkraft zu überwinden und zur Erdoberfläche zu fallen. Die grundlegenden Voraussetzungen für Regen sind eine ausreichende Menge an Wasserdampf in der Luft und ein Abkühlungsmechanismus, wie z.B. das Aufsteigen der Luft in der Atmosphäre, welches zur Kondensation führt.
Eisregen
- Warme Luftschicht in der Höhe: Die Wetterbedingungen können so sein, dass in höheren Schichten der Atmosphäre eine Schicht warmer Luft über einer Schicht kalter Luft liegt.
- Niederschlag in der warmen Schicht: In der warmen Schicht bilden sich Regentropfen. Diese Schicht ist warm genug, dass der Regen in flüssiger Form bleibt, auch wenn er später durch eine kältere Schicht fällt.
- Durchqueren der kalten Luftschicht: Auf dem Weg zum Erdboden passieren die Regentropfen eine Schicht kalter Luft, die nahe am Boden liegt. Die Kälte reicht allerdings nicht aus, um die Tropfen vollständig zu gefrieren. Stattdessen unterkühlen die Tropfen, d.h., sie bleiben flüssig, obwohl ihre Temperatur unter dem Gefrierpunkt liegt.
- Auftreffen auf Oberflächen: Wenn diese unterkühlten Tropfen auf Gegenstände am Boden wie Bäume, Straßen, Autos oder Gebäude treffen, die auf oder unter dem Gefrierpunkt sind, frieren sie sofort auf diesen Oberflächen an. Dies führt zur Bildung von sogenanntem Eisregen oder Glatteis, das sehr rutschig und gefährlich sein kann.
Schnee
Schnee bildet sich, wenn die Lufttemperaturen in der gesamten Schicht der Atmosphäre, vom Boden bis zur Wolkenbasis, unter dem Gefrierpunkt liegen. Wasserdampf kondensiert dann direkt zu Eiskristallen, die um Aerosolpartikel herum wachsen. Sind die Kristalle schwer genug, fallen sie als Schnee zur Erde. Eine wichtige Voraussetzung ist, dass die Temperatur auch am Boden niedrig genug ist, damit der Schnee nicht schmilzt, bevor er den Boden erreicht.
Hagel
Hagel entsteht in starken Gewitterwolken, sogenannten Kumulonimbuswolken. In diesen Wolken gibt es starke Auf- und Abwinde. Wassertröpfchen gefrieren in den hohen, kalten Bereichen der Wolke und fallen dann in niedrigere Schichten, wo sie durch weitere Wassertropfen größer werden. Dies kann mehrmals geschehen, bis die Hagelkörner zu schwer für die Aufwinde sind und zu Boden fallen. Hagel tritt meistens während starker Gewitter auf und kann beträchtliche Schäden verursachen.
Graupel
Graupel ähnelt Hagel, aber es handelt sich um kleinere Eiskörner, die entstehen, wenn gefrorene Regentropfen oder Schneekristalle weitere unterkühlte Wassertropfen anlagern. Die Eiskörner haben eine weiche, grübchenförmige Oberfläche. Graupel bildet sich typischerweise bei Temperaturen um oder etwas über dem Gefrierpunkt in Wolken mit starkem Auftrieb.
Und der Nebel?
Nebel ist keine Niederschlagsform, sondern ein am Boden liegender Wolkenzug, der Sichtweiten von weniger als einem Kilometer verursacht. Er entsteht, wenn Luft abkühlt und die in ihr enthaltene Feuchtigkeit zu kleinen Wassertröpfchen kondensiert. Dies kann aufgrund von Ausstrahlung bei klarem Himmel und niedrigen Windgeschwindigkeiten oder durch Kontakt mit kühlender Oberfläche passieren. Obwohl Nebel nicht direkt Niederschlag verursacht, ist er ein Indikator für eine hohe Luftfeuchtigkeit, die unter bestimmten Bedingungen zu verschiedenen Niederschlagsformen führen kann.
Niederschlag tritt also in verschiedenen Formen auf, die durch eine Vielzahl von atmosphärischen Bedingungen und Prozessen bedingt sind.
Verständnis und Vorhersage dieser Bedingungen sind zentral für die meteorologische Wissenschaft und haben weitreichende Implikationen für Landwirtschaft, Wasserverwaltung und Katastrophenschutz.