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Inversion und Nebelobergrenze: Unten pfui, oben hui!

Hochnebel versus Sonnenschein lautete die Devise in der vergangenen Woche in Deutschland und den angrenzenden Alpenländern! Während der Großteil unter einer grauen Hochnebeldecke lag, gab es insbesondere in den Bergen strahlenden Sonnenschein. Grund dafür war eine Inversionswetterlage mit einer unterschiedlich hohen Nebelobergrenze.

Inversion
Unten im Tal grau, darüber blau mit viel Sonnenschein und einer tollen Fernsicht (Foto Markus Köss)

Das Hoch Beate erstreckte sich längere Zeit vom Ostatlantik über Mitteleuropa bis nach Russland. Doch Hochdruckwetter bedeutet im Winterhalbjahr häufig nicht eitel Sonnenschein! Das Flachland liegt dann stattdessen häufig unter einer grauen Hochnebeldecke und nur die höheren Berglagen liegen oberhalb der Nebelobergrenze.

Was ist eine Inversionswetterlage?

Schuld daran ist die sogenannte Inversionswetterlage. Wenn die oberen Luftschichten wärmer als die unteren sind, spricht man von einer Inversion. Das Wort Inversion stammt vom lateinischen inversio und bedeutet Umkehr. Normalerweise nimmt die Lufttemperatur mit steigender Höhe ab. Wird es mit zunehmender Höhe jedoch wärmer als kälter, dann bezeichnet man diese Temperaturumkehr als Inversion.

Besonders stark ist die Temperaturzunahme an der Obergrenze der Inversion, dort wo kalte, feuchte und schwere an warme, trockene und leichte Luft grenzt. Inversionen wirken dann wie Sperrschichten und gelten demnach als nahezu undurchdringlich. Sie stellen oft die Obergrenze von Wolken-, Nebel- oder Dunstschichten dar und sind besonders bei austauscharmen und windschwachen Wetterlagen ausgeprägt.

Im Winterhalbjahr sind die Nächte bekanntlich länger als die Tage und die Luft hat mehr Zeit sich nachts abzukühlen. Die tiefsten Temperaturen werden in klaren Nächten übrigens erst kurz nach Sonnenuntergang erreicht. Bodennah bildet sich also eine kalte Luftschicht. Von oben kommt die absinkende, sich erwärmende Luft hinzu. Da kalte Luft dichter und damit schwerer ist als warme Luft, vermischen sich die beiden Luftschichten nicht. Damit bleibt die kalte Luft unter der warmen Luft und es entsteht eine Sperrschicht. Die Grenze zwischen der kalten und der warmen Luft ist dabei wie ein Deckel und es findet kein vertikaler Austauch statt.

Unterhalb der Sperrschicht kann sich dabei eine feuchte und zu Nebel und Hochnebel neigende Luftmasse erhalten. Die tiefstehende Sonne im Herbst und Winter hat dabei häufig nicht die Kraft Nebel und Hochnebel aufzulösen. Daher kann es trotz Hochdruckeinfluss im Flachland dauerhaft grau und trüb bleiben. In der vergangenen Woche gab es diese sogenannte Absinkinversion, in der die Temperatur in 800-1000 Meter über dem Meeresspiegel schlagartig von etwa -3 Grad auf +5 Grad zunahm. Dies verursachte eine massive Sperrschicht.

Nebelobergrenze

Doch in welcher Höhe befindet sich die Hochnebeldecke bzw. die Nebelobergrenze? In der vergangenen Woche schwankte diese Grenze teils zwischen 700 und 2100 Meter Höhe. Die Prognose dieser Obergrenze gehört trotz hochentwickelter Werkzeuge und Methoden zu den schwierigsten Aufgaben eines Meteorologen in der Vorhersage.

Vereinfacht kann man sagen, dass die Nebelobergrenze direkt von der grossräumigen Druckverteilung im Umkreis von rund 200 Kilometern und damit von den Strömungsverhältnissen in den unteren Luftschichten abhängig ist. Für die Alpen gilt dabei, wenn ein Hoch direkt über den Alpen oder wenn die Druckverteilung flach ist, so pendelt sich die Obergrenze bei 800 bis 900 Metern ü. NN ein.

In der Schweiz spielt dabei die Bise eine wichtige Rolle. Je stärker die Bise, desto höher steigt der Nebel. Bei mäßiger Bise beispielsweise steigt die Obergrenze auf 1500 Meter, zusätzlich dringt der Nebel dann auch immer weiter in die Voralpen und in die Alpentäler vor. Dies spielt natürlich hauptsächlich in Bergregionen eine Rolle. Im norddeutschen Flachland ist es für die meisten schlichtweg belanglos, wo sich die Nebelobergrenze befindet, denn sie befinden sich so oder so im trüben Einheitsgrau.

Bei einer Inversion können Abgase und Schadstoffe nicht entweichen. Somit reichern sich in den unteren Luftschichten Feinstaub und Rußpartikel an. Bei längeren Inversionswetterlagen entsteht Smog.

Und wie wird eine Inversion beendet? Eine Inversion löst sich häufig auf, wenn der Wind auffrischt und dies die Kaltluftschicht am Boden im wahrsten Sinne des Wortes wegbläst. Das passiert vor allem dann, wenn sich, wie zu Beginn dieser Woche, ein Tief mit seinen Wetterfronten nähert. Damit ist eine Inversionswetterlage vorerst kein Thema mehr. Vielmehr kehrt mit einer Nordwestwetterlage der klassische Berglandwinter ein. In den höchsten Lagen der Mittelgebirge, sowie in den mittleren und hohen Lagen der Alpen sind dabei enorme Neuschneemengen möglich. Im Flachland bleibt es dagegen bei windigem, wechselhaftem Regenwetter.