Niederschlag und trockene Luft und wie sie sich beeinflusen!

Vielleicht hat man es schon mal erlebt. Das Niederschlagsradar zeigt Niederschlag an, aber unten im Messtopf ist kein einziger Tropfen zu verzeichnen. Man könnte jetzt schnell vermuten, da stimme etwas mit dem Radar nicht, aber das Radar funktioniert einwandfrei. Was passiert also zwischen den Wolken und der Erdoberfläche? Die Lösung zur Frage steckt in der vertikalen Schichtung der Atmosphäre.

Die Atmosphäre hat wie über ihre horizontale Dimension auch über die vertikale Dimension nicht überall die gleichen Eigenschaften. So kann sich in der Höhe nicht nur die Temperatur verändern, sondern z.B. auch die Luftfeuchtigkeit. Jetzt ist der Niederschlag nicht isoliert vom Rest der Atmosphäre. Fällt der Niederschlag durch einen Bereich, der relativ trocken ist, so fangen die Niederschlagspartikel an zu verdunsten. Schnee kann sublimieren. Ist der Bereich trocken genug verschwindet der Regen sogar ganz. Manchmal kann man den Prozess auch direkt unterhalb der Wolken sehen. Unterhalb von diesen hängen lange (faserige) Schleppen herab, sogenannte Virga.

Radiosonden

Wie weiß man denn wie die Atmosphöre vertikal geschichtet ist? Natürlich kann man die vertikale Schichtung der Atmosphäre mit Hilfe von numerischen Wettermodellen erfassen. Allerdings muss man davon ausgehen, dass diese die Atmosphäre korrekt abbilden. Aber wie überprüft man das? Richtig, mit Messungen. Für die vertikale Schichtung kommen Radiosonden zum Einsatz. Ein kleines Gerät, welches mit Hilfe eines Ballon in die Höhe aufsteigt und einen Sender, sowie Messfühler, besitzt.

Während des Aufstiegs (ca. 300 Meter pro Minute) misst man Luftdruck, Luftfeuchtigkeit und Lufttemperatur. Durch die relative Verlagerung der Radiosonde vom Aufstiegspunkt, kann man indirekt die Windgeschwindigkeit und –richtung erfassen. Das gemessene Profil gibt Aufschlüsse über trockene Bereiche in der Atmosphäre.

Downbursts

Relativ trockene Bereiche innerhalb der vertikalen Schichtung kann allerdings auch noch zu ganz anderen Phänomene führen, die mitunter sehr gefährlich werden können. Gemeint sind sogenannte Downbursts, im Deutschen Fallböe genannt. Diese treten in Verbindung mit Schwergewittern auf. Besonders stark ausgeprägte Fallböen treten in Verbindung mit rotierenden Gewitterzellen, sogenannte Superzellen auf. Allerdings darf man die Fallböen nicht mit Tornados verwechseln. Die physikalische Entstehung unterscheidet sich wesentlich.

Wie entstehen also Fallböen? Der Anfang dieses Artikels verrät es schon. Auch hier spielt eine trockene Schicht in der Atmosphäre eine Rolle. Niederschlagspartikel, die von den Aufwinden der Gewitterwolken nicht mehr „gehalten“ werden können, fallen naturgemäß Richtung Erdboden. Gelangen diese in trockenere Schichten, setzt Verdunstung oder bei Hagelkörnern und Temperaturen über dem Gefrierpunkt Schmelzprozesse ein. Je trockener die Schicht, desto schneller geht auch die Verdunstung voran.

Sowohl Verdunstung, als auch die Schmelzprozesse benötigen Energie. Diese wird aus der umgebenden Luft bereit gestellt, wodurch sich die Luft abkühlt. Da die Luft nun kälter ist, als die restliche Umgebungsluft, wird sie nach unten beschleunigt, bis sie auf den Boden trifft. Aus der Ferne sieht dies oft wie ein aus der Luft fallender „Sack“ aus. Trifft die Luft auf den Boden, breitet sie sich horizontal aus, mit sehr hohem Schadenspotenzial. Aufgrund der hohen Zerstörungskraft, werden diese von Laien oft für Tornados gehalten, sind es aber nicht. Da die betroffene Fläche relativ groß ist, kann die Schadensfläche durchaus höher sein, als bei einem eher kleinräumigen Tornado. Aus unmittelbarer Nähe sehen Downbursts wie eine "weiße Wand" aus. Dann ist besondere Vorsicht geboten.