Es regnet seit geraumer Zeit. Mal schauerartig verstärkt und gewittrig, mal länger anhaltend. Ein Wasserdefizit wie im Frühjahr des vergangenen Jahres ist in vielen Regionen des Landes in diesem Jahr nicht zu beobachten. Doch wie entsteht überhaupt der Regen?

Bei der Entstehung von Regentropfen spielen viele, mehr oder weniger, komplexe Prozesse eine Rolle. Im ersten Schritt zum flüssigen Niederschlag betrachten wir die Bildung von Wolkentropfen. Der verantwortliche physikalische Prozess ist die sogenannte "Kondensation".

Kondensation ist dabei das Gegenteil vom Verdampfen. Hierbei wird ein gasförmiger Stoff (Wasserdampf) zu einem flüssigen (Wasser). Ob etwas verdampft oder kondensiert, hängt von der Temperatur ab. Ein flüssiger Stoff (Wasser) verdampft, wenn die Temperatur auf einen bestimmten Wert ansteigt (im Falle von Wasser sind das ca. 100°C). Und ein gasförmiger Stoff (Wasserdampf) kondensiert, wenn die Temperatur sinkt. Der Grund für die Verdunstung von Wasser und die Kondensation des Wasserdampfes ist der, dass Luft nicht immer gleich viel Wasser speichern kann. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf - also gasförmiges Wasser - kann sie aufnehmen. Gleichzeitig steigt die Luftfeuchtigkeit. Sinkt die Temperatur der Luft jedoch, kann sie nicht mehr so viel Feuchtigkeit speichern. Erreicht die Luftfeuchtigkeit dann 100%, so fällt der Wasserdampf durch den Prozess der Kondensation als sogenannte Wolkentropfen, aus.

Die Kondensation tritt auf, wenn die Luft infolge von Hebung (Aufsteigen) abkühlt. Dafür gibt es in der Natur verschiedene Gründe. Strömt zum Beispiel die Luft gegen ein Gebirge, so wird sie gezwungen aufzusteigen, um das Hindernis zu überwinden (Orographische Hebung). Auch wenn die Sonne den Boden und somit auch die bodennahen Luftschichten sehr stark aufheizt stellt sich "Hebung" ein, da die schwerere, kältere Luft in der Höhe absinkt und die leichtere, wärmere Luft gleichzeitig aufsteigen möchte (Konvektion). Auch im Bereich von Tiefausläufern, wo sich entweder kältere Luft unter die wärmere Luft schiebt (Kaltfront) oder die wärmere Luft auf die bodennahe kalte Luft aufgleitet (Warmfront), wird Luft gehoben. Da es mit der Höhe immer kälter wird, kühlt sich die mit Wasserdampf angereicherte Luft beim Aufsteigen ab.

Durch Kondensation können die Wolkentropfen jedoch höchstens die Größe von Nieseltröpfchen erreichen. Für die Auslösung von Niederschlag (Regen) muss also ein weiterer wirksamer Prozess geben, bei dem die Nieseltröpfchen anwachsen können.

Gegenwärtig gibt es zwei Theorien für die Niederschlagsbildung: die Niederschlagsbildung durch Eiskerne (Wegener-Findeisen-Bergeron-Theorie) und die Niederschlagsbildung durch Koaleszenz (Zusammenfließen von Teilchen).

Ragt eine Wolke, die aus vielen kleinen Wolkentröpfchen besteht, in hohe Höhen, wo Temperaturen weit unter 0 Grad herrschen, bilden sich aus den Nieseltröpfchen teilweise kleine Eiskerne. Zusätzlich können jedoch auch kleine, feste und unlösliche Teilchen, die von einer Wasserhaut umgeben sind, als Eiskern wirken. In der Wolke werden die kleinen Wolkentröpfchen von den Eiskernen angezogen, sodass die Eiskristalle auf Kosten von den Tropfen wachsen. Gleichzeitig haben Eiskristalle, die meist größer sind als Wolkentropfen, eine größere Fallgeschwindigkeit. Beim Herabfallen in der Wolke stoßen sie somit mit kleineren Wolkentropfen zusammen, die sich dann mit den Eiskristallen verklumpen (Koagulation). Fallen nun die Eiskristalle in einen Bereich von positiven Temperaturen, schmelzen diese zu Regentropfen.

Da auch in reinen Wasserwolken die Tröpfchengröße leicht unterschiedlich ist und größere Wolkentropfen schneller fallen als kleine, können Tropfen zusammenstoßen und schließlich durch zusammenfließen (Koaleszenz) anwachsen.

Je größer nun die Aufwinde in der Wolke sind, desto größer und schwerer können die Tropfen oder Eiskristalle werden, bevor sie aus der Wolke heraus fallen und sich den Weg zum Boden suchen. Jedoch gibt es eine kritische Tropfengröße. Durch den Luftwiderstand verformen sich große Tropfen so stark, dass sie schließlich zerplatzen. In Schauerniederschlägen können die Tropfen maximal fünf bis sechs, bei Gewittern in wenigen Fällen auch bis 8 Millimeter groß werden. Normale Regentropfen verfügen meist über einen Durchmesser von 0,2 bis 3 Millimeter.

Auch am heutigen Samstag muss nahezu landesweit erneut mit teils kräftigen Schauern und Gewittern gerechnet werden. Lediglich das Küstenumfeld scheint dem Niederschlag vorübergehend zu entkommen. Am Sonntag und Montag kommen auch die restlichen Regionen Norddeutschlands sowie die Mitte des Landes zumindest kurzzeitig unter Hochdruckeinfluss, sodass sich Wetterberuhigung einstellt. Benachteiligt ist dagegen der Süden des Landes. Vor allem südlich der Donau regnet es ab kommender Nacht länger anhaltend und schauerartig verstärkt. Bis Montagabend können im Stau der Alpen zwischen 30 und 60 Liter pro Quadratmeter fallen. Lokal begrenzt direkt an den Alpen sind sogar Mengen bis 100 Liter in 48 Stunden möglich. Ab Montagnachmittag ist jedoch auch von Nordwesten her wieder Regen auf dem Vormarsch und setzt der kurzen recht sonnigen und trockenen Episode ein rasches Ende. Nachfolgend wir es zwar deutlich wärmer, neben sonnigen Abschnitten muss dann allerdings wiederholt auch mit Schauern und Gewittern gerechnet werden.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel

Deutscher Wetterdienst

Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 18.06.2016

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