15
Oct
2015

Wann tropft es, wann flockt es?

Recht früh in diesem Jahr war bei am gestrigen Mittwoch bei vielen Winterliebhabern die Freude groß: Die ersten Schneeflocken dieser Saison sind vom Himmel gefallen und sorgten im Bergland teils für eine 10 cm Schneedecke. In anderen Teilen Deutschlands kam jedoch nichts anderes als gewöhnlicher Regen am Erdboden an. Da drängt sich die Frage nach der Entstehung von Schnee auf: "Wann fällt Regen und wann Schnee vom Himmel?"

Damit zunächst Wolken entstehen können, aus denen später auch Regen fällt, muss die Temperatur einer genügend feuchten Luft soweit absinken, dass in einem gewissen Moment (dem sogenannten Sättigungspunkt) Kondensation erfolgt. Bei der Kondensation bilden sich Tröpfchen, indem Wasserdampf in flüssiges Wasser übergeht. Diesen Vorgang kann man auch gut im Badezimmer beobachten, wenn sich die feuchte, warme Luft als abgekühlte Tröpfchen auf dem Spiegel absetzt. Für die Wolkenbildung braucht es aber zusätzlich noch kleinste Partikel wie z.B. Meersalz oder Staub (auch Wolken-Kondensationskeime genannt, engl.: cloud condensation nuclei CCN), auf denen sich der Wasserdampf ablagern und kondensieren kann. Diesen Vorgang bezeichnet man als "heterogene Nukleation".

Die bei der Nukleation entstandenen Tropfen wachsen in einer Wolke durch Aufnahme von weiterem Wasserdampf. Allerdings sind diese immer noch zu klein, um aus der Wolke als Niederschlag herausfallen zu können. Erst durch die sogenannte "Koaleszenz", also wenn Tröpfchen miteinander kollidieren und sich zu einem größeren Tropfen vereinen, werden sie irgendwann einmal groß und schwer genug, um aus der Wolke ausfallen zu können. Übrigens, ab einem Durchmesser von 0,5 mm spricht man von Regentropfen, darunter von Nieseltröpfchen.

In sogenannten "kalten Wolken", also in Wolken, die in ihren oberen Teilen eisig kalt sind, werden die flüssigen Tröpfchen durch Aufwinde innerhalb der Wolke in Regionen getragen, wo Vereisung stattfindet. Die so entstandenen Eisteilchen wachsen durch Wasserdampfanlagerung an, fallen innerhalb der Wolke wieder hinunter und schmelzen. Dann werden sie durch die Aufwinde wieder hinaufgetragen, gefrieren bei der Kollision mit Eiskristallen und können dadurch so schwer werden, dass die Aufwinde sie nicht mehr nach oben tragen können und sie somit aus der Wolke heraus fallen. Ist die Luft unter der Wolke warm, schmelzen die vereisten Teilchen und am Boden kommt "kalter Regen" an. Wenn die Luft unter der Wolke nicht warm ist, schmelzen die Teilchen nicht und fallen als Graupel oder Hagel auf den Boden.

Und wie entsteht nun Schnee? Schnee entsteht, wenn die oben beschriebenen Eisteilchen durch Wasserdampfanlagerung zu Schneekristallen wachsen, diese dann kollidieren und sich zu den z.B. gestern beobachteten Schneeflocken formen. Auch wenn flüssige Tröpfchen bei einer Kollision mit Eiskristallen gefrieren, bilden sich Schneekristalle. Übrigens darf die Luft nicht zu kalt sein, denn es bedarf einer quasi-flüssigen bzw. unterkühlten Schicht auf den Eiskristallen, damit sie aneinanderhaften können.

Es gibt unzählige Formen von Schneekristallen: sechseckige Platten, Säulen, Dendriten, Rosetten - welche Form sich bildet, ist abhängig von der Temperatur und der relativen Feuchte der Luft. Und keine Schneeflocke gleicht einer anderen!

Man sieht - Wasser fällt in unterschiedlichsten Formen vom Himmel, wobei jeder Tropfen und jede Flocke einen ganz eigenen, aufregenden Weg hinter sich hat, wenn sie am Erdboden ankommen.

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 15.10.2015

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