Unter einer Inversion versteht man in der Meteorologie die Umkehr des normalerweise mit der Höhe abnehmenden Temperaturverlaufs in einer mehr oder weniger dicken Schicht der Atmosphäre.

Inversionen können dabei durch unterschiedliche meteorologische Prozesse entstehen. Grundsätzlich herrschen dabei in den bodennahen Luftschichten im Vergleich zu den darüber liegenden Schichten tiefere Temperaturen vor. Dies kann z.B. durch großräumiges Heranführen von Warmluft in der Höhe erreicht werden. Aber auch die Erwärmung der Luft durch Absinken im Bereich eines Hochdruckgebietes oder die Abkühlung der unteren Luftschichten durch Ausstrahlung führen oftmals zu der Ausbildung einer Inversionsschicht, an der dann markante Temperaturgegensätze auftreten. Lokal vom Erdboden aufsteigende Luft kann eine solche Inversionsschicht nicht durchdringen. Somit stellt eine Inversion eine Art Sperrschicht ("Deckel") dar, die einen Austausch zwischen bodennahen und höher liegenden Luftschichten verhindert (vgl. Abb. 1).

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Entsprechend können auch Rauch, Dampf oder Autoabgase - von Holzfeuerungen, Kraftwerken oder Verbrennungsmotoren stammend - nicht abziehen. Dadurch halten sich die Luftschadstoffe länger über der Stadt oder dem Ballungsraum. In dieser Dunstglocke kann dann eine ungewöhnlich hohe Konzentration von Luftschadstoffen, wie beispielsweise Ruß, Schwefeldioxid, Kohlenstoffmonoxid und Stickstoffoxid entstehen.

Von einer Bodeninversion spricht man, wenn sich in langen, klaren Winternächten, meist unter Hochdruckeinfluss, der Boden sowie die daran angrenzende Luftschicht durch Ausstrahlung stark abkühlen. Diese bodennahe Schicht ist somit kälter als die darüber liegende. Die obere Begrenzung dieser Bodeninversionsschicht liegt dabei in der Höhe über Grund, in der sich die Abkühlung des Erdbodens nicht mehr auswirkt.

In der vergangenen Nacht von Mittwoch auf Donnerstag bildete sich regional im Zusammenspiel von absinkenden, sich erwärmenden Luftmassen unter Hochdruckeinfluss sowie gleichzeitigem Auskühlen der bodennahen Luftschichten nach Aufklaren genauso eine ausgeprägte Inversionsschicht aus. Während oberhalb der Inversion durch die Absinkprozesse sehr trockene Luft vorherrschte, entstand an der Inversion selber eine feuchte Dunst- bzw. Hochnebelschicht (vgl. Radiosondenaufstieg Idar-Oberstein von 8 Uhr). Die Folge war, dass die Temperaturtiefstwerte in höheren Lagen, beispielsweise des Hunsrücks, des Pfälzer Waldes, des Taunus oder auch der Rhön und dem Odenwald mit Werten zwischen 10 und 15 Grad deutlich höher ausfielen als in Tallagen mit nur 2 bis 5 Grad (vgl. Abb. 2).

In den kommenden Nächten schwindet jedoch die Wahrscheinlichkeit für die Ausbildung von Inversionsschichten deutlich. Durch zunehmenden Tiefdruckeinfluss von Westen und auch auflebenden Wind sowie aufkommende Niederschläge werden die Luftschichten durchmischt. Die Ausbildung einer Sperrschicht ist dann nicht mehr möglich.

Dipl.-Met. Lars Kirchhübel

Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 19.10.2017

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