Luftmassen spielen eine zentrale Rolle bei der Wettervorhersage. Sie lassen sich dabei durch zwei elementare Eigenschaften charakterisieren: Temperatur und Feuchte. Ist die Luftmasse warm oder kalt? Ist sie trocken oder feucht? Diese Fragen möchte man als Meteorologe möglichst schnell und einfach beantworten können. Bezüglich der Temperatur einer Luftmasse ist das auch kein Problem, diese lässt sich schließlich ziemlich einfach bestimmen. Anders sieht das dagegen bei der Feuchtigkeit aus.
Das allgemein bekannteste Feuchtemaß dürfte die "relative Feuchte" sein, die in Prozenten angegeben wird. Das wäre sicherlich ein einfach zu benutzendes Maß, wenn es da nicht ein Problem gäbe: Der maximal mögliche Feuchtegehalt der Luft hängt selber wieder von ihrer Temperatur ab. Denn Luft verhält sich wie eine Art Schwamm. Je wärmer sie ist, desto mehr Wasserdampf kann in ihr enthalten sein. Bei Abkühlung sinkt also der mögliche Gesamtgehalt an Wasserdampf der Luft, bis eventuell ein Punkt erreicht ist, an dem der tatsächliche Feuchtegehalt dem maximal möglichen entspricht. Dann beginnt der Wasserdampf zu kondensieren. Dieses Phänomen kennt jeder: Es bildet sich Nebel. Da den Meteorologen weniger der relative, sondern der absolute Wasserdampfgehalt der Luft interessiert, wurde man an dieser Stelle findig und hat ein neues Temperaturmaß eingeführt: die Taupunkttemperatur. Dabei handelt es sich genau um ebenjene Temperatur, bei der Feuchte auszukondensieren beginnt und sich z.B. Tau an Oberflächen bildet. Daher leitet sich auch der Name ab.
Die Taupunkttemperatur ist für die Vorhersage ein ziemlich praktikables Maß, denn sie lässt sich vielfältig einsetzen. Zum Beispiel kann man vor allem im Winter anhand des Taupunktes die nächtlichen Minimumtemperaturen abschätzen, denn diese können nicht unter den Taupunkt sinken. Im Sommer kann man am Taupunkt unter anderem erkennen, wie groß die Wärmebelastung wird. Taupunkte ab 16 Grad oder mehr werden meist als belastend empfunden, die Luft ist dann schwül. Außerdem geht mit hohem Taupunkt auch erhöhtes Gewitterpotenzial einher, da Feuchte eine der nötigen Zutaten für Blitz und Donner darstellt. An der Differenz zwischen Temperatur und Taupunkt, dem sogenannten "Spread", lassen sich wiederum schnell Rückschlüsse auf die relative Feuchte einer Luftmasse ziehen.
Neben dem Taupunkt lassen sich noch weitere Temperaturmaße ableiten. Häufig im Gebrauch ist dabei die "Äquivalentpotenzielle Temperatur", ein kombiniertes Temperatur- und Feuchtemaß. Dabei wird ein Luftpaket durch imaginäres Heben oder Senken auf ein Referenzdruckniveau - zum Beispiel 1000 hPa - gebracht. Hierbei ändert sich mit der Höhendifferenz auch seine Temperatur. Dieses Temperaturmaß nennt man "Potenzielle Temperatur". Anschließend wird der gesamte Wasserdampf dieses Luftpakets ebenfalls imaginär auskondensiert. Durch den Kondensationsprozess wird latente Wärme frei. Diese wird der potentiellen Temperatur des Luftpakets zusätzlich aufgeschlagen und man erhält die äquivalentpotenzielle Temperatur.
Die äquivalentpotenzielle Temperatur lässt sich unter anderem gut für die Vorhersage und die Analyse nutzen. In ihrer Kartendarstellung lassen sich verschiedene Luftmassen einfach voneinander abgrenzen. Außerdem werden mitunter Fronten, die man in normalen Kartendarstellungen kaum ausmachen kann, deutlicher hervorgehoben.
M.Sc. Felix Dietzsch
Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 20.12.2020
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