Wie entstehen Schauer?

Regenschauer aus der Ferne betrachtet

In den letzten Tagen führten Tiefdruckgebiete über Mitteleuropa kühle
Meeresluft heran. In dieser entwickelten sich zahlreiche Schauer, die
für den typischen Aprilwettercharakter sorgten. Doch wie entstehen
eigentlich Schauer?

Schauer bilden sich durch heftige vertikale Bewegung von Luft. Diese
Vertikalbewegung hat ihren Ausgangspunkt meist am Boden, der sich
durch die Sonneneinstrahlung erwärmt. Dies geschieht je nach
Beschaffenheit unterschiedlich stark. So gibt es Bereiche, in denen
die Luft stärker erwärmt wird als die Umgebungsluft. Dadurch bilden
sich Warmluftblasen. Nach dem Archimedischen Auftriebsprinzip steigen
diese Warmluftblasen auf, da sie wärmer sind als ihre Umgebung und
somit eine geringere Dichte haben (leichter sind) als die kältere
Umgebungsluft. Dadurch entsteht eine Auftriebskraft, wodurch die
Warmluftblase nach oben beschleunigt wird.

Die Vertikalgeschwindigkeit kann um 10 m/s in Schauern und bis über
50 m/s in großen Gewittern erreichen. Beim Aufsteigen kühlt sich die
Luft um 1 °C pro 100 m ab. Die Umgebungsluft wird aber ebenfalls mit
der Höhe kälter. Solange aber die Warmluftblase eine höhere
Temperatur als die Umgebungsluft hat, steigt sie weiter auf.
Irgendwann hat sich das aufsteigende Luftpaket so stark abgekühlt,
dass die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist. Denn je niedriger die
Temperatur ist, desto weniger Wasserdampf kann sie enthalten. Kühlt
sich Luft ab, bis sie mit Wasserdampf gesättigt ist, so kondensiert
das überschüssige Wasser an winzigen Staubpartikeln (Aerosole) aus
und bildet kleine Tropfen, aus denen sich die Haufenwolken
zusammensetzten. Die Temperatur, bei der dies geschieht, wird
Taupunkttemperatur genannt.

Die sich bildenden Wolkentröpfchen haben einen sehr kleinen mittleren
Radius von nur 0,01 mm und können in mittleren Breiten nur Sprühregen
erzeugen. Für die Bildung von größeren Regentropfen in den
Schauerwolken benötigt man zusätzlich Eiskristalle. Erreicht eine
Wolke höhere Luftschichten, herrscht dort irgendwann eine Temperatur
unter 0 °C, sodass sich die benötigten Eiskristalle bilden können.
Somit kommt es zu einer Koexistenz von Wolkentropfen und
Eiskristallen.

Diese Koexistenz geht keineswegs friedlich vonstatten, denn die
Eiskristalle saugen den Wasserdampf in ihrer Umgebung an, um sich
diesen einzuverleiben. Dadurch können weitere Wolkentröpfchen
verdunsten und neue Nahrung in Form von Wasserdampf für die
Eiskristalle liefern. Diese wachsen auf Kosten der Wassertropfen an.
Man nennt diesen Prozess Bergeron-Findeisen-Prozess. Sind die
Eiskristalle groß genug, beginnen sie zu fallen. Bei ihrem Fall durch
die Wolke frieren weiter Wassertröpfchen an ihnen fest, sodass mit
der Zeit immer größere Eiskristalle (Schneeflocken oder
Graupelkörner) entstehen. Jeder größere Regentropfen eines Schauers
beginnt sein Leben also irgendwann einmal als Schnee, der beim Fallen
die Null-Grad-Grenze erreicht und dann schmilzt.

Die meisten Schauer bilden sich auf der Rückseite von
Tiefdruckgebieten. Denn dort wird oft höhenkalte Luft mit Ursprung in
den Polarregionen herangeführt. In dieser sind die Bedingungen für
die aufsteigenden Luftblasen besonders gut. Der April gilt als
Schauermonat, da es dann häufiger Kaltluftausbrüche aus den
Polarregionen gibt, wo es noch relativ kalt ist. Gleichzeitig steht
die Sonne schon relativ hoch, sodass sich die unteren Luftschichten
gut erwärmen können. Mit dem Aprilschauerwetter ist es aber nun erst
mal vorbei. Denn zum Ende der Woche hin wird deutlich mildere Luft
aus Süden herangeführt, die zumindest in der Südosthälfte für
sommerliche Temperaturen sorgen wird.

Dipl.-Met. Christian Herold
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 25.04.2012

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Bild: Malene Thyssen