Niederschlag ist ein wesentlicher Bestandteil des Wettergeschehens und prägt das Klima. In diesem Artikel erfährst Du, wie unterschiedliche Niederschlagsarten entstehen, welche Bedingungen für Regen, Schnee, Hagel und Graupel notwendig sind und warum sie so variieren. Von leichten Tröpfchen bis zu schweren Hagelkörnern – jeder Niederschlag hat seine eigenen Entstehungsgeschichten.
Wie entsteht Regen?
Regen ist die häufigste Form von Niederschlag und entsteht, wenn sich winzige Wassertröpfchen in einer Wolke zu grösseren Tropfen verbinden. Dies geschieht durch Kondensation und Koaleszenz. In einer Wolke befinden sich unzählige kleine Tröpfchen, die an Schwebeteilchen (Aerosolen) wie Staub oder Pollen kondensieren. Durch Turbulenzen und Aufwinde stossen diese Tröpfchen zusammen und wachsen, bis sie gross genug sind, um als Regentropfen zu fallen.
Die Grösse der Regentropfen hängt stark von der Wolkenstruktur ab. In dichten, mächtigen Wolken wie Cumulonimbus können Tropfen bis zu 6 mm Durchmesser erreichen. Kleinere Cumuluswolken produzieren dagegen oft nur feinen Sprühregen.
Wie entsteht Hagel?
Hagel bildet sich ausschliesslich in Gewitterwolken (Cumulonimbus), die durch starke vertikale Luftströmungen gekennzeichnet sind. Der Hagelprozess beginnt, wenn Regentropfen innerhalb der Wolke von kräftigen Aufwinden in kalte Höhen getragen werden, wo sie gefrieren. Diese gefrorenen Tropfen fallen dann durch die Wolke und sammeln weitere Wassertröpfchen ein, die an ihrer Oberfläche gefrieren. Jeder solcher Zyklus führt zu einer neuen Eisschicht um den Hagelkern, bis das Hagelkorn zu schwer wird und aus der Wolke herausfällt.
Die Grösse der Hagelkörner variiert stark: In extremen Fällen können sie einen Durchmesser von bis zu 15 cm erreichen und ein Gewicht von mehr als 500 g haben. Solche Hagelstürme können massive Schäden verursachen und zählen zu den gefährlichsten Wetterphänomenen.
Wie entsteht Schnee?
Schnee entsteht, wenn die Temperatur in der gesamten Atmosphäre (von der Wolkenbasis bis zum Boden) unter dem Gefrierpunkt liegt. Anders als Regen, der durch das Zusammenführen von Wassertröpfchen entsteht, bildet sich Schnee direkt aus Wasserdampf, der zu Eiskristallen sublimiert. Die Eiskristalle verbinden sich zu Schneeflocken, die aufgrund ihrer filigranen Struktur eine grosse Vielfalt an Formen und Grössen zeigen.
Interessanterweise bestimmt die Temperatur und Luftfeuchtigkeit, welche Form eine Schneeflocke annimmt: Bei Temperaturen um -10 °C entstehen symmetrische, sternförmige Flocken, während bei wärmeren Bedingungen (um -2 °C) eher kompakte, plättchenartige Formen gebildet werden.
Wie entsteht Graupel?
Graupel ist ein feinkörniger Niederschlag, der zwischen Schnee und Hagel angesiedelt ist. Er entsteht, wenn Schneekristalle durch eine Wolke mit unterkühlten Wassertropfen fallen. Die Tropfen gefrieren an den Kristallen und bilden kleine, weiche Körner, die meist einen Durchmesser von 2 bis 5 mm haben. Anders als Hagel ist Graupel oft sehr leicht und zerdrückt sich bei Druck leicht.
Besonders oft tritt Graupel in Schauern auf, bei denen die Luftschichtung instabil ist und schnelle Temperaturwechsel stattfinden. Trotz seiner Harmlosigkeit kann Graupel gefährlich werden, wenn er zu vereisten Strassen oder rutschigen Gehwegen führt.
Besondere Niederschlagsformen
- Eisregen: Tritt auf, wenn Regen durch eine unterkühlte Luftschicht fällt und beim Auftreffen auf den Boden gefriert. Das Ergebnis ist eine gefährliche Eisschicht.
- Gefrierender Nebel: Entsteht, wenn Nebeltröpfchen in Kontakt mit unterkühlten Oberflächen zu einer dünnen Eisschicht gefrieren. Dies kann besonders für Flugzeuge und Fahrzeuge gefährlich sein.
Rekorde und extreme Niederschlagsereignisse
Der schwerste Hagel der Welt
Am 23. Juli 2010 wurde in Vivian, South Dakota, das grösste Hagelkorn mit einem Durchmesser von 20,3 cm und einem Gewicht von 880 g dokumentiert. Der Hagelsturm verursachte erhebliche Schäden an Häusern und Fahrzeugen.
Der längste Dauerregen
In Fushan, Taiwan, regnete es 197 Tagen ununterbrochen (Juli 1973 bis Januar 1974). Diese extreme Wetterlage wurde durch eine stationäre Front und eine beständige Zufuhr von feuchtwarmer Luft aus dem Pazifik verursacht.
Der kälteste gemessene Schneefall
In der Antarktis wurde bei -89,2 °C ein leichter Schneefall beobachtet. Unter solchen extremen Bedingungen sind die Schneeflocken oft mikroskopisch klein und nehmen eher die Form von Eisnadeln an.
Tipps zur Beobachtung von Niederschlag
Achte auf die Wolkenstruktur vor dem Niederschlag
Bevor ein Niederschlag einsetzt, verraten oft die Wolkenformen, um welche Art es sich handelt. Dunkle, vertikal ausgedehnte Cumulonimbus-Wolken deuten auf Hagel oder Starkregen hin, während schichtartige Nimbostratus-Wolken oft anhaltenden Regen signalisieren.
Temperaturprofile beachten
Die Temperatur in den verschiedenen Schichten der Atmosphäre bestimmt, ob der Niederschlag als Regen, Schnee oder Eisregen fällt. Ein Wechsel der Temperatur kann zu plötzlichen Übergängen führen, die besonders gefährlich im Strassenverkehr sind.
Ungewöhnliche Geräusche wahrnehmen
Hagelkörner, die auf Oberflächen prallen, erzeugen oft ein charakteristisches Prasseln, das intensiver wird, je grösser die Körner sind. Auch bei gefrierendem Regen entsteht ein Knirschen, wenn sich die Eisschicht bildet.