Besteht ein Zusammenhang zwischen Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und Regen?
Also kann man zB sagen dass meistens wenn es regnet hat es davor eine höhere Feuchtigkeit gehabt oder einen etwas niedrigeren Druck oder so?
4 Antworten
Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen. Der Sättigungsgehalt nimmt mit zunehmender Temperatur exponentiell zu. Siehe dazu die Gleichung von Clausius-Clapeyron.
Ja, wenn es regnet, muss zumindest unmittelbar vor Niederschlagseinsatz eine relativ erhöhte Luftfeuchtigkeit vorgelegen haben, anderenfalls wäre der fallende Niederschlag verdunstet und hätte den Boden nicht berührt (Virga). Hier spielen aber auch Tropfengrösse und Niederschlagsintensität u. a. eine Rolle, denn je grösser der Tropfen (der gefrorene Hydrometeor), desto mehr Zeit wird zur Verdunstung benötigt. Da Verdunstung und Sublimation der Umgebung Wärme entziehen und gleichzeitig die relative Feuchtigkeit zunimmt, kann letztere wiederum bewerkstelligen, dass folgend fallende Hydrometeore nicht so schnell verdunsten und den Boden erreichen.
Eingeschränkt auf eine bestimmte Höhe über Meer ist die Wahrscheinlichkeit für Regen bei niedrigem Druck grösser als bei hohem. Das gilt aber nur gemittelt.
Nur weil der Druck niedrig ist, muss es noch lange nicht regnen oder bewölkt sein. Beispielsweise herrscht im Auge eines Hurrikans das Druckminimum vor, wobei 900 hPa unterschritten werden können, gleichzeitig ist das Auge (bis auf tiefe Stratuswolken) wolkenfrei und vollkommen niederschlagsfrei.
Umgekehrt kann auch bei Hochdruck Niederschlag fallen, zum Beispiel bei einer sehr kalten, winterlichen Inversionswetterlage mit einer mächtigen Stratusschicht oder bei einem Kaltlufttropfen (kalte Luft in der Höhe, häufig in Verbindung mit hohem Luftdruck).
Nein, denn hoher Luftdruck ist eher mit Wolkenauflösung infolge des Absinkens von Luft verbunden als tiefer Luftdruck (eher Konvergenz am Boden und damit aufsteigende Luft ggf. mit Wolken- und Niederschlagsbildung)
Interessant!
Aber zumindest meistens gibt es bei hoher Luftfeuchtigkeit Regen, oder?
Auch nicht. Die Luftfeuchtigkeit über Wasser beträgt permanent nahezu 100 %, und doch regnet es über den Ozeanen nicht allzu oft. Im Südatlantik beispielsweise überwiegen häufig Stratocumulusfelder, die sich über mehrere hunderte Kilometer erstrecken, aber es fällt kaum Niederschlag aus ihnen, obwohl die Luftfeuchtigkeit unterhalb der Wolken sehr hoch ist.
Okay krass, hätte ich nicht gedacht, und wenn wir jetzt von Festland wie Deutschland / Österreich / Schweiz reden?
Wenn die Luft sehr feucht ist und angehoben wird, sei es gezwungen durch Fronten und Gebirge oder ungezwungen durch die Erhitzung der Erdoberfläche (Thermik), und die Luft dabei soweit aufsteigt, dass sie das Hebungskondensationsniveau (engl. LCL, lifting condensation level) erreicht und nach wie vor einen Auftrieb erfährt, kühlt es sich im weiteren Aufstieg mit circa 6.5 °C pro Kilometer Höhe ab. Feuchte, gesättigte Luft hat gegenüber trockener, ungesättigter Luft den entscheidenden Vorteil, dass sie während des Aufstiegs aufgrund der Freisetzung von latenter Energie aus der Kondensation weniger stark abkühlt. Je feuchter die Luft vor dem Aufstieg, desto früher wird das LCL erreicht, weil die Luft bei gleicher Temperatur wie trockenere Luft weniger lange braucht, bis sie soweit abgekühlt ist, dass sie gesättigt wird und kondensiert. Die Kondensation verleiht der Luft gewissermassen Flügel.
Über Festland hat es Gebirge...
Die Wahrscheinlichkeit, dass es bei sehr hoher Luftfeuchtigkeit über dem Festland regnet, ist nur schon wegen der deutlich schnelleren Erhitzung der Erdoberfläche (Thermik) sowie topographiebedingt (Hebung durch Gebirge) grösser als über den Ozeanen. Hinzu kommt, dass die Konzentration von als Kondensationskerne fungierenden Aerosolen über den Kontinenten um das zehn- bis hundertfache höher sind als über den Ozeanen. Ausserdem üben riesige Kondensationskerne, das kann sowohl Salz, das über den Meeren durch starken Wellengang mit der Gischt aufgewirbelt und in der Luft verteilt wurde, oder Mineralstaub, zum Beispiel von Kaolinit, sein, über dem Festland einen weitaus bedeutsameren Einfluss auf die Niederschlagsbildung aus als über den Ozeanen.
Ja wir haben zufälligerweise im Physikstudium vor 2 Tagen noch darüber gesprochen. Ganz klar, steigt die Regenwahrscheinlichkeit bei niedrigem Luftdruck.
Hab durch kurze Recherche noch diesen Link hier gefunden:
https://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/luftdruck-und-wetter
Okay und auch bei höherer Luftfeuchtigkeit? Ist die Temperatur egal?
Bei höherer Luftfeuchtigkeit sinkt dann die Regenwahrscheinlichkeit.
Und die Temperatur ist auch wichtig, weil Wasser ja logischerweise ab einer bestimmten Temperatur verdampft bzw verdunstet usw.
Aus dem Abiturunterricht in Erdkunde weiß ich, dass es bei höherer Temperatur häufiger regnet. Es gibt da ne ganz einfache Erklärung: Das Wasser, das verdunstet, muss auch irgendwann wieder runter. Und in der Arktis zum Beispiel ist es so kalt, dass das Wasser gar nicht erst verdunsten kann.
Es gibt aber auch Sonderfälle, wo es warm ist, es aber kein Wasser zum Verdunsten gibt z.B. in der Wüste. Außerdem muss man aufpassen, wo das Wasser, in den Wolken hinweht.
Bei höherer Luftfeuchtigkeit sinkt dann die Regenwahrscheinlichkeit.
Wie denn das?
Übrigens, Verdampfen ist nicht dasselbe wie Verdunsten.
Bist du im Bachelor oder im Master?
Danke für den Hinweis. Aber genau das meinte ich. Mit ,,bzw" meinte ich (fast (Plasma und diese ionisierungssache interresiert ihn im Moment noch nicht)) alle Aggregatszustände. Der Unterschied, ist, dass der Siedepunkt nicht erreicht wird, sonst müssten wir bis 100 Grad Celsius ohne Regen durchhalten - zum Glück ist es hier noch nicht so warm.
Ich nehme an, dass die Wolken durch den Druckunterschied ins Tiefdruckgebiet ,,gezogen" (eigentlich werden sie eher gesagt gedrückt) werden. Bin mir nicht 100 prozentig sicher, weil wir diese Tatsache nur kurz angesprochen haben (unser Thema war da noch ,,Druck").
Bin übrigens im Bachelor.
Die Wolken an sich werden nicht ins Tiefdruckgebiet gezogen. Die Luftmassen verlagern sich in der Zugrichtung des Tiefdruckgebiets, wobei die Druckgradientkraft eine Annäherung der Luftmassen in Richtung des tieferen Drucks, nicht jedoch direkt ins Tiefdruckzentrum hinein bewerkstelligt, da zusätzliche Kräfte wie die Corioliskraft oder die Reibungskraft im Spiel sind. Die Luftmassen vollziehen vielmehr eine umströmende, spiralige Drehung um den tiefen Druck herum, ähnlich dem Abwickeln einer Klopapierrolle.
Wenn dich solche Themen interessieren, kann ich dir wärmstens empfehlen, spätestens im Master Kurse zu Atmosphärenphysik, Wolkendynamik, Wolkenmikrophysik und ähnliches zu besuchen; ist sehr komplex, immer wieder erleuchtend und es wird nie langweilig.
Ja, der Zusammenhang nennt sich dann Wetter oder in größerem Zeitzusammenhang Klima. Es regnet z.B., wenn der Tau-Punkt überschritten wird.
Das hat nichts mit Klima zu tun. Das Klima ist das Wetter an einem Ort gemittelt über 30 Jahre.
Oh, dass hatte ich überlesen. Hast du die Antwort bearbeitet? Weil ich meine, dass das als ich den Kommentar geschrieben habe, noch nicht da gestanden ist, kann mich aber auch täuschen.
Das ist falsch. Die Luft muss sich abkühlen, damit sie Sättigung erreicht, folglich muss sie die Taupunkttemperatur unterschreiten. Sobald diese erreicht ist, kann Kondensation stattfinden und sich eine Wolke bilden.
Damit Regentropfen überhaupt entstehen, bedarf es in allererster Linie einer Übersättigung. Ausserdem müssen bei Temperaturen oberhalb circa -38 Grad (druckabhängig) geeignete Aerosole, Wolkenkondensationskerne oder in kalten Wolken zusätzlich Eisnukleationskerne vorhanden sein, an die der Wasserdampf sich direkt absetzen respektive Wassermoleküle sich anlagern können (Kondensationswachstum und Wachstum durch Deposition).
Sobald das der Fall ist und das Wolkentröpfchen mit einem Radius von wenigen Mikrometern durch die stete Anlagerung von weiteren Wassermolekülen - bis 15 Mikrometer hauptsächlich infolge Diffusion - bei einer gegebenen Übersättigung über den sogenannten kritischen Radius hinauswächst, kann das Wolkentröpfchen - ab 15 Mikrometern vornehmlich durch Kollisions-Koaleszenz (1) - zusehends weiter anwachsen und bald die Grösse eines Nieseltropfens annehmen, der mit wenigen 100 Mikrometern schon relativ schwer ist und durchaus bereits infolge der Erdanziehung in Richtung Boden fallen kann, sofern die Aufwinde in der Wolke nicht allzu gross sind, wie dies in einer Stratuswolke der Fall ist. Wächst dieser Nieseltropfen durch zahlreiche weitere, typischerweise über 10’000 Kollisionen auf Millimetergrösse an, fällt auch dieser irgendwann - falls er nicht vorher von einem Graupel- oder Hagelkorn getroffen und einverleibt werden sollte -, wenn er so schwer ist, dass selbst starke Aufwinde - wie sie in cumulogenen Wolken vorzufinden sind - mit den eingebetteten Turbulenzen ihn nicht mehr auffangen können, nach unten und verlässt die Wolke schliesslich als riesiger Regentropen mit einer beachtlichen Grösse von maximal circa 5 mm.
Ob ein Regentropfen den Erdboden erreicht oder auf dem Weg dorthin verdunstet (Virga), hängt wiederum von der Feuchtigkeit der Umgebung und unterhalb der Wolkenbasis ab.
(1) Kollisions-Koaleszenz bedeutet das Zusammentreffen eines Regentropfens mit einem Wolkentröpfchen oder einem anderen Regentropfen sowie das anschliessende Verschmelzen derselben, also die „Fusion von Wassertropfen in einer Wolke“.
Wäre dem so, dass die Unterschreitung unter den Taupunkt dafür ausreichte, dass es regnet, müsste es bei Nebel immer regnen.
Aber die Wahrscheinlichkeit, dass es bei hohem Druck eher regnet, ist höher, oder?