Als ich gestern abend durch die nebelige Winterlandschaft fuhr, und die von Eiskristallen übersäte Landschaft im Abendlicht sah, Bäume und Sträucher, die von einem pudrigen weißen Überzug bedeckt waren und sich nur undeutlich aus dem golden angestrahlten Nebel abhoben, dachte ich mir, daß es vielleicht noch mehr Menschen interessiert, wie solches in der Natur entstehen kann. Wie Nebel entsteht, der solche Schönheit schaffen kann.

Was ist Nebel, und wie entsteht er?

Die einfache Antwort darauf lautet, dass Wasserdampf an Kleinstpartikeln der Luft kondensiert und so zu Wassertröpfchen wird. Diese können in unterkühltem Zustand an Oberflächen zu Eiskristallen werden.

Ein wenig ausführlicher wird es im folgenden.

Eigentlich ist es ganz einfach. In unserer Luft ist Wasser in Form von Dampf enthalten. Dieser Wasserdampf ist unsichtbar. Wir kennen ihn unter dem Begriff Luftfeuchte. Wieviel Wasser die Luft als Dampf aufnehmen kann, ist von ihrer Temperatur abhängig. Warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte Luft.

Kalte Luft von 0°C kann etwa 5 g Wasserdampf pro Kubikmeter aufnehmen. Je wärmer die Luft wird, um so mehr Wasserdampf kann sie maximal enthalten .
Die Angaben in Gramm sind keine exakten Werte.

Die relative Luftfeuchte gibt an, zu wieviel Prozent die Luft bei der ihr eigenen Temperatur mit Wasserdampf gesättigt ist. Wenn die Luft also bei 20 °C weniger als 17g Wasserdampf pro Kubikmeter enthält, so hat sie weniger als 100% rel. Luftfeuchte. Hat man beispielsweise eine Luftmasse mit einer Temperatur von 18°C und einer relativen Luftfeuchte von 60% und erwärmt sie auf 25°C, so hat sie danach nur noch 40% relative Luftfeuchte, obwohl die Wassermenge konstant geblieben ist. Wenn die Luft aber abgekühlt wird, erreicht sie irgendwann den Punkt, an dem 100% Luftfeuchte erreicht wird, der sogenannte Taupunkt. Ab diesem Zustand schlägt sich der Wasserdampf als Kondensat nieder, es bildet sich Nebel.

Woran bildet sich denn das Kondensat?

Die Luft enthält immer Partikel, Staub, Ruß oder Asche, Hautschuppen, Pilzsporen oder Baum und Grassamen. An diesem Partikeln kondensiert der Wasserdampf zu Nebel. Dies kann sogar, bei einer hohen Partikelkonzentration in der Luft schon bei weniger als 100% rel. Luftfeuchte geschehen.

Man unterscheidet drei Möglichkeiten, wie in der Natur Nebel entstehen kann.

1. Durch Abkühlung (Bodennebel, Talnebel, Hochnebel),
2. durch Wasserdampfanreicherung (Warmfrontnebel) und
3. durch Mischung (Mischungsnebel).

Bodennebel

Bodennebel ist ein, wie der Name schon sagt, dem Erdboden aufliegender Nebel, der selten über einen Meter mächtig wird. Tagsüber heizen sich vor allem die unteren Luftschichten bedingt durch den von der Sonne erhitzten Erdboden stärker auf und können dann besonders viel Wasserdampf aufnehmen. Bei ruhigem Wetter werden diese Luftmassen kaum verdriftet. Kühlt es zum Abend und in der Nacht ab, kann die Temperatur dieser Luftmasse gerade bei klarem Himmel, bei der die Ausstrahlung (Wärmestrahlung) des Bodens besonders hoch ist, unter den Taupunkt geraten und der Bodennnebel entsteht. Begünstigt wird die Bildung des Nebels durch eine feuchte Erdoberfläche, z.B. über frisch gepflügten Ackern oder über Seen.

Talnebel

Täler zeichnen sich, was den Nebel angeht, dadurch aus, daß sie von Hängen umgeben sind. Vor allem (aber nicht nur) im Herbst, wenn die Sonne die Hänge tagsüber noch stark erwärmt, sie aber in der Nacht auskühlen, entsteht, da kalte Luft zu Boden sinkt, ein kalter Wind die Hänge hinunter ins Tal, der sogenannte katabische Wind. Bei ruhigem Wetter gibt es kaum Austausch mit den darüberliegenden Luftschichten, die wärmer sind. Wenn wärmere Luftschichten über kühleren Luftschichten liegen, wird von einer Inversion gesprochen. Die warme Luft liegt dann wie ein Deckel über der schwereren kalten Luft. Die Abkühlung der Luft im Tal durch die kalten Winde von den Hängen kann den Taupunkt erreichen, so daß sich der Talnebel bildet. Die Obergrenze dieses Nebels ist oft zur Talmitte hin nach oben gewölbt. Bewirkt wird das durch das Hangwindsystem, da die von den Hängen kommende Luft sich im Tal treffen und nach oben auszuweichen suchen.

Hochnebel

Hochnebel entsteht infolge von Inversionswetterlagen. Es handelt sich um eine sehr gleichmäßige Wolkendecke unterhalb von abgehobenen Inversionen, also innerhalb, aber an der Obergrenze, von unter warmer Luft liegenden Kaltluftmassen. Die Obergrenze dieses Nebels kann nur einige 100 m über dem Erdboden liegen, sie kann aber auch bis zu 2000 m Höhe erreichen oder dem Erdboden aufliegen. Die Kaltluftschicht kann durch negative Strahlungsbilanz (z.B. im Winter), oder bei beispielsweise Passatwinden durch das Überstreichen eines kälteren Untergrundes (Wasserflächen) entstehen.

Warmfrontnebel

Warmfrontnebel entsteht, wenn eine warme, feuchte Luftmasse kältere Luftmassen verdrängt.. Vor allem im Winter bildet sich durch zähe bodennahe Kaltluft eine Kaltluftschleppe an der Warmfront aus. In dieser Schleppe tritt häufig Nebel auf, vor allem durch Wasserdampfanreicherung durch den von oben hereinfallenden Niederschlag.

Mischungsnebel

Wenn zwei Luftmassen unterschiedlicher Temperatur und Wasserdampfgehalt sich mischen, kann dadurch der Taupunkt erreicht werden und sich Nebel bilden. Als ein kleines Beispiel dafür mag die Atemwolke gelten, die jeder von uns bei kaltem Wetter schon gesehen hat. Unsere Atemluft ist warm und feucht, die winterliche Umgebungsluft aber recht kalt. Mischen sich diese beiden, entsteht zunächst feiner Nebel, der sich auflöst, sobald sich die Atemluft weiter verteilt und damit die relative Luftfeuchte wieder sinkt.

In den Bereich der Nebelbildung durch Abkühlung gehört auch der sogenannte Advektiondnebel. Er entsteht, wenn feuchtwarme Luft über einen kalten Untergrund geführt, und dabei unter den Taupunkt abgekühlt wird. Seenebel über kalten Meereströmen oder Küstennebel bei ablandigem Wind gehören dazu.

Nebel bildet sich auch durch Verdunstung über warmen Wasser oder über eisfreien Rinnen. Man kann Verdunstungsnebel an kalten Tagen über Wasserflächen sehen, wenn die Abkühlung so schnell hereingebrochen ist, daß das Wasser noch viel wärmer ist, als die umgebende Luft (10°C). Sobald die Luft sich erwärmt oder das Wasser abkühlt verschwindet dieser Nebel wieder.

Rauhreif

Und nun kommen wir zurück zu gestern Abend, als ich die vielen Eiskristalle an den Bäumen bewundert habe. Sie sind entstanden, als die unterkühlten Wasser tröpfchen des Nebels an den kalten Oberflächen angefroren sind und dabei zu Eiskristallen wuchsen. Rauhreif, dann darum handelt es sich, kann nur bei Temperaturen unter -8°C, andere Quellen gehen von -10°C aus, entstehen, wenn unterkühlter Nebel an Pflanzen und anderen Oberflächen kristallisiert.

Auch ohne Nebel kann Reif entstehen, hier geht der Wasserdampf aus der Luft an den Oberflächen direkt in Eis über und bildet Eiskristalle oder -schuppen aus.

Leider hatte ich keine Gelegenheit, Photos vom Rauhreif und den nebelverhangenen Bäumen zu machen, daher schaut doch bei www.wolkenatlas.de vorbei, dort gibt es herrliche Bilder.

Inhalt und Design by Andrea
10 Januar 2002
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