Wetter

Schneefallgrenze vorhersagen

Nicht die Höhenlagen oberhalb von 500m über Normal Null (ü.NN; in Deutschland über Nordseepegel Amsterdam, in Österreich über Adriapegel Triest) haben weitreichenden Einfluss auf das Wetter, sondern die darunter. Hier können 100m Schwankung der Schneefallgrenze darüber entscheiden, ob es über weiträumigen Landschaften regnet oder schneit – mit allen Folgen für Verkehrslage und Gesundheit der Menschen.

Aus Wolken fällt zumeist Schnee, der auf dem Weg zum Boden in der warmen Luft schmilzt, dann regnet es. Ist dagegen die Luft bis zum Boden durchgängig zumindest 0°C kalt, schneit es. Die Schneefallgrenze sollte dann dort verlaufen, wo die Temperatur der bodennahen Luft die Frostgrenze übersteigt und der Schnee schmilzt. Doch ganz so einfach lässt sich die Grenze nicht vorhersagen, auch wenn sie sich manchmal sehr markant in der Landschaft abzeichnet: als übergangsloser scharfer Wechsel zwischen weiß und grünbraungrau.

Die Schneefallgrenze ist eine oft mehrere hundert Meter mächtige Luftschicht unterhalb der Nullgradgrenze. Hier schmelzen die ersten Schneekristalle während andere gerade noch bestehen bleiben. Mehrere Wetterfaktoren bestimmen, wie dick diese Luftschicht ist:

Absolute Temperatur der Luft
Temperaturänderung pro Höhenmeter (Tempearturgradient)
Luftfeuchte
Luftdruck
Wind (Verwirbelung beeinflusst die Sinkgeschwindigkeit der Flocken)

Nullgradgrenze in der Atmosphäre zu berechnen nutzen Meteorologen eine spezielle Höhenwetterkarte, in der die Temperaturverteilung in einem Druckniveau von 850 hPa (Hektopascal) darstellt ist. Dieser Luftdruck herrscht gemeinhin in 1.460 m ü.NN, kann aber in Hoch- und Tiefdruckgebieten nach oben bzw. nach unten variieren. Die einzelnen Höhen, in der sich das 850 hPa - Niveau befindet, werden durch schwarze Linien gekennzeichnet. Meteorologen sprechen von Linien gleichen Geopotentials (Isohypsen). Die Höhe dieser Isohypsen wird in der Einheit gpdam (geopotentielle Dekameter) angegeben, wobei dieser Wert mit zehn multipliziert ungefähr die Höhe in „Meter“ ergibt. Die Bereiche in denen bei 850 hPa die selbe Temperatur herrscht, heißen Isothermen. Sie werden als weiße Grenzlinien der je Farbflächen in einem Abstand von 2°C in die Höhenwetterkarte eingezeichnet.

Aus solchen Darstellungen können Meteorologen für eine spezielle Region die Lufttemperatur und die Höhe, in der die Temperatur vorliegt, abschätzen. Um die Nullgradgrenze präzise zu berechnen, benötigen sie jedoch noch einen weiteren Wert: die Temperaturabnahme mit der Höhe. Zumeist liegen darüber keine hinreichend exakten Messwerte vor; der Näherungswert geht von 0,65°C pro 100m Höhenunterschied aus (feuchtadiabatischer Temperaturgradient). Die Methode setzt einen gleichmäßigen und regelhaften Aufbau der Luftschichtung in der Atmosphäre voraus. Nur dann lässt sich die Nullgradgrenze zutreffende bestimmen. So ist die Berechnung bei winterlicher Inversionswetterlage, wenn Warmluft sich über kälter bodennahe Luftmassen schichtet (sonnige Fernsicht auf den Gipfeln, kalter Nebel im Tal), unbrauchbar.

An der Nullgradgrenze beginnen Schneeflocken zu schmelzen, doch wo (in welchen Höhe auf dem Weg zum Erdboden) sind alle Kristalle komplett geschmolzen, so dass es regnet, wie weit reicht der Schneeregen? Dafür ist die Luftfeuchtigkeit in den Luftschichten unterhalb der Nullgradgrenze von großer Bedeutung. Bei einer nahezu gesättigter Luft (relative Luftfeuchtigkeit 100 %) beginnt der Schmelzprozess direkt mit Erreichen der Nullgradgrenze. Liegt die relative Luftfeuchte deutlich unter 100 %, wird der Schneeflocke durch Sublimation (direkter Übergang von der festen Phase in die Dampfphase) Wärmeenergie entzogen, wodurch sich der Schmelzprozess verzögert. Rieselt der Schnee durch relativ trockene Luft bleiben die Flocken auch bei einer Temperatur knapp über 0°C erhalten; auch mehrere hundert Meter unterhalb der Nullgradgrenze (bis maximal 7°C) kann es noch schneien.

Für eine präzise Vorhersage der Schneefallgrenze müssten den Meteorologen zu jeder Zeit und für jeden Ort aktuelle Messungen über die vertikale Temperatur- und Feuchteverteilung der Atmosphäre vorliegen. Auch heutzutage, im Zeitalter der Wettersateliten, ist das Messnetz dafür noch zu lückenhaft. Jedoch sind durch die Modellberechungen für einen kurzfristigen Zeitraum hinrechend präzise Vorhersagen möglich, langfristige Prognosen bleiben vage. Hat man diese Modellberechnungen nicht zur Hand, kann als Richtwert eine etwa 200 bis 300 m dicke Schmelzschicht unterhalb der Nullgradgrenze angenommen werden. In der topographisch wenig spektakulären Landschaft des Norddeutschen Tieflandes können die 300 m Höhenunterschied mehrere hundert Kilometer weit reichen. Für Berlin, mit seinem recht flachen Profil von 35m üNN (Flughafen Tegel) bis 115m (Müggelberg; aufgeschütteter Teufelsberg 120m), ist das zumeist genau genug. Liegt die Stadt in der Schmelzschicht, fällt Schneeregen. Doch Wien erstreckt sich von 151 m üNN in der Lobau bis zu 542 m auf dem Hermannskogel. Eine Schneefallvorhersage muss hier auf den Stadtteil genau erfolgen – doch das gelingt nicht immer. Denn die urbane Umgebung hat erheblichen Einfluss auf den Temperaturgradienten in der bodennahen Luftschicht und auf die Luftfeuchte.

Schnee hat positive und negative Effekte auf die Gesundheit. Die großen Flocken säubern die Luft sehr effektiv von Ruß und Staub. Dazu genügen schon geringe Niederschlagsmengen. Gerade im Winter, wenn Heizungsbetrieb und so manches Kaminfeuer die Luft belastet, ist diese Reinigungsfunktion sehr hilfreich. Auf der anderen Seite werden die Straßen glatt, die Unfallgefahr steigt für Fußgänger und Autofahrer. Zumindest während es schneit schwindet die Begeisterung für Aktivitäten im Freien. Dabei sollten sich die Menschen gerade im Winter an der frischen Luft bewegen. Auch bei trübem Wetter ist das Tageslicht ist sehr viel besser geeignet die gute Laune zu verbessern, als die elektrische Beleuchtung im Haus. Die innere Uhr wird wieder optimal reguliert, damit verbessert sich auch die Schlafqualität. Schneefall, insbesondere Schneeregen hält viele Menschen davon ab; wer geht schon gern bei so garstigem Wetter vor die Tür. Gut für die Gesundheit ist das jedoch nicht.

Quellen:

M.Sc.-Met. Andreas Würtz: Bestimmung der Schneefallgrenze. Thema des Tages, Newsletter des Deutschen Wetterdienstes (DWD) vom 20.01.2015

Erstellt am 21. Januar 2015
Zuletzt aktualisiert am 21. Januar 2015