Wasserdampf spielt in der Meteorologie eine entscheidende Rolle. Der gasförmige Aggregatzustand des Wassers ist trotz seiner getarnten Erscheinungsform als unsichtbares und geruchsloses Gas ein omnipräsenter Bestandteil der Troposphäre. So lautet der Fachbegriff für die unterste Schicht der Erdatmosphäre, die in Abhängigkeit von der Temperatur eine Mächtigkeit von etwa acht Kilometern an den Polen und bis rund 17 Kilometern am Äquator erreicht. Dort spielen sich nahezu alle wetterrelevanten Vorgänge wie beispielsweise Wolkenbildung und Niederschlagsprozesse ab.

Im heutigen Thema des Tages soll es aber insbesondere um den Wasserdampfgehalt in bodennahen Luftschichten gehen. In der Wettervorhersage hat sich diesbezüglich der sogenannte Taupunkt am meisten bewährt. Er definiert die Temperatur, auf die ein ungesättigtes Luftpaket über einer ebenen, chemisch reinen Wasserfläche abgekühlt werden muss, um zur Sättigung zu gelangen. Im Sättigungszustand beträgt die relative Luftfeuchte 100 Prozent, folglich sind Taupunkt und Temperatur dann gleich. Im Falle einer Übersättigung ist die Luft nicht mehr in der Lage zusätzliche Feuchte aufzunehmen, womit sich der überschüssige Wasserdampf in Form von Dunst und Nebel bemerkbar machen würde. Da konform der Weltorganisation für Meteorologie (WMO) die Temperatur standardmäßig in zwei Metern Höhe gemessen wird, liefert die Feuchtemessung im gleichen Niveau den dazugehörigen Taupunkt. Die Differenz wird als sogenannter „Spread“ (engl.: Spanne) bezeichnet. Jahreszeitentypische Werte für Temperatur und Taupunkt geben zudem Charakteristika der entsprechend beteiligten Luftmasse wider.

Der Taupunkt kommt nun in der täglichen Praxis bei verschiedensten Vorhersageparametern zum Einsatz.

1.) Nebel

Da – wie bereits im oberen Abschnitt erwähnt – Nebel eine Übersättigung der Luft darstellt, ist die Zuhilfenahme des Taupunkts für die Nebelvorhersage essentiell. Ist beispielsweise in den Nachtstunden mit Auflockerungen und schwachem Wind zu rechnen und war der Spread in den Abendstunden ohnehin schon gering, so ist die Nebelwahrscheinlichkeit erhöht.

Oder streicht in einem anderen Fall eine feucht-warme Luftmasse mit hohen Taupunkten über kalte Gewässer, bei denen die Wassertemperatur unterhalb des Taupunkts liegt , wird die Luft in den oberflächennahen Schichten rasch abgekühlt, so dass Übersättigung und damit Nebelbildung einsetzt. Bei Süd- oder Südwestlagen ist dieses Naturschauspiel des Seenebels hierzulande oft im Frühjahr über der Nord- und Ostsee zu bestaunen.

2.) Minimumtemperatur

Bei Lagen ohne Luftmassenwechsel liefert der Taupunkt in den Abendstunden allgemeinhin einen guten Richtwert für die zu erwartende Tiefsttemperatur. Bewegt er sich sehr nahe an der gemessenen Temperatur (Spread nahe null), ist kaum mit einer signifikanten Abkühlung in den Nachtstunden zu rechnen. Ist die Differenz im umgekehrten Fall sehr groß, setzt meist schon mit dem Sonnenuntergang eine rasche Temperaturabnahme ein.

3.) Niederschlagsphase

Auch Aussagen bezüglich Fragestellungen wie: „Fällt Schnee und wenn ja, bleibt er auch liegen?“ können mit Hilfe des Taupunkts abgeschätzt werden. Beträgt der Mittelwert von Temperatur und Taupunkt (entspricht näherungsweise der sogenannten „Feuchttemperatur“) kleiner zwei Grad, so ist das Auftreten von Schneefall in der Regel wahrscheinlich, bei null Grad oder weniger bleibt der Schnee bei negativen Belagstemperaturen auch liegen.

Ist es in höheren Luftschichten allerdings deutlich milder (Stichwort „warme Nase“), nützten selbst negative Taupunkte nix und es fällt (gefrierender) Regen. Sinkt der Taupunkt allerdings deutlich unter -5 Grad und reicht die Kaltluftschicht mit negativen Temperaturen vom Boden bis mindestens 750 m über Grund hinauf, so gefriert der Regen nicht erst am Boden, sondern bereits davor und es fallen hauptsächlich Eiskörner.

4.) Gewitter/Schwüle

In unserer Rubrik wurde ja schon mehrfach auf die bekannte Zutatenmethode eingegangen, die letztlich alle Faktoren einer Gewittervorhersage berücksichtigt. Unter dem Punkte „ausreichende bodennahe Feuchtigkeit“ lässt sich auch für den Taupunkt grob folgende Faustregel aufführen: Auf sommerliche Gewitter bezogen, kann man sagen, dass ab etwa 10 Grad Taupunkt erste Gewitter möglich, ab 15 Grad schon recht wahrscheinlich sind. Immer vorausgesetzt, dass auch alles anderen Faktoren gewitterfördernd sind. Erreicht oder überschreitet der Taupunkt sogar großflächig die 20 Grad Marke, so ist die Luftmasse dermaßen schwül und energiegeladen, dass Gewitter oder zumindest kräftige Starkregenfälle fast schon sicher eingeplant werden können.

5.) Wolkenuntergrenze

Gerade in der Flugmeteorologie ist die Kenntnis der Faustformel nach Henning elementar. Sie besagt, dass der Spread multipliziert mit 125 näherungsweise die Untergrenze von Quellwolken in Metern ergibt. Vereinfacht ausgedrückt bedeutet das natürlich auch, dass bei entsprechend großem Spread – also geringer bodennaher Luftfeuchte – keinerlei tiefe Wolken mehr vorkommen können. Diese sind definiert in Höhen vom Erdboden bis 2 Kilometern. Näherungsweise könnte man somit festhalten, dass bei Differenzen von Temperatur zu Taupunkt von Werten größer als 16 Grad Celsius (meteorologisch korrekt wegen einer Differenzbildung eigentlich als „Kelvin“ bezeichnet), keine tiefen Wolken mehr vorkommen. Ausnahme bilden die Hochsommermonate, wo im Tagesverlauf entstehende Quellwolken (Cumulus humilis), die eigentlich zur Gattung der tiefen Wolken gehören, mit Untergrenzen bis an die 3000 Meter vorkommen können und damit eigentlich in das Stockwerk der mittelhohen Wolken hineinragen.

Die genannten Punkte kann man sich nun (zumindest teilweise) auch anhand der aktuellen Wetterlage zunutze machen. Dabei fließt am Rande des umfangreichen Hochs über Skandinavien zunehmend trockenere Luft aus Osten ein. Der Taupunkt über Polen geht derzeit auf Werte um -5 Grad zurück, der Spread erreicht 10 Grad (also liegt die Temperatur bei +5 Grad). Dies hat Wolkenauflösung, nach Punkt 2) allerdings auch erhöhte Frostwahrscheinlichkeit in den nächsten Nächten zur Folge.

Dipl.-Met. Robert Hausen
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 07.03.2024
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