Zenitalniederschlag

Zenitalniederschlag ist konvektiver Niederschlag in der innertropischen Konvergenzzone (ITC). Er tritt in den wechselfeuchten Tropen in der Regenzeit nahezu täglich auf, überwiegend am Nachmittag (bei kontinentaler Prägung) bis frühen Abend (bei maritimer Beeinflussung). Dabei folgen die Regenmaxima den mittäglichen Höchstständen der Sonne. Die durch Zenitalregen verursachten Regenzeiten beginnen allerdings etwa drei Wochen nach dem genauen Zenitstand der Sonne oder noch später, denn die Verlagerung der ITC folgt dem Zenitstand mit einer zeitlichen Verzögerung.

Begriffsabgrenzung

Der Zenitalregen ist zu unterscheiden von den beim Tageszeitenklima der immerfeuchten Tropen das ganze Jahr hindurch fast täglich am frühen Nachmittag fallenden Niederschlägen, die durch eine sekundäre ITC unabhängig vom Zenitstand der Sonne verursacht werden.

Ursachen der Zenitalregen

Der senkrechte Einstrahlungswinkel der Sonne erwämt den Boden und die Pflanzendecke besonders stark. Boden und Pflanzen geben diese Wärme an die bodennahe Luft ab.

Normalerweise bewegen sich Luftmassen dem Gradienten des Luftdrucks folgend von Gebieten höheren Luftdrucks zu Gebieten geringeren Luftdrucks. Eine Ausnahme bildet jedoch die Aufwärtsbewegung der Luftmassen in und oberhalb der ITC (und in der sekundären ITC), die vom Hitzetief am Boden bzw. über den Wasserobflächen in Richtung des Höhenhochs am oberen Rand der Troposphäre aufsteigen. Ursache ist die starke Erwärmung der bodennahen Luftmassen durch den mittäglichen Zenitstand der Sonne, die sich durch die Erwärmung ausdehnen, leichter werden und aufsteigen. Wenn die Luftmassen beim raschen Aufsteigen abkühlen, kondensiert der darin enthaltene gasförmige Wasserdampf zu nebelförmigem Wasserdampf, was zu einer starken Wolkenbildung führt. Die dabei freigesetzte Kondensationswärme verstärkt diese Aufwärtsbewegung (siehe feuchtadiabatischer Temperaturgradient). Es entstehen hochreichende Kumuluswolken. Dennoch kühlen die Luftmassen aufgrund des atmosphärischen Temperaturgradienten in großer Höhe stark ab, so dass durch verstärkte Kondensation die Nebeltröpfchen in den Wolken zu Regentropfen werden. Im oberen Bereich der Tropopsphäre bildet sich ein Eisschirm. Deshalb können die Nebeltröpfchen der Wolken auch zu Schnee oder Hagelkörnern werden, die beim Herabfallen durch die Erwärmung schmelzen und unten als große schwere Regentropfen niederprasseln.

Zeitablauf

Das Niederschlagsereignis tritt mit einer Verzögerung gegenüber dem ungefähren mittäglichen Höchststand der Sonne ein. Die Verzögerung liegt zum einen an der noch nach dem Mittag steigenden Temperatur des Bodens (wo die Bodenfeuchte hoch ist) bzw. der bodennahen Luft (wo die Verdunstung durch Pflanzen dominiert), zum anderen an der mit der Temperatur der freien Troposphäre noch stark ansteigenden "Aufnahmefähigkeit der Luft für Feuchtigkeit" (siehe auch Sättigungsdampfdruck). Quellwolken bilden sich zwar schon oft am Vormittag, aber solange die Höhe der Thermik zunimmt, wird relativ trockene Höhenluft zugemischt. Daher fallen die Zentitalregen meist am frühen Nachmittag oder auch erst am späteren Nachmittag. Zenitalregen fallen als kräftige Schauer oder Starkregen und sind häufig von Gewittern begleitet.

Subtropen

Bei subtropischem Ostseitenklima herrscht im Sommer konvektiver Zenitalniederschlag vor, im "Winter" advektiver Passatregen.