Regen

Unter Regen versteht man die am häufigsten auftretende Form des flüssigen Niederschlags mit einer Tropfengröße von meist 0,6 bis 3 mm. Regen entsteht, wenn durch Abkühlung der Luft der Taupunkt unterschritten wird und ein Teil des Wasserdampfs zu kleinen Wassertröpfchen kondensiert. Durch das Zusammenfließen dieser Wassertröpfchen, die nun schwerer werden, setzt der Regen ein.

Regenschauer

Entstehung und Formen

Regen aus der Ferne gesehen

Regen entsteht in Eiskristallen in der oberen Troposphäre, die als Kondensationskeime für die Ansammlung von weiteren Wassermengen dienen. Wenn sie dann aufgrund der Schwerkraft zur Erdoberfläche fallen, schmelzen sie aufgrund der Luftreibung und erhalten eine Tropfenform. Die Tropfengröße variiert. Der größte bisher fotografierte Tropfen hatte einen Durchmesser von 9 mm; in der Regel zerplatzt ein Tropfen bereits ab 6 mm in kleinere.

Unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen können Regentropfen auch verdunsten, bevor sie die Erdoberfläche erreichen (Geisterregen), bei tiefen Temperaturen in niedrigen Luftschichten hingegen auch gefrieren und als Eiskörner am Boden auftreffen (Eisregen, Hagel).

Ein Großteil des in der Erdatmosphäre enthaltenen Wasserdampfes verdunstet aus den Ozeanen. Daher sind Küstenlandstriche, an denen die vorherrschende Windrichtung landeinwärts und das Meer relativ warm ist, sehr niederschlagsreich.

„Warmer Regen“ entsteht nur dann, wenn der Tropfen aus einer Wolke in einer tiefen Luftschicht ausfällt, d.h. die Umgebungstemperatur relativ hoch ist und die Temperatur auf der Erde absolut gesehen noch viel höher ist, bspw. in den Tropen.

Steigungsregen

Entstehung von Steigungsregen

Steigungsregen, auch Stauregen genannt, ist eine Art der Regenentstehung. Wenn der Wind warme, feuchte Luft vom Meer oder Flachland an Gebirgszügen oder anderen orografischen Erhebungen aufsteigen lässt, wird die Luft mit zunehmender Höhe immer weiter abgekühlt. Dabei sinkt jedoch auch ihre Wasserdampfkapazität und die Lufttemperatur nähert sich immer weiter dem Taupunkt an. Zunächst kühlt sich die Luft nach dem Prinzip der trockenadiabatischen Abkühlung um ein Grad Celsius pro 100 Höhenmeter ab. Sobald eine relative Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent erreicht ist, kühlt sich die Luft nach dem Prinzip der feuchtadiabatischen Abkühlung nur noch um ungefähr 0,6 °C pro 100 Meter ab. Bei dem Prozess kondensiert das gasförmige zu flüssigem Wasser, was latente Wärme freisetzt und zur Wolkenbildung führt. Je nach Stärke der Aufgleitbewegung und Luftfeuchtigkeit kommt es in der Folge oft zu heftigen Niederschlägen. Die konzentrieren sich an den jeweiligen orografischen Hindernissen und erreichen daher oft hohe Niederschlagsintensitäten, was zu Überschwemmungen und Hangrutschen führen kann (in Mitteleuropa besonders bei Vb-Wetterlagen). Gebirge haben auf Grund dieser Vorgänge meist eine Regen- bzw. Wetterseite und eine Regenschattenseite. Die Regenseite wird auch als Luv-Seite und die Regenschattenseite als Lee-Seite bezeichnet. Auf der Lee-Seite erwärmt sich die Luft nach der Abregnung trockenadiabatisch um ein Grad Celsius pro 100 Meter, was den meist regenarmen Föhn hervorruft.

Konvektionsregen

Entstehung von Konvektionsregen

Der Konvektionsregen ist eine Art der Regenentstehung, vor allem in den tropischen Gebieten am Äquator anzutreffen. Da es dort die ganze Zeit schwülwarm ist, verdampft Oberflächenwasser in großen Mengen und kondensiert in der Höhe: Cumulus-Wolken, die häufig zu Gewittern führen, bilden sich. In diesen Gebieten kommt es deswegen am frühen Nachmittag sehr häufig zu Niederschlägen.

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Frontregen

Entstehung von Frontregen

Frontregen ist eine nach ihrer Entstehung an einer Front benannte Regenart.

Frontregen tritt auf, wenn warme, feuchte Luftmassen aus tropischen Gebieten auf kalte polare Luftmassen treffen. Die leichtere Warmluft schiebt sich über die schwere Kaltluft. Beim Aufsteigen kühlt sich die warme Luft ab, der gespeicherte Wasserdampf kondensiert und Wolken bilden sich; es regnet. Diese Art von Regen ist in Europa häufig, nur von kurzer Dauer und auch örtlich begrenzt.

Dauerregen

Als Dauerregen oder Landregen bezeichnet man ein Niederschlagsereignis mit einer langen Niederschlagsdauer. In den gemäßigten Breiten treten diese meistens im Zusammenhang mit einer Warmfrontpassage auf. Die genaue Definition eines Dauerregens ist abhängig vom jeweiligen Klimagebiet, wobei man in Mitteleuropa meistens dann von einem Dauerregen spricht, wenn dieser mit unterbrochenen Regenfällen und einer Heftigkeit von über 0,5 Millimeter pro Stunde über einen Zeitraum von mindestens sechs Stunden verbunden ist.

Sprühregen

Sprühregen oder Nieselregen besteht aus kleinen Tröpfchen, die üblicherweise aus Stratuswolken fallen. Die Tröpfchen haben einen Durchmesser, der kleiner als 0,5 Millimeter ist. Die Sicht ist bei Sprühregen oft eingeschränkt. Sprühregenschauer kommen nur über der See vor und fallen aus Stratocumuluswolken und werden auch als Miniaturschauer bezeichnet. Bei einer Niederschlagsintensität von bis zu 0,2 Millimeter je Stunde spricht man von einem leichten, bei 0,2 bis 0,5 Millimeter je Stunde von einem mäßigen und bei über 0,5 Millimeter je Stunde von einem starken Sprühregen.

Gefrierender Regen

Eiskruste um das Geäst eines Baumes infolge gefrierenden Regens

Durch Antauen und Wiedergefrieren gelöste Schicht gefrorenen Regens an einem Verkehrsschild.

Gefrierender Regen (auch unterkühlter Regen; ugs.: Eisregen), besteht aus unterkühlten Regentropfen, also aus Wassertropfen, die kälter als 0 °C, aber trotzdem noch flüssig sind.

Unterkühlte Tropfen entstehen, wenn Regentropfen durch eine kalte Luftschicht fallen. Da auf diese Art auch Eiskörner entstehen, treten gefrierender Regen und Niederschlag aus Eiskörnern oft zusammen auf. Beide Hydrometeore werden im alltäglichen Sprachgebrauch als Eisregen bezeichnet, meteorologisch korrekt ist dies allerdings nur bei den Eiskörnern.

Treffen diese unterkühlten Tropfen auf eine Oberfläche, so gefrieren sie schlagartig. Auf Fahrbahnen führt dies zu starker Straßenglätte, auf der selbst Autos mit Winterreifen kaum Halt finden. Gefährlich ist gefrierender Regen auch für Flugzeuge, da die Eisschicht zum einen zusätzliches Gewicht am Flugzeug verursacht, zum anderen das Tragflächenprofil verändert und somit Turbulenzen entstehen können, die die Flugstabilität und den Auftrieb deutlich vermindern.

Im Gegensatz zu gefrierendem Regen bereits gefrorene Niederschläge sind (echter) Eisregen, Hagel, Graupel und Griesel.

Siehe auch:

Commons: Gefrierender Regen – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Messung

Regen, wird in „mm Niederschlagshöhe“ in einem genormten Auffangbehälter gemessen. Ein Millimeter Niederschlag entspricht einem Liter pro Quadratmeter (siehe dazu Regenhöhe).

Fallgeschwindigkeit

Der kondensierende Wasserdampf bildet zunächst Feinsttröpfchen, die mit zunehmender Größe immer schwerer werden. Wenn die Gewichtskraft der Tropfen größer als deren Auftriebskraft geworden ist, beginnt es zu regnen und die Regentropfen fallen mit zunehmender Geschwindigkeit zur Erde. Der Luftwiderstand der Tropfen nimmt mit dem Quadrat der Fallgeschwindigkeit so lange zu, bis Gewichtskraft und Widerstandskraft gleich groß geworden sind, dann fällt der Regentropfen mit konstanter Fallgeschwindigkeit weiter. Dieses Kräftegleichgewicht bei konstanter Fallgeschwindigkeit ist Ansatzpunkt für die folgende annähernde Berechnung:

${\begin{matrix}{\mbox{Gewichtskraft}}&=&{\mbox{Luftwiderstandskraft}}\\F_{m}&=+&F_{l}h\\m\cdot g&=&c_{w}\cdot A\cdot {\frac {\rho _{L}}{2}}\cdot {v_{E}}^{2}\end{matrix}}$

Diese Beziehung kann nach der Fallgeschwindigkeit aufgelöst werden:

$v_{E}={\sqrt {\frac {8\cdot r\cdot g\cdot \rho _{W}}{3\cdot c_{w}\cdot \rho _{L}}}}$

Dabei haben die einzelnen Variablen folgende Bedeutung:

• $m$: Masse des Tropfens
• $g$: Erdbeschleunigung
• $c_{w}$: ≈ 1, Strömungswiderstandskoeffizient des Tropfens
• $A$: Kreisfläche des Tropfens als Widerstandsfläche
• $\rho _{L}$: Dichte der Luft
• $v_{E}$: max. Fallgeschwindigkeit
• $r$: Tropfenradius
• $\rho _{W}$: Dichte des Wassers

Als grobe Abschätzung dient folgende Beziehung:

Fallgeschwindigkeit in m/s ≈ 2 * Tropfendurchmesser in mm

Ein Tropfen der Größe 1 mm fällt mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 m/s ≈ 7 km/h.

Wirkung

Regenpfützen

Regen wäscht die Luft aus. Neben dem Staub löst er auch Sauerstoff, Stickstoff, Kohlensäure, Schwefelsäure und Salpetersäure. Dadurch fördert er die Verwitterung von Gesteinen und wirkt als Dünger. Diese Beimengungen können so hoch konzentriert sein, dass er sich färbt (gelber Schwefelregen, roter Blutregen). Nach dem Regen ist auch die Pollenkonzentration der Luft reduziert.

Starker Regen führt zu Regenerosion des Bodens, aber auch an Maschinen (z. B. Flugzeugflügel), langanhaltender Regen kann zu Vernässung führen.

Kulturgeschichte

In zahlreichen Kulturen, insbesondere solchen in von Dürre und Trockenheiten geplagten Gebieten, wurde der Regen geradezu mythisch verehrt. Vielfach versuchte man dem erhofften Niederschlag durch magische Praktiken nachzuhelfen; ein Beispiel hierfür sind die Regentänze verschiedener afrikanischer und indigener Völker.

Auch in China war der Regen Symbol für Fruchtbarkeit und Zeugung. Nach alten mythologischen Vorstellungen erzeugte ihn der Drache mit Hilfe von Bällen. Unter Wolken-und-Regen-Spiel verstand man die geschlechtliche Vereinigung.

Siehe auch

• Spezielle Regenformen: Wolkenbruch, Schauer, Zenitalniederschlag, Praecipitatio
• Weitergreifend zum Thema: Wetter, Regenzeit, Gewitter, Regenwasser
• Menschliche Einflüsse: Wetterbeeinflussung, Saurer Regen, Künstlicher Regen
• Kulturell-Technisches: Regenbekleidung, Niederschlagsradar, Regensensor (zur automatischen Scheibenwischersteuerung in in Fahrzeugen)

Weblinks

• Herleitung der Fallgeschwindigkeit eines Regentropfens (PDF)

Commons: Regen – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Regen – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Wikiquote: Regen – Zitate

Wiktionary: regnen – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen