Der Begriff Niederschlag bezeichnet in der Meteorologie Wasser, welches infolge der Schwerkraft in flüssiger (Regen) oder fester Form (Hagel, Schnee, Graupel) aus Wolken auf die Erde fällt, oder sich direkte durch Kondensation oder Resublimation absetzt.
Diese entstehen durch Kondensation der Feuchtigkeit in der Luft mit Hilfe von Kondensationskeimen. Um wieder als Niederschlag auf die Erdoberfläche fallen zu können, muss die Größe (bzw. Masse) der kondensierten Teilchen einen bestimmten Wert überschreiten. Durch den Niederschlag wird der Wasserkreislauf geschlossen.
Die Häufigkeit und die durchschnittliche Menge des Niederschlages sind charakteristisch für die entsprechenden geographischen Gebiete. Der Niederschlag ist dabei ein Faktor, der das lokale Klima bestimmt. Besonders für die Landwirtschaft ist dies relevant, da erst ab einer bestimmten Niederschlagsmenge erfolgreicher Regenfeldbau möglich ist. Verschiedene Niederschlagsmengen können somit auch bestimmten Ökozonen zugeordnet werden.
Niederschlagsmessung
Die meisten Niederschlagsmesser sammeln den Niederschlag als punktuelle Niederschlagsmessung in einem Messgefäß. Ein Millimeter (Messeinheit) entspricht der Wasserhöhe von 1 mm, die sich ergäbe, wenn kein Wasser abflösse. Alternativ wird oft auch die Wassermenge in l/m² (ebene Fläche) angegeben. 1 mm entspricht dabei genau 1 Liter pro Quadratmeter. Jene Anteile, die nicht in Form flüssigen Wassers vorkommen, werden entweder in die entsprechende Menge desselben umgerechnet, oder bei Schnee und Hagel durch leichte Erwärmung, um die Verdampfung und den Messfehler zu verringern, in Wasser umgewandelt.
Über Niederschlagsradare können die gefallenen Mengen inzwischen auch flächendeckend geschätzt werden. Vor allem im Bereich des Hochwassermanagements ist dies von Bedeutung (punktuelle Messwerte verifizieren bzw. kalibrieren). Neben der reinen Niederschlagsmenge sind dabei vor allem die Niederschlagsintensität und die Niederschlagsdauer wichtig.
Langfristige (klimatologische) Niederschlagsmessungen lassen statistische Berechnungen zu, um die mittlere Häufigkeit von unterschiedlichen Niederschlagsereignissen (v. a. Starkregenereignisse) anzugeben, welche Intensität und Dauer zueinander in Bezug setzen.
Künstlicher Niederschlag
Niederschlag kann unter bestimmten meteorologischen Konstellationen künstlich erzeugt werden, indem eine große Menge an künstlichen Eiskeimen, also Kondensationskernen (zB. Silberiodid) in unterkühlte Wolken ausgebracht wird; siehe Hagelflieger. Industrieschnee ist ebenso künstlicher Niederschlag, der zivilisatorisch bedingt entstehen kann.
Gesetzmäßigkeiten der räumlichen Verbreitung der Niederschläge
- In den Gebirgen hängen die Niederschlagsmengen von der Streichrichtung zum herrschenden Luftstrom ab. (s. Luv und Lee)
- Festlandgebiete erhalten geringere Niederschläge als Meeresgebiete auf gleicher geographischer Breite. (s. Seeklima, Kontinentalklima)
- Hohe Niederschlagssummen in Äquatornähe und gemäßigten Breiten wechseln sich mit niedrigen Niederschlagssummen in den außeräquatorialen Tropen und Polargebieten ab. (s. Tropen, Subtropen, Gemäßigte Zone, Polarklima)
- In den Tropen sind die Ostteile der tropischen Meere ganzjährig feucht, dagegen sind die Westteile nur im Sommer und im Herbst feucht.
Niederschlagsformen
| Bezeichnung | Art | Endzustand | Beschreibung |
|---|---|---|---|
| Regen | fallend | flüssig | Wasser in Tropfenform, andere Typen: Nieselregen, Eisregen (unterkühltes Wasser, dass schlagartig bei Auftreffen gefriert) |
| Schnee | fallend | fest | Lockere, feste Form (Ab etwa −12 °C kondensiert der Wasserdampf direkt zu kleinen Eiskristallen (sog. Resublimation), die sich dann zu Schneeflocken zusammenballen). |
| Graupel | fallend | fest | Unregelmäßige, feste, sehr leichte (lufthaltige) Form (Gefrorene Körnchen von 2–5 mm Größe, die durch kräftige Aufwinde etwa an Kaltfronten entstehen können). |
| Hagel | fallend | fest | Gefrorene Regentropfen (Eis), > 5 mm Durchmesser, die aus einem Kondensationskern und mehreren gefrorenen Schichten bestehen. Die Entstehung erfolgt in Gewittern). |
| Tau | abgesetzt | flüssig | Wasserdampf, der an Objekten zu feinen Wassertröpfchen kondensiert |
| Reif | abgesetzt | fest | Wasserdampf, der an Objekten zu feinen, und auf ausgedehnten kalten Flächen (Schnee/Eis-feldern) bis zu 5cm großen Eiskristallen resublimiert. |
Niederschlagsmenge
Die Niederschlagsmenge ist jene Menge flüssigen Wassers (Niederschlagswasser), die sich bei Niederschlag (Regen, Schnee, Hagel, Nebel usw.) in einer definierten Zeitspanne (siehe auch Niederschlagsintensität) in einem geschlossenen Becken gesammelt hätte. Die Angabe erfolgt in Millimeter [mm]. Physikalisch übersetzt ist damit immer gemeint, ein Millimeter entspricht somit einem Liter pro Quadratmeter. Faktoren wie Verdunstung, Bodenversickerung oder Abfluss werden dabei nicht berücksichtigt.
Wenn die Niederschlagsmenge nicht messbar ist, wird sie mit „kleiner 0,1 mm“ angegeben. Bei Schnee, Hagel etc. muss der Niederschlag erst in flüssige Form gebracht werden, um ihn messen zu können (Wasseräquivalent). Die in Wetterberichten üblichen Angaben "Liter pro Quadratmeter" bedeuten Liter pro Quadratmeter in der vergangenen Stunde (bzw. in den folgenden Stunden bei Warnungen), woraus man auf die Heftigkeit und Stärke der Niederschläge schließen kann. Dennoch ist die Angabe "Millimeter pro Quadratmeter", bzw. nur "Millimeter" zu bevorzugen, da sie, wegen nicht benötigter Umrechnungen, allgemein leichter Verstanden werden kann. Diese Angabe wird meist von Meteorologen und Klimaforschern verwendet und dient auch statistischen Zwecken.
Bei Schneefall wird die Niederschlagsmenge auch in angegeben. Eine Umrechnung in die meteorologisch korrekte Einheit kann nur nach der Bestimmung der Dichte des gefallenen Schnees erfolgen (Wasseräquivalent). Hier bestehen große Unterschiede, da die Dichte zwischen (trockener, lockerer Neuschnee) und (stark gebundener Neuschnee) liegen kann.
Bei Hagel wird die Niederschlagsmenge ebenfalls in cm angegeben, sie bezieht sich aber meist nur auf die Dauer eines Ereignisses und nur auf die Höhe der Hagelschicht am Boden (Der Niederschlag in Form von Regen wird extra angegeben).
Gemessen wird mit zwei verschiedenen Arten von Messgeräten:
- Nichtregistrierende Niederschlagsmesser (Regenmesser)
- Registrierende Niederschlagsmesser (Niederschlagsschreiber, Pluviographen)
Die Niederschlagsmenge kann auch von einem Niederschlagsradar angezeigt werden.
Für die durchschnittliche Menge des Niederschlags im Laufe einer bestimmten Periode an einem definierten Ort, bzw. in einer bestimmten Region existieren folgende meteorologische-klimatologische Ausdrücke.
Monatsniederschlag
Monatsniederschlag, oder auch Monatsmittel des Niederschlags, ist der gesamte Niederschlag eines bestimmten Monats gemittelt über eine bestimmte Anzahl von Jahren (meist 30 Jahre), wobei immer über diesen bestimmten Monat gemittelt wird. Die Angabe erfolgt in Millimeter pro Monat und findet Verwendung in diversen Klimadiagrammen. Bezieht man sich nur auf einen ganz bestimmten Monat, so erfolgt die Angabe inkl. des Jahres.
Jahresniederschlag
Jahresniederschlag, oder auch Jahresmittel des Niederschlags, ist der gesamte Niederschlag eines Jahres gemittelt über eine bestimmte Anzahl von Jahren (meist 30 Jahre). Die Angabe erfolgt in Millimeter pro Jahr und findet Verwendung in diversen Klimadiagrammen. Bezieht man sich nur auf ein ganz bestimmtes Jahr, so wird dies extra angegeben.
Niederschlagsdauer
Der Begriff Niederschlagsdauer steht für die Zeitdauer eines Niederschlagsereignisses. Auf Basis der Niederschlagsdauer unterscheidet man zwischen Dauerniederschlägen und Schauern. Zudem ist sie für die Festlegung von Wiederkehrsintervallen von Starkregenereignissen und Überschwemmungsszenarien notwendig.
Niederschlagsintensität
Als Niederschlagsintensität bezeichnet man den Quotienten aus Niederschlagsmenge und Zeit. Diese wird in der Regel für Regen bei Wetter-Meldungen bzw. Warnungen in Millimeter pro Stunde, bei Schnee in Zentimeter pro Stunde angegeben. Sie bildet zusammen mit der Niederschlagsmenge die Charakteristik eines Niederschlags. Andere Angaben für statistische Zwecke können noch Millimeter (bzw. Zentimeter) pro Tag, Woche, Monat oder Jahr sein. Neben der direkten Berechnung vor Ort können Niederschlagsintensitäten auch durch Radarmessungen bestimmt werden. Dazu zieht man die von der Stärke des Regens abhängige Radarreflektivität heran.
Ein mittelstarker Regenschauer in Mitteleuropa hat eine Intensität um 5 mm/h (entsprechend 5 Liter/m² pro Stunde), ein Starkregen um 30 mm/h. Bei einem heftigen Unwetter kann die Regenmenge auf 50 mm/h und mehr anwachsen[1]. Tropenstürme erreichen Werte von 130 mm/h und weit darüber.
Niederschlagsrekorde
Regen, Positivrekorde
| Zeitintervall | Menge (mm) | Ort | Jahr |
|---|---|---|---|
| 1 Minute | 38 | Barot, Guadeloupe | 1970 |
| 1 Stunde | 40 | Shangdi, China | 1947 |
| 12 Stunden | 1.144 | Foc-Foc, Réunion | 1966 |
| 24 Stunden | 1.825 | Foc-Foc, Réunion | 1966 |
| 1 Woche | 5.003 | Commerson, Réunion | 1980 |
| 1 Monat | 9.300 | Cherrapunji, Indien | 07/1861 |
| 12 Monate | 22.987 | Cherrapunji, Indien | 08/1860 bis 07/1861 |
Regen, Negativrekorde
| Zeitintervall | Menge (mm) | Ort | Jahr |
|---|---|---|---|
| 173 Monate | 0 | Arica Chile | 10/1903 bis 01/1918 |
Siehe auch
Einzelnachweise
- ↑ http://www.abendblatt.de/daten/2002/08/03/53756.html Hamburg 2002: Unwetter mit Regenintensität von 65 mm/h
Weblinks
- Aktuelle Niederschlagsradar von Deutschland
- Regenradar von Deutschland und seinen Bundesländern
- Aktuelle Unwetterwarnungen für Deutschland und Österreich
- Aktuelle Niederschlagswerte für Rheinland-Pfalz (Agrarmeteorologie Rheinland-Pfalz)
- Aktuelle Niederschlagskarte der Schweiz (Neue Zürcher Zeitung)
- Globaler Niederschlag
- Tabelle zur Größe und Auswirkung von Hagel