Voll vernebelt - Nebelbildung im Winter

Besonders im Herbst und Winter ist es ein bekanntes Phänomen: Nebel,
der gerne in der Früh in Tälern, an Flüssen und Seen beobachtet wird
und sich mitunter bis in den Tag hinein hartnäckig halten kann. Aber
warum ist das so?

Der Begriff Nebel wird generell dann verwendet, wenn die Sichtweite
am Boden weniger als einen Kilometer beträgt. Bei einer Sichtweite
von einem bis acht Kilometern spricht man dagegen von Dunst.
Nebel entsteht durch die Kondensation von Wasser, das in der Luft
zunächst als unsichtbarer Wasserdampf enthalten ist. Kondensation
beschreibt die Änderung des Aggregatszustandes eines Stoffes von der
gasförmigen zur flüssigen Phase.
Eine Luftmasse kann abhängig von ihrer Temperatur und dem
vorherrschenden Luftdruck unterschiedliche Mengen an Wasserdampf
aufnehmen, bevor es mit Erreichen der maximalen Wasserdampfmenge zur
Kondensation kommt.
Wann Kondensation eintreten kann, wird durch die relative Feuchte und
den Taupunkt beschrieben. Eine relative Luftfeuchte von 100%
bedeutet, dass die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist. Die
Temperatur, bei der dies für eine bestimmte Menge an Wasser der Fall
ist, ist der Taupunkt. Kühlt sich die Luft auf diesen Punkt ab, kommt
es zur Kondensation.
Generell liegt der Taupunkt einer Luftmasse tiefer, je weniger
Wasserdampf sie enthält. Das bedeutet, dass es erst bei geringeren
Temperaturen zur Kondensation und damit zur Nebelbildung kommt. Ist
die Luft dagegen feuchter, kondensiert das Wasser bereits bei höheren
Temperaturen aus.

Das Erreichen des Taupunktes und damit die Nebelbildung kann auf
verschiedene Arten geschehen. Beim Abkühlungsnebel wird die Luft, wie
der Name bereits verrät, abgekühlt, bis der Taupunkt erreicht wird.


Eine Möglichkeit der Nebelentstehung durch Abkühlung wird durch den
Strahlungsnebel beschrieben. In klaren, windschwachen Nächten kann
der Erdboden Wärme abstrahlen und rasch auskühlen. Damit sinkt auch
die Temperatur der bodennahen Luftschicht und erreicht den Taupunkt.
Der in der Luft enthaltene Wasserdampf kondensiert aus, es bildet
sich Nebel. Dieses Phänomen ist besonders in Tallagen zu beobachten,
da sich hier so genannte Kaltluftseen bilden können. Da kalte Luft
eine höhere Dichte als wärmere Luft besitzt und somit schwerer ist,
sinkt sie häufig in der Nacht nach unten ab und sammelt sich im Tal.
Dort entsteht der Kaltluftsee, in dem sich Nebel bilden kann.

Eine andere Möglichkeit für die Abkühlung der Luft neben der
Ausstrahlung ist das Heranführen (Advehieren) einer Luftmasse über
einen kühleren Untergrund. Advektionsnebel entsteht, wenn eine
feuchtwarme Luftmasse etwa über einen See strömt. Durch die geringere
Temperatur des Wassers wird die Luftmasse abgekühlt, bis es zur
Nebelbildung kommt.

Die letzte Möglichkeit der Nebelbildung durch Abkühlung bildet der
orographische Nebel. Dieses Phänomen ist besonders an Bergen, aber
auch bereits an niedrigeren Hängen zu beobachten. Strömt Luft auf ein
Hindernis wie einen Berghang zu, wird diese nach oben abgelenkt. Die
Temperatur der aufsteigenden Luft sinkt dann mit der Höhe ab. Durch
die mit dem Aufsteigen verbundene Abkühlung kommt es ebenfalls zur
Nebelbildung.

Zusätzlich kann es zur Nebelbildung kommen, wenn der Luft Wasserdampf
hinzugefügt wird, sodass der Taupunkt ansteigt.
Hier kommt der Verdunstungsnebel ins Spiel. Die Luft über einem
Gewässer kann mit Feuchtigkeit aus diesem so lange angereichert
werden, bis die maximale relative Luftfeuchte von 100 % erreicht ist.


Werden beide bisher geschilderten Möglichkeiten zur Entstehung von
Nebel kombiniert, also die Luft gleichzeitig abgekühlt und mit
Wasserdampf angereichet, entsteht Mischungsnebel. Dieser kommt
besonders in Verbindung mit Niederschlag und Fronten vor.

Zurück zum Winter, wenn die Tage nicht selten "voll vernebelt"
starten. Durch die tieferen Temperaturen tritt besonders der
Strahlungsnebel vermehrt auf. Hinzu kommt, dass sich der Nebel im
Winter länger halten kann als im Sommer. Wenn die Lufttemperatur mit
zunehmender Sonneneinstrahlung nach einer Nebelbildung in der Nacht
wieder steigt, ist auch der Nebel gezwungen sich aufzulösen. Im
Winter dauert es allerdings oft deutlich länger bis es die Sonne
geschafft hat, den Boden und damit die Luft ausreichend aufzuheizen.

B.Sc. Therese Deistler in Zusammenarbeit mit
Dipl.-Met. Adrian Leyser
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 05.02.2020

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