Am gestrigen Mittwoch war bei vielen Winterliebhabern die Freude groß: Die ersten Schneeflocken dieser Saison sind vom Himmel gefallen und sorgten im Bergland teils für Schneedecken über 10 cm. In anderen Teilen Deutschlands kam jedoch nichts anderes als nasse Regentropfen am Erdboden an. Da drängt sich doch die Frage nach dem Entstehungsmechanismus auf: Wann fällt Regen und wann Schnee vom Himmel?

Damit zunächst Wolken und später auch Regen entstehen können, muss die Temperatur einer genügend feuchten Luft soweit absinken, dass in einem gewissen Moment (dem sogenannten Sättigungspunkt) Kondensation erfolgt. Bei der Kondensation bilden sich Tröpfchen, indem Wasserdampf in flüssiges Wasser übergeht. Diesen Vorgang kann man auch gut im Badezimmer beobachten, wenn sich die feuchte, warme Luft als Tröpfchen auf dem Spiegel absetzt. Damit sich Wolken bilden können, braucht es aber zusätzlich noch kleinste Partikel wie Seesalz oder Sandstaub (auch Wolken-Kondensationskeime genannt, engl.: cloud condensation nuclei CCN), auf die sich der Wasserdampf niederschlagen und kondensieren kann. Diesen Vorgang bezeichnet man als heterogene Nukleation.

Die bei der Nukleation entstandenen Tropfen wachsen in einer Wolke durch Aufnahme von weiterem Wasserdampf. Allerdings sind diese Tropfen immer noch zu klein für Niederschlag. Erst durch die sogenannte Koaleszenz, also wenn Tropfen miteinander kollidieren und sich zu einem großen Tropfen vereinen, sind sie groß und schwer genug, dass sie aus der Wolke ausfallen können. Übrigens, ab einem Durchmesser von 0,5 mm spricht man von Regen, darunter von Niesel.

In sogenannten kalten Wolken, also in Wolken, die in ihren oberen Teilen sehr kalt sind, werden die flüssigen Tropfen durch Aufwinde innerhalb der Wolke in Regionen getragen, wo Vereisung stattfindet. Die so entstandenen Eisteilchen wachsen durch Wasserdampfanlagerung, fallen innerhalb der Wolke wieder hinunter und schmelzen. Dann werden sie durch die Aufwinde wieder hinaufgetragen, gefrieren bei der Kollision mit Eiskristallen und können dadurch so schwer werden, dass die Aufwinde sie nicht mehr nach oben tragen können und sie somit aus der Wolke heraus nach unten fallen. Ist die Luft unter der Wolke warm, schmelzen die vereisten Teilchen und am Boden kommt „kalter Regen“ an. Wenn die Luft unter der Wolke nicht warm ist, schmelzen die Teilchen nicht und fallen als Graupel oder Hagel auf den Boden.

Und wie entsteht Schnee? Schnee entsteht, wenn die oben beschriebenen Eiskristalle durch Wasserdampfanlagerung zu Schneekristallen wachsen, diese dann kollidieren und verklumpen. Dadurch formen sich die (gestern mancherorts beobachteten) Schneeflocken. Auch wenn flüssige Tropfen bei einer Kollision mit Eiskristallen gefrieren, bilden sich Schneekristalle. Übrigens entsteht nicht mehr Schnee, je kälter es wird, denn es bedarf einer quasi-flüssigen Schicht auf den Eiskristallen, damit sie aneinanderhaften können.

Es gibt viele verschiedene Formen von Schneekristallen: sechseckige Platten, Säulen, Dendriten, Rosetten – welche Form sich bildet, ist abhängig von der Temperatur und der relativen Feuchte der Luft. Und keine Schneeflocke gleicht einer anderen!

Man sieht – Wasser fällt in unterschiedlichsten Formen vom Himmel, wobei jeder Tropfen und jede Flocke einen ganz eigenen, aufregenden Weg hinter sich hat, wenn sie am Erdboden ankommen.

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann Deutscher Wetterdienst Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach, den 15.10.2015

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