Regentropfen – warum sie nicht wie Tränen aussehen

Wetterwissen der Wetterstation Brachwitz | 19. Oktober 2026

Ein Regentropfen wird in Zeichnungen meist als längliche Träne mit einer spitzen Oberseite dargestellt. Tatsächlich sieht ein fallender Regentropfen ganz anders aus. Kleine Tropfen sind nahezu kugelförmig. Größere Tropfen werden durch den Luftwiderstand zunehmend abgeflacht. Besonders große Tropfen können sich sogar verformen und in kleinere Tropfen zerfallen.

Diese scheinbar unscheinbare Beobachtung führt mitten hinein in die Physik der Wolken und des Niederschlags. Denn die Größe eines Regentropfens bestimmt nicht nur seine Form, sondern auch seine Fallgeschwindigkeit, sein Verhalten im Wind und die Art, wie Regen am Boden wahrgenommen wird.

Ein feiner Nieselregen besteht aus unzähligen sehr kleinen Tröpfchen, die langsam fallen. Bei einem kräftigen Regenschauer treffen dagegen häufig wesentlich größere Tropfen mit deutlich höherer Geschwindigkeit auf den Boden. Dabei kann die Niederschlagsmenge in beiden Fällen stark variieren, denn entscheidend ist neben der Tropfengröße auch, wie viele Tropfen pro Zeit und Fläche fallen.

Kernaussagen

Regentropfen sind nicht tränenförmig. Sehr kleine Tropfen sind annähernd kugelförmig, während größere Tropfen durch aerodynamische Kräfte zunehmend abgeflacht werden.

Die Oberflächenspannung des Wassers wirkt der Verformung entgegen und hält kleine Tropfen in einer kompakten Form. Mit zunehmender Tropfengröße gewinnen Luftwiderstand und Druckunterschiede an Bedeutung.

Wolkentröpfchen besitzen oft nur Durchmesser von etwa zehn bis zwanzig Mikrometern. Sie sind damit erheblich kleiner als typische Regentropfen und fallen so langsam, dass sie von Luftbewegungen lange in der Wolke gehalten werden können.

Damit aus einer Wolke Regen entsteht, müssen zahlreiche kleine Tröpfchen zu größeren Tropfen zusammenwachsen. Das geschieht unter anderem durch Zusammenstöße und Vereinigung von Tröpfchen. In vielen Wolken der mittleren Breiten spielt zusätzlich das Wachstum von Eiskristallen eine wichtige Rolle.

Ein Regentropfen mit etwa zwei Millimetern Durchmesser kann eine Fallgeschwindigkeit von ungefähr sechs bis sieben Metern pro Sekunde erreichen. Sehr große Tropfen fallen schneller, sind jedoch zunehmend instabil.

Tropfen mit Durchmessern deutlich oberhalb von fünf bis sechs Millimetern zerfallen unter atmosphärischen Bedingungen häufig, bevor sie den Boden erreichen.

Meteorologischer Hintergrund

Der Weg eines Regentropfens beginnt lange bevor wir den ersten Regen am Fenster hören. Zunächst muss Luft so weit abkühlen, dass Wasserdampf an winzigen Schwebteilchen kondensieren kann. Diese Kondensationskerne können beispielsweise aus Salz, Staub oder anderen Aerosolen bestehen.

Es bilden sich Wolkentröpfchen. Ihre Durchmesser liegen häufig nur im Bereich weniger Zehntausendstel Meter. Ein einzelnes solches Tröpfchen besitzt ein äußerst geringes Gewicht. Seine Sinkgeschwindigkeit ist entsprechend klein.

Deshalb genügt bereits eine schwache aufsteigende Luftbewegung, um viele Wolkentröpfchen in der Schwebe zu halten. Eine Wolke kann auf diese Weise lange bestehen bleiben, ohne dass aus ihr Niederschlag fällt.

Allein durch weitere Kondensation wachsen Wolkentröpfchen normalerweise nicht schnell genug zu großen Regentropfen heran. Für die Niederschlagsbildung sind deshalb zusätzliche Wachstumsprozesse erforderlich.

In wärmeren Wolken spielt die sogenannte Kollision und Koaleszenz eine wichtige Rolle. Dabei bewegen sich unterschiedlich große Tröpfchen mit verschiedenen Fallgeschwindigkeiten durch die Wolke. Größere Tröpfchen können kleinere einholen, mit ihnen zusammenstoßen und sich mit ihnen vereinigen.

Auf diese Weise entstehen nach und nach größere Tropfen. Je größer ein Tropfen wird, desto mehr Wasser enthält er und desto stärker wirkt die Schwerkraft auf ihn.

Allerdings verläuft dieser Wachstumsprozess nicht bei jedem Zusammenstoß erfolgreich. Manche Tröpfchen prallen voneinander ab oder werden durch die Luftströmung aneinander vorbeigelenkt. Wie schnell Regentropfen wachsen, hängt deshalb unter anderem von der Tropfengrößenverteilung, dem Flüssigwassergehalt der Wolke und den Luftbewegungen ab.

In vielen Wolken über Deutschland kommt ein weiterer Mechanismus hinzu: der Eisphasenprozess. In Wolkenbereichen mit Temperaturen unter null Grad Celsius können unterkühlte Wassertröpfchen und Eiskristalle gleichzeitig vorkommen.

Über einer Eisoberfläche ist der Sättigungsdampfdruck geringer als über einer Wasseroberfläche derselben Temperatur. Dadurch können Eiskristalle auf Kosten der unterkühlten Wassertröpfchen wachsen.

Werden die Eiskristalle schwer genug, beginnen sie zu fallen. Unterwegs können sie weitere Kristalle oder unterkühlte Tröpfchen aufnehmen. Gelangen sie schließlich in wärmere Luftschichten, schmelzen sie und erreichen den Boden als Regentropfen.

Ein erheblicher Teil des Regens in den mittleren Breiten entsteht auf diese Weise zumindest teilweise aus gefrorenen Niederschlagsteilchen. Regen am Boden bedeutet also keineswegs, dass die Niederschlagsteilchen während ihres gesamten Weges flüssig waren.

Doch warum besitzen die fertigen Regentropfen keine Tränenform?

Die Antwort liegt im Kräftegleichgewicht zwischen Oberflächenspannung, Schwerkraft und aerodynamischen Kräften.

Die Oberflächenspannung bewirkt, dass eine Flüssigkeit ihre Oberfläche möglichst klein hält. Für ein gegebenes Volumen besitzt die Kugel die kleinste Oberfläche. Deshalb nehmen sehr kleine frei schwebende Wassertröpfchen annähernd Kugelform an.

Während ein Tropfen fällt, strömt Luft relativ zu ihm an seiner Oberfläche entlang. Der Luftwiderstand und die dadurch entstehenden Druckunterschiede verformen den Tropfen.

Bei kleinen Tropfen ist dieser Einfluss noch gering. Sie bleiben nahezu rund.

Bei größeren Tropfen wird die Unterseite zunehmend abgeflacht. Die Form erinnert dann eher an ein leicht zusammengedrücktes Brötchen als an eine Träne.

Noch größere Tropfen können eine deutliche Einbuchtung an ihrer Unterseite entwickeln. Wird die Verformung zu stark, kann der Tropfen instabil werden und in mehrere kleinere Tropfen zerfallen.

Die bekannte spitze Tropfenform entsteht häufig bei Wasser, das an einem Wasserhahn oder Blatt hängt. Dort wirken zusätzlich die Anheftung an die Oberfläche und die Schwerkraft. Sobald der Tropfen frei fällt, entwickelt sich seine Form unter dem Einfluss der Oberflächenspannung und der Luftströmung weiter.

Auch die Fallgeschwindigkeit ist keineswegs für alle Tropfen gleich. Ein fallender Tropfen wird zunächst durch die Schwerkraft beschleunigt. Mit steigender Geschwindigkeit nimmt der Luftwiderstand zu.

Schließlich können sich Gewichtskraft und Luftwiderstand annähernd ausgleichen. Der Tropfen erreicht dann seine sogenannte Endfallgeschwindigkeit.

Kleine Nieseltröpfchen sinken vergleichsweise langsam. Ein Tropfen von ungefähr einem Millimeter Durchmesser erreicht dagegen bereits mehrere Meter pro Sekunde. Bei einem Durchmesser von etwa zwei Millimetern sind rund sechs bis sieben Meter pro Sekunde möglich.

Die tatsächlichen Werte hängen unter anderem von der Tropfenform und den Eigenschaften der umgebenden Luft ab.

Ein großer Tropfen enthält außerdem wesentlich mehr Wasser als ein kleiner. Verdoppelt sich der Durchmesser eines kugelförmig angenäherten Tropfens, verachtfacht sich sein Volumen.

Das erklärt, warum einzelne große Tropfen erheblich mehr zur Niederschlagsmenge beitragen können als viele winzige Tröpfchen.

Für die Messung des Niederschlags ist das besonders wichtig. Ein Regenmesser erfasst die Wassermenge, die sich auf einer bestimmten Fläche ansammelt. Die Niederschlagshöhe wird gewöhnlich in Millimetern angegeben.

Ein Millimeter Niederschlag entspricht einem Liter Wasser pro Quadratmeter. Ob diese Menge durch viele kleine oder weniger große Tropfen zustande kommt, spielt für die gemessene Wassermenge zunächst keine Rolle.

Für die Wirkung des Regens macht die Tropfengröße dagegen einen Unterschied. Große Tropfen besitzen eine höhere Bewegungsenergie und können auf ungeschütztem Boden stärker zum Aufprall und zur Ablösung kleiner Bodenpartikel beitragen.

Auch der Wind beeinflusst das Verhalten fallender Tropfen. Er kann ihre Bahn ablenken und die Niederschlagsmessung erschweren. Besonders bei kräftigem Wind wird ein Teil des Niederschlags an der Öffnung eines Regenmessers vorbeigeführt.

Hinzu kommt, dass Regentropfen auf ihrem Weg zum Boden verdunsten können. In trockener Luft schrumpfen sie und können unter Umständen vollständig verschwinden, bevor sie die Erdoberfläche erreichen.

Die Form, Größe und Geschwindigkeit von Regentropfen liefern somit wichtige Hinweise auf die physikalischen Vorgänge innerhalb der Wolken und unterhalb ihrer Basis.

Schon gewusst?

Ein Regentropfen mit zwei Millimetern Durchmesser besitzt ungefähr das achtfache Wasservolumen eines Tropfens mit nur einem Millimeter Durchmesser. Bereits kleine Unterschiede im Durchmesser verändern die enthaltene Wassermenge daher erheblich.

Auch die verbreitete Vorstellung, besonders heftiger Regen müsse ausschließlich aus riesigen Tropfen bestehen, ist nicht richtig. Die Niederschlagsintensität ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Tropfengröße, Anzahl und Fallgeschwindigkeit.

Moderne Wetterradargeräte nutzen die Wechselwirkung elektromagnetischer Wellen mit Niederschlagsteilchen. Große Tropfen tragen bei herkömmlichen Radarwellenlängen besonders stark zur gemessenen Rückstreuung bei. Deshalb hängt die Umrechnung eines Radarsignals in eine Niederschlagsintensität von Annahmen über die Größenverteilung der Tropfen ab.

Für die Wetterstation Brachwitz bedeutet das: Ein Regenmesser liefert eine wichtige Information über die gesamte Wassermenge, während ein Wetterradar zusätzlich Hinweise auf die räumliche Verteilung des Niederschlags gibt. Beide Messverfahren ergänzen sich, erfassen aber unterschiedliche physikalische Eigenschaften.

Wer bei einem Herbstschauer genau hinsieht, beobachtet deshalb mehr als nur fallendes Wasser. Jeder Regentropfen ist das Ergebnis zahlreicher Prozesse innerhalb der Atmosphäre – von der Kondensation über das Wachstum in der Wolke bis zum Kräftegleichgewicht während seines Falls zur Erde.