Niederschlag

Unter Niederschlag versteht man in der Meteorologie Wasser inklusive seiner Verunreinigungen, das aus Wolken, Nebel oder Dunst (beides Wolken in Kontakt mit dem Boden) oder wasserdampf­haltiger Luft (Luftfeuchtigkeit) stammt und das

• infolge der Schwerkraft in flüssiger oder fester Form auf die Erde fällt
• oder vom Wind aufgewirbelt wird
• oder sich auf der Erde ablagert oder abfließt
• oder sich in fester Form aus (unterkühltem) Wasser als Vereisung an Oberflächen anlagert
• oder sich als Beschlag direkt durch Kondensation oder Resublimation an Objekten absetzt

Beispiele von flüssigem Niederschlag

fallend	aufgeweht	abgelagert oder abfließend	angelagert	kondensiert
Regen Eisregen Tropfen	Schlag­regen	Regen­pfütze Regen­wasser Schneeschmelze	Nebeltraufe Nebeltau	Tau Kondenswasser

Beispiele von festem Niederschlag

fallend	aufgeweht	abgelagert	angelagert (Vereisung)	resublimiert
Schnee Graupel Hagel Schneegriesel Eiskorn	Schnee­gestöber Schnee­sturm Blizzard Schnee­treiben Schnee­fegen Trieb­schnee Flugschnee	Schneedecke Schnee­verwehung Schwimmschnee Wechte Schneematsch	Raureif Raufrost Raueis Eisblume Eis Klareis Eisglätte Eiszapfen	Reif Flimmer­schnee

Bei der Kondensation aus feuchter Luft geht Kondensationswärme, beim Resublimieren geht Resublimationswärme aus dem Wasserdampf, beim Gefrieren geht Gefrierwärme aus dem Wasser in die Umgebung (Luft, Wasser, Bewuchs, sonstige Oberflächen) über. Gefriert unterkühlter Nebel oder unterkühlter Regen so ist der Wärmeübergang gering. Beim Verdunsten und Sublimieren von Niederschlag wird Wärme der Umgebung entzogen, dies wirkt abkühlend verhindert eine Überhitzung der Erdoberfläche und reguliert das (Klein)Klima.

Wolken entstehen von Kondensationskeimen ausgehend durch Kondensation der Feuchtigkeit in der Luft . 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.

Spezifikationen

Regen

Schnee

Hagel

Bezeichnung	Art	Endzustand	Beschreibung
Regen	fallend	flüssig	Wasser in Tropfenform, andere Typen: Nieselregen, Eisregen (unterkühltes Wasser, das schlagartig bei Auftreffen gefriert)
Nebelnässen	fallend	flüssig	Wasser in sehr kleiner Tropfenform. Deswegen sehr kleine Niederschlagsmenge
Schnee	fallend	fest	Lockere, feste Form (Ab etwa −12 °C kondensiert der Wasserdampf direkt zu kleinen Eiskristallen (sog. Resublimation – die aber bei Meteorologen oftmals nur Sublimation genannt wird), 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. Es gibt auch unregelmäßig geformte bzw. aus mehreren Einzelkörnern zusammengesetzte Hagelkörner. Die Entstehung erfolgt in Schauern und Gewittern mit sehr starken Aufwinden.
Polarschnee	fallend	fest	Eisnadeln, die bei starkem Frost unmittelbar aus dem Wasserdampf der bodennahen Luft resublimieren und dann zu Boden fallen.
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- bzw. Eisfeldern) bis zu 5 cm großen Eiskristallen resublimiert.

Künstlicher Niederschlag

Niederschlag kann unter bestimmten meteorologischen Konstellationen künstlich erzeugt werden, indem eine große Menge an künstlichen Eiskeimen, also Kondensationskernen (z. B. Silberiodid) in unterkühlte Wolken ausgebracht wird; siehe Hagelflieger. Aus großtechnischen Wasserdampfemissionen stammender Industrieschnee ist ebenso künstlicher Niederschlag, der zivilisatorisch bedingt entstehen kann.

Abgrenzung

Kunstschnee von Beschneiungsanlagen, Kunsteis und Schwarzeis (gefrorenes See- und Meerwasser) werden nicht zu den Niederschlägen gezählt, weil das Wasser nicht direkt und hauptsächlich aus Wolken, Nebel oder Luftfeuchtigkeit stammt. Ortsverlagerter Niederschlag (beispielsweise vom Schneepflug versetzter Schnee, Sprühfahnen, Dachlawinen, Regenwasser in Fließgewässern) bleibt trotzdem Niederschlag.

Gesetzmäßigkeiten der räumlichen Verbreitung der Niederschläge

1. In den Gebirgen hängen die Niederschlagsmengen von der Streichrichtung zum herrschenden Luftstrom ab. (s. Luv und Lee)
2. Festlandgebiete erhalten geringere Niederschläge als Meeresgebiete auf gleicher geographischer Breite. (s. Seeklima, Kontinentalklima)
3. 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)
4. In den Tropen sind die Ostteile der tropischen Meere ganzjährig feucht, dagegen sind die Westteile nur im Sommer und im Herbst feucht.

Niederschlagsmessung

Gemessen wird mit zwei verschiedenen Arten von Messgeräten:

• Nichtregistrierende Niederschlagsmesser (Regenmesser)
• Registrierende Niederschlagsmesser (Niederschlagsschreiber, Pluviographen)

Die meisten Niederschlagsmesser sammeln den Niederschlag als punktuelle Niederschlagsmessung in einem Messgefäß. Ein Millimeter (Messeinheit) entspricht der Wasserhöhe (Niederschlagshöhe) von 1 mm, die sich ergäbe, wenn kein Wasser abflösse oder verdunstete. Alternativ wird oft auch die Wassermenge (Niederschlagsmenge) in $\mathrm {l} /\mathrm {m} ^{2}$ (ebene Fläche) angegeben. Ein Millimeter ist gleich einem Liter pro Quadratmeter. Jene Anteile, die nicht in Form flüssigen Wassers vorkommen, werden entweder in die entsprechende Menge desselben umgerechnet (sofern die Dichte bekannt ist), oder bei Schnee und Hagel durch leichte Erwärmung, um die Verdampfung und den Messfehler zu verringern, in Wasser umgewandelt.

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. 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 Niederschlags-Höhe bzw. Menge sind dabei vor allem auch die Niederschlagsintensität und die Niederschlagsdauer wichtig.

Langfristige (klimatologische) Niederschlagsmessungen lassen statistische Berechnungen zu, um die mittlere Häufigkeit von unterschiedlichen Niederschlagsereignissen (v. a. Starkregenereignisse) anzugeben, die Intensität und Dauer zueinander in Bezug setzen.

Niederschlagshöhe

Die Niederschlagshöhe wird, wie in der Meteorologie gebräuchlich, in Millimeter angegeben und gibt wiederum Aufschluss über die Niederschlagsmenge.

Wenn die Niederschlagshöhe, bzw. die daraus resultierende Niederschlagsmenge nicht messbar ist, wird sie mit „kleiner 0,1 mm“ angegeben. Bei Schneefall, Hagel oder Graupel wird die Niederschlagshöhe auch in $\mathrm {cm}$ (Zentimeter) angegeben. Eine Umrechnung in die Niederschlagsmenge in Litern, bzw. in die wasseräquivalente Niederschlagshöhe pro Quadratmeter kann nur nach Bestimmung der Dichte erfolgen, da bei gefrorenen Niederschlägen große Unterschiede bestehen können.

• Für Schnee liegen diese zum Beispiel zwischen $30\,\mathrm {kg} /\mathrm {m} ^{3}$ (trockener, lockerer Neuschnee) und $200\,\mathrm {kg} /\mathrm {m} ^{3}$ (stark gebundener Neuschnee): Neuschnee hat also etwa ¹⁄₁₀ (bis ¹⁄₁₅ bis ¹⁄₃₀) der Dichte von Wasser, sitzt aber recht schnell (innerhalb Stunden, insbesondere durch das gewicht der darübergeschneiten Schichten) auf grob ¹⁄₃ zusammen, sodass 1 Meter Neuschnee und 30 cm gesetzter Schnee etwa 100 mm Regen entsprechen.
• Bei Hagel bezieht sich die Angabe der Niederschlagshöhe nur auf die Dauer eines Ereignisses und meist nur auf die Höhe der Hagelschicht am Boden (Der Niederschlag in Form von Regen wird hierbei extra angegeben). Sie wird entsprechtend der Umrechnungen lose Schüttungen in Wassermenge umgerechntet.

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 Litern (1 l ist 1 Kubikdezimeter $\mathrm {dm} ^{3}=10^{-3}\,\mathrm {m} ^{3}$). Wenn nicht anders angegeben, bezieht sich die Niederschlagsmenge auf einen Quadratmeter ($\mathrm {l} /\mathrm {m} ^{2}$) und ist dann zahlenmäßig gleich der Niederschlagshöhe in Millimetern ($\mathrm {dm} ^{3}\,\mathrm {m} ^{-2}={\tfrac {1}{1000}}\,\mathrm {m}$)

Faktoren wie Verdunstung, Bodenversickerung oder Abfluss werden bei der Messung nicht berücksichtigt.

Niederschlagsdauer

Der Begriff Niederschlagsdauer steht für die Zeitdauer eines einzelnen 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 Niederschlagshöhe bzw. -menge und Zeit. Sie ist von der Bemessungsfläche prinzipiell unabhängig, und daher ein normiertes Maß des Niederschlags. Sie hat die Dimension Länge (gemessen in Meter) je Zeit (in Sekunden), also LT⁻¹ in m/s, und wird in der Regel für Regen in Millimeter pro Stunde beziehungsweise Liter je Quadratmeter (und Stunde, was oft unerwähnt bleibt), bei Schnee in Zentimeter pro Stunde angegeben.

• Regen: 1 Liter pro Quadratmeter und Stunde ergibt 1 mm Regenhöhe/-menge in einer Stunde (mm/h)
• Schnee: durchschnittliche Schneehöhe in Zentimeter pro Stunde (cm/h)

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, oder die Niederschlagsdauer eines Ereignisses.

Ein mittelstarker Regenschauer in Mitteleuropa hat eine Intensität um 5 mm/h, ein Starkregen um 30 mm/h oder als Platzregen 5 mm/5 min. Bei einem heftigen Unwetter kann die Regenmenge auf 50 mm/h und mehr anwachsen. Niederschlagsmengen von wenigen 100 mm in einigen Tagen (etwa 300 mm/4 d) führen schon, wenn sie großflächig sind, zu schweren Hochwasserereignissen an den großen Flüssen. Tropenstürme erreichen Werte von 130 mm/h und weit darüber.

Langfristige Niederschlagsmengen (mittlerer Niederschlag, kumulierter Niederschlag)

Für die durchschnittliche Höhe des Niederschlags im Laufe einer bestimmten Periode an einem definierten Ort oder in einer bestimmten Region existieren folgende meteorologische-klimatologische Ausdrücke.

• Monatsniederschlag, oder auch Monatsmittel des Niederschlags, ist die gesamte Niederschlagshöhe 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, oder auch Jahresmittel des Niederschlags, ist die gesamte Niederschlagshöhe 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.

Für die Charakteristika eines speziellen Jahres werden die gemessenen Niederschläge aufsummiert (kumuliert), und dann mit den mittleren Niederschlägen desselben Bemessungszeitraumes verglichen: So kann eine Aussage gemacht werden, ob ein Monat oder Jahr „zu naß“ oder „zu trocken“, ein Winter „schneereich“ ist, oder dass bei einem Starkregenereignis „der Normalniederschlag eines Monats in drei Tagen gefallen“ ist. Ebenso können Klimata und Jahreszeitcharakteristika verglichen werden, also etwa „wintertrocken“, „Niederschlagsmaximum im Spätsommer“.

Niederschlagsrekorde

Regen, Positivrekorde

Zeitintervall	Menge (mm)	Ort	Jahr
1 Minute	38	Barot, Guadeloupe	1970
1 Stunde	401	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	26.461	Cherrapunji, Indien	08/1860–07/1861

• Deutschland:
  • Beim Elbehochwasser im August 2002 fielen binnen 24 Stunden im Erzgebirge in Zinnwald-Georgenfeld (Sachsen) 312 Millimeter. Die Wiederkehrperiode für solche 24-stündigen Niederschläge liegt bei rund 500 Jahren; das Elbehochwasser war ein 'Jahrhunderthochwasser'.
  • Bis dahin galten 260 Millimeter innerhalb von 24 Stunden als deutscher Rekord: vom 6. bis 7. Juli 1906 (jeweils 7 Uhr MESZ) in Zeithain, Kreis Riesa (Sachsen) und vom 7. bis 8. Juli 1954 (jeweils 7 Uhr MESZ) in Stein, Kreis Rosenheim (Oberbayern).

Regional begrenzte Extremniederschläge können auch deutlich höher liegen. So wurde für das Regenereignis am 2. Juni 2008 im baden-württembergischen Killer- und Starzeltal ein Niederschlag von rund 240 Millimeter in einer Stunde ermittelt .

Regen, Negativrekorde

Zeitintervall	Menge (mm)	Ort	Jahr
14,4 Jahre (173 Monate)	0	Arica, Chile	10/1903–01/1918
19 Jahre (228 Monate)	0	Wadi Halfa, Sudan

Siehe auch

• Ausfällbares Niederschlagswasser
• Bergeron-Findeisen-Prozess
• Cloud Cluster

Weblinks

Wiktionary: Niederschlag – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Tabelle zur Größe und Auswirkung von Hagel

Wettervorhersage:

• Aktuelle Niederschlagsradar von Deutschland
• Regenradar von Deutschland und seinen Bundesländern
• Aktuelles Niederschlagsradar mit Vorhersage
• Aktuelle Unwetterwarnungen für Deutschland und Österreich unwetterzentrale.de
• Aktuelle Niederschlagskarte der Schweiz (Neue Zürcher Zeitung)
• Globaler Niederschlag