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Phänologie: Status Hochsommer

Meteorologisch befinden wir uns nun im Sommer. Phänologisch gesehen sind wir mit der Blüte der Winterlinde und der Fruchtreife der Ribisel bereits im Hochsommer angelangt.

Die Natur hat nach anfänglichem Frühstart im Jänner und anschließendem Dornröschenschlaf im März eine wahre Aufholjagd hingelegt. Fast könnte man sagen, sie hat sich selbst überholt …

Mehr dazu: Die phänologische Entwicklung im Frühling 2018

Wasserdampf, das unbekannte Wesen

H2O, die bedeutendste Substanz für das Wettergeschehen, gerade im gasförmigen Zustand. Dennoch werden die Eigenschaften des Wasserdampfs immer wieder falsch eingeschätzt. Auch von Meteorologen! Folgende irrige Vorstellungen sind in Wetterberichten, -büchern und -blogs immer wieder zu lesen:

  1. Wasserdampf ist feucht?

Zwar wird gasförmiges Wasser als Luftfeuchtigkeit bezeichnet, die Luft ist aber nicht mit einer Flüssigkeit durchtränkt, die Verdunstungskälte erzeugt und damit die Erwärmung tagsüber durch die Sonne verzögern würde oder bei Frost die Luft sich noch kälter anfühlen lässt. Beides trifft für flüssiges Wasser – sei es in Form von nassem Boden oder von Nebel, Nieseln, zu nicht aber für den am Hygrometer gemessenen Dampf. Der muss oder kann nicht mehr verdunsten, der ist schon gasförmig!

– Was bei schwüler Luft als Feuchtigkeit spürbar ist, kommt nicht aus der Luft, sondern aus der Haut, in Form von Schweiß und dies nur bei Wärme, nicht bei Kälte.

  1. Wasserdampf ist dunstig? 

    Dunst am Traunsee   © Michael Beisenherz

Auch hier mag die Sprache eine Rolle spielen -schließlich heißt es „Verdunstung“, aber einmal verdunstetes Wasser ist in der Luft unsichtbar, so lange es nicht wieder kondensiert und Wolken bildet. Diese Wolken aus Wassertröpfchen haben im Gegensatz zu Wolken aus Eiskristallen einen scharfen Rand, das heißt, der Dampf ist entweder gesättigt und kondensiert dann überall zu Tröpfchen, oder ungesättigt, gasförmig und damit unsichtbar.

– Der Dunst außerhalb von Wolken besteht in aller Regel aus Festaerosolen, Staubteilchen verschiedener Herkunft.

– Eine Ausnahme sind wasserlösliche Aerosole, Salzkristalle etwa, diese bilden je nach Löslichkeit auch ohne Sättigung Tröpfchen aus Salzlösung, Kochsalz etwa oberhalb von 75 % relativer Feuchte. So kann die Luftfeuchtigkeit den Dunst verstärken, ihn aber niemals alleine erzeugen.

– “Das Wasserziehen“ der Sonne (sichtbare Sonnenstrahlen neben einer die Sonne verdeckenden Wolke):

Wasserziehen           © H. Joachim Schlichting

Was die Strahlen sichtbar macht, sind ebenfalls Staubteilchen. Allerdings zeigt die Wolke selbst die Feuchtigkeit an und der Staub meist eine aufsteigende Strömung, diese optische Erscheinung wird also nicht ganz zu Unrecht als Schlechtwetterzeichen gedeutet.

– Sowohl der Staub als auch der Dampf stammen stets vom Erdboden, Höhenluft ist klar und trocken. Im Hochgebirge gehen Fernsicht und Trockenheit tatsächlich einher, wenn auch unabhängig voneinander. In tiefen Lagen spielt dagegen eher der Kontrast zwischen feuchter, aber staubarmer Meeresluft und trockener, aber oft dunstiger Kontinentalluft die Rolle. Gerade in Ostösterreich ist die Windrichtung schon beim Blick auf den Horizont zu sehen: dunkel und bläulich bei Westwind, weißlich und unscharf bei (Süd-)Ostwind.

  1. Wasserdampf braucht Luft als Trägersubstanz?

Je nach Temperatur kann ein bestimmtes Volumen Luft maximal eine bestimmte Menge Wasserdampf aufnehmen, bis die Sättigung erreicht ist. Eigentlich ist es aber das Volumen allein, das den Wasserdampf aufnimmt, der seinen Sättigungs-Partialdruck unabhängig von Stickstoff, Sauerstoff etc. erreicht.

– Andererseits kann ein Vakuum auch nicht mehr Wasser aufnehmen als dasselbe Volumen trockene Luft. Bei verringertem Druck sinkt der Siedepunkt ab, allerdings steigt der Dampfdruck der Wassers nicht an. Die Brutto-Verdunstungsrate ist damit auch im Vakuum nur von der Temperatur abhängig. Allerdings lässt sich die Netto-Verdunstung durch eine Vakuumpumpe steigern, weil der Wasserdampf sofort abgesaugt wird und nicht zurückkondensieren kann.

– Seerauch (dichte Nebelschwaden über freien Wasserflächen bei Frost): Hier ergibt sich eine beträchtliche Nettoverdunstung, obwohl die kalte Luft eigentlich kaum Wasser aufnehmen kann. Die Verdampfungsrate wird aber nur von der Wasser-, nicht von der Lufttemperatur bestimmt und für die Nettobilanz ist die Differenz Wassertemperatur zu Taupunkt verantwortlich. Der „Spread“ zwischen Temperatur und Taupunkt spielt nur eine Rolle, wenn die Wassertemperatur von der Lufttemperatur abhängig ist, etwa beim Wäschetrocknen. Wenn die kalte Luft den Dampf nicht aufnehmen kann ist es ihr Problem, nicht das des Wassers: Ergebnis ist eben der dichte „Rauch“, sprich Nebel.

Ein Gastbeitrag von Michael Beisenherz – vielen Dank!