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Vom Nebel zur staubtrockenen Atmosphäre
MeteoSchweiz-Blog | 01. Dezember 2024

Nicht nur die Temperatur, sondern auch die relative Luftfeuchtigkeit zeigt bei winterlichen Hochdrucklagen sehr grosse Unterschiede. Während es heute in den Hochalpen extrem trocken war, herrschten im Nebel triefend feuchte Bedingungen vor. Wir gehen im heutigen Blog auf diese grossen Unterschiede ein.

Die Luft war aufgrund der extremen Lufttrockenheit und dem äusserst geringen Staubgehalt der Luft derart klar, dass man vom Parpaner Rothorn ob der Lenzerheide GR das Finsteraarhorn im weit entfernten Berner Oberland problemlos erkennen konnte. Bildquelle: https://lenzerheide.roundshot.com
Die Luft war aufgrund der extremen Lufttrockenheit und dem äusserst geringen Staubgehalt der Luft derart klar, dass man vom Parpaner Rothorn ob der Lenzerheide GR das Finsteraarhorn im weit entfernten Berner Oberland problemlos erkennen konnte. Bildquelle: https://lenzerheide.roundshot.com
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Nebel oder tiefer Hochnebel im Mittelland

Wie bei Hochdrucklagen im Winter üblich, lag auch heute über dem Mittelland Nebel oder tiefer Hochnebel. Er löste sich allerdings im Tagesverlauf auf. Innerhalb der Nebelschicht betrug die relative Luftfeuchtigkeit 100 %. Da die Temperatur in Lagen von 800 Metern unter dem Gefrierpunkt lag und ein leichter Wind blies, lagerte sich an Bäumen und anderen Gegenständen sogenanntes Raueis ab.

Bei Gyrenbad ob Turbenthal ZH konnte man heute Vormittag das Raueis an den Bäumen leicht erkennen. Das Raueis deutet darauf hin, dass die Luftfeuchtigkeit zeitweise bei 100 %  gelegen haben muss. Bildquelle: Alexander Giordano.
Bei Gyrenbad ob Turbenthal ZH konnte man heute Vormittag das Raueis an den Bäumen leicht erkennen. Das Raueis deutet darauf hin, dass die Luftfeuchtigkeit zeitweise bei 100 % gelegen haben muss. Bildquelle: Alexander Giordano.

Subsidenz trocknete die Luft in der Höhe stark ab

Bei Hochdrucklagen herrscht in der Regel unterhalb der Tropopause Konvergenz vor, während in den untersten Luftschichten die Luft auseinanderströmt. In den mittleren Atmosphärenschichten herrscht aus Kontinuitätsgründen Absinken vor. Die Absinkgeschwindigkeit ist im Bereich von 500-600 hPa (ca. 4300 bis 5800 m. ü. M.) am stärksten.

Absinken bedeutet Erwärmung und Abtrocknung der Luft. Bei starker Subsidenz ist die Erwärmung und Abtrocknung besonders markant ausgeprägt, weil die Erwärmung rasch erfolgt. Die strahlungsbedingte Abkühlung in der mittleren Troposphäre beträgt bei wolkenfreien Verhältnissen stets etwa 2 Grad pro Tag.

Heute war die Abtrocknung derart stark, dass in Höhenlagen über 2000 Metern die relative Luftfeuchtigkeit nur Werte von 3 bis 5 % aufwies.

Tiefstwert der relativen Luftfeuchtigkeit [%] in der Schweiz zwischen gestern, den 30. November 2024, 12 UTC und heute, den 1. Dezember 2024, 12 UTC. Besonders oberhalb von 2000 m. ü. M. war es sehr trocken.
Tiefstwert der relativen Luftfeuchtigkeit [%] in der Schweiz zwischen gestern, den 30. November 2024, 12 UTC und heute, den 1. Dezember 2024, 12 UTC. Besonders oberhalb von 2000 m. ü. M. war es sehr trocken. (MeteoSchweiz)

Gedankenexperiment zur Subsidenz - moderate Subsidenz

Normalerweise sinkt die Luft in einem Hochdruckgebiet etwa 600 Meter pro Tag ab. Dies ergibt eine trockenadiabatische Erwärmung von 6 Grad, dagegen wirkt eine Abkühlung von ca. 2 Grad. Dies bedeutet, dass sich die Luft insgesamt beim Abstieg von 600 Metern nur um 4 Grad erwärmt hat. Wenn also ein Luftpaket bei 3600 Metern ursprünglich eine Temperatur von 0 Grad hatte, weist dieses Luftpaket einen Tag später auf 3000 Metern 4 Grad auf. Der vertikale Temperaturgradient beträgt damit 0.67 Grad/100 Meter.

Schematische Darstellung von moderater Subsidenz im Bereich von 3000 m. ü. M.
Schematische Darstellung von moderater Subsidenz im Bereich von 3000 m. ü. M. (MeteoSchweiz)

Gedankenexperiment zur Subsidenz - starke Subsidenz

Bei starker Subsidenz kann die Luft pro Tag um 1200 Meter sinken. Dies bedeutet eine trockenadiabatische Erwärmung von 12 Grad, die strahlungsbedingte Abkühlung erreicht wiederum 2 Grad. Das heisst, dass sich die Luft insgesamt beim Abstieg um 10 Grad erwärmt hat. Beim Abstieg um 600 Meter, welche das Luftpaket in diesem Beispiel in einem halben Tag zurücklegt, resultiert eine Erwärmung von 5 Grad. Wenn ein Luftpaket ursprünglich auf 3600 Metern wiederum 0 Grad aufwies, wird in diesem Luftpaket einen halben Tag später auf 3000 Metern eine Temperatur von 5 Grad gemessen. Der vertikale Temperaturgradient beträgt in diesem Fall 0.83 Grad/100 Meter.

Schematische Darstellung von starker Subsidenz im Bereich von 3000 m. ü. M.
Schematische Darstellung von starker Subsidenz im Bereich von 3000 m. ü. M. (MeteoSchweiz)

Starke Subsidenz bringt bei sonst vergleichbaren Bedingungen eine wärmere und trockenere Atmosphäre in höheren Berglagen

Man kann nun weiter die Annahme treffen, dass die Temperatur in grosser Höhe von etwa 12000 Metern, wo das Absinken beginnt, bei schwacher oder starker Subsidenz den gleichen Wert aufweist. In diesem Fall liegt die Temperatur bei starker Subsidenz, das heisst, wenn die Luft die Höhe von 3000 Metern nach längerer Zeit erreicht hat, auf dieser Höhe bedeutend höher als bei schwacher oder moderater Subsidenz.

Schematische Darstellung des Unterschiedes zwischen moderater und starker Subsidenz im Bereich von 3000 m. ü. M.
Schematische Darstellung des Unterschiedes zwischen moderater und starker Subsidenz im Bereich von 3000 m. ü. M. (MeteoSchweiz)