Niederschlag

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Unter Niederschlag versteht man in der Meteorologie Wasser inklusive dessen Verunreinigungen, das aus Wolken, Nebel oder Dunst (beides Wolken in Kontakt mit dem Boden) oder wasserdampfhaltiger Luft (Luftfeuchtigkeit) stammt und das
== Entstehung
Durch Verdunstung und Sublimation gelangt Wasserdampf in die Atmosphäre.
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.
== Auswirkung
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 mitbestimmt.
Besonders für die Landwirtschaft ist er relevant, da erst ab einer bestimmten Niederschlagsmenge erfolgreicher Regenfeldbau möglich ist.
Aus einer angetroffenen Ökozone kann daher meist grob auf eine mittlere Niederschlagsmenge gefolgert werden.
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 auch auf die Erdoberfläche und reguliert teilweise das (Mikro-)Klima.
== Beispiele für Niederschlag
== Spezifikationen
=== 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.
"Regen" aus Beregnungsanlagen wird i. A. nicht dem Niederschlag zugerechnet, kann jedoch durch die dadurch erhöhte Verdunstung zu vermehrter Wolkenbildung und erhöhtem "allgemeinem Niederschlag" führen.
== Niederschlagsmessung
=== Messgeräte, Maßeinheiten und Messmethoden
Gemessen wird mit zwei verschiedenen Arten von Messgeräten:
Die meisten Niederschlagsmesser sammeln den Niederschlag als punktuelle Niederschlagsmessung in einem Messgefäß.
Ein Millimeter (Maßeinheit) entspricht der Wasserhöhe (Niederschlagshöhe) von 1 mm, die sich ergäbe, wenn kein Wasser abflösse oder verdunstete.
Alternativ wird oft auch die Wassermenge (Niederschlagsmenge) in l / m 2 {\displaystyle \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 in der Meteorologie für Regen üblicherweise in Millimeter (Wasserhöhe) angegeben und für gefrorene Niederschläge in Zentimeter.
Sie 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 sie in c m {\displaystyle \mathrm {cm} } (Zentimeter) angegeben.
Eine Umrechnung in die Niederschlagsmenge in Liter bzw. in die wasseräquivalente Niederschlagshöhe pro Quadratmeter kann nur nach Bestimmung der Dichte erfolgen, da bei gefrorenen Niederschlägen große Unterschiede bestehen können.
=== Niederschlagsmenge
Man betrachtet das flüssige Wasser (Niederschlagswasser), das sich bei Niederschlag (Regen, Schnee, Hagel, Nebel usw.) in einer definierten Zeitspanne (siehe auch Niederschlagsintensität) in einem nur nach oben offenen Gefäß mit definierter horizontaler Öffnung sammelt.
Als Niederschlagsmenge bezeichnet man das Volumen der Flüssigkeit bezogen auf die Fläche der Öffnung und gibt sie an in Litern pro Quadratmeter (1 Liter ist 1 Kubikdezimeter).
Mit der Umrechnung
ist sie nur zahlenmäßig gleich der Niederschlagshöhe in Millimetern.
Wenn man aus der Millimeter-Angabe also die Niederschlagsmenge in Litern berechnen will, muss die Millimeter-Zahl mit der waagrecht projizierten Sammelfläche in Quadratmetern multipliziert werden:
Millimeter x Quadratmeter = Liter.
Das übliche Messintervall (es ist immer mit anzugeben) sind 24 Stunden (1 Tag), aber auch 48 oder 72 h und so fort für länger dauernde Starkregen-Ereignisse, für Schlagregen auch 1 Stunde und entsprechend mehr, aber auch bis hin zu 5 Minuten (etwa als Bemessung für Abflusseinrichtungen an Gebäuden) sowie ein Monat, eine Jahreszeit und das ganze Jahr für klimatologische Betrachtungen.
In den Fällen, in denen man mehrere Standardintervalle addiert, spricht man auch von Niederschlagssumme.
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 wird für Regen in der Regel in Millimeter pro Stunde beziehungsweise Liter je Quadratmeter (und Stunde, was oft unerwähnt bleibt), bei Schnee in Zentimeter pro Stunde angegeben.
Andere Angaben für statistische Zwecke können noch Millimeter (bei Schnee Zentimeter) pro Tag, Woche, Monat oder Jahr sein.
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 meteorologisch-klimatologischen Ausdrücke.
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
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

Klexikon (einfache Sprache):
Niederschlag ist Wasser, das meist aus den Wolken zu uns auf die Erde kommt.
Solchen Niederschlag gibt es als Regen, Schnee, Hagel oder Graupel.
Die Schwerkraft zieht ihn auf die Erde.
Niederschlag ist also ein wichtiger Teil des Wasserkreislaufs.
Niederschlag muss aber nicht vom Himmel fallen.
Unsere Luft enthält immer etwas Wasser.
Manchmal ist es so viel, dass es den grauen Nebel bildet.
Aber egal, ob man das Wasser in der Luft sieht oder nicht:
Es kann sich an etwas niederschlagen, also anheften.
Wenn es genügend warm ist, sammelt es sich in kleinen Tropfen als Tau.
Bei Kälte bildet das Wasser Reif oder Raureif auf Wiesen und auf Pflanzen.
Auch Autos oder zumindest deren Scheiben beschlagen sich dann manchmal mit einer Schicht aus Eis.
Wie viel Niederschlag es in einer Gegend gibt, ist sehr unterschiedlich.
Wenn es um den Niederschlag geht, der üblicherweise fällt, sprechen wir vom Klima.
In den Tropen, also im Klima-Gebiet um den Äquator, kann es oft heiß-feucht sein.
In Wüsten dagegen gibt es nur sehr wenig Niederschlag.
Das Wetter ist etwas ähnliches, aber vom Wetter spricht man, wenn man nur an einen Tag oder wenige Wochen denkt.
Es kommt dann also darauf an, wie stark es in dieser Zeit regnet oder schneit.
Dies kann ganz anders sein als das langjährige Mittel, der Durchschnitt.
== Was sind Hagel oder Graupel?
Hagel besteht aus Eisklumpen.
Damit man von Hagel spricht, müssen die Körner mindestens fünf Millimeter groß sein.
Hagel fällt vor allem in der warmen Jahreszeit.
Hagel entsteht in den untersten Schichten von Wolken.
In der Wolke muss es dazu kalt sein.
Dies ist gut möglich, wenn es auf der Erde unten warm ist, denn weiter oben ist es kälter.
Damit Hagelkörner entstehen, braucht es winzige feste Teilchen.
Oft ist dies Schmutz in der Luft.
Um diese Teilchen herum gefriert Wasser aus der Wolke.
Durch die Aufwinde innerhalb der Wolke werden die kleinen Hagelkörner in die Höhe gezogen.
Dabei wachsen sie und und werden so schwere Hagelkörner, dass sie auf die Erde fallen.
Dies kann große Schäden anrichten.
Graupel entsteht aus winzigen Schneeflocken.
Rundherum friert Wasser an.
Diese Kügelchen werden höchstens fünf Millimeter groß und fallen dann auf die Erde.
Sie sind aber im Vergleich zur Größe weniger schwer als Hagel und auch weniger hart.
Sie richten deshalb kaum Schaden an.
Wird Graupel weniger als einen Millimeter groß, spricht man von Griesel.
== Was sind Tau, Reif und Raureif?
Tau sind Wassertröpfchen aus der Luft.
Wenn es am Morgen kühler wird, kann die Luft diese Feuchtigkeit nicht mehr speichern.
Deshalb lagern sich überall Tröpfchen ab, auf Pflanzen, Autos, Fahrrädern und allem, was sich eben im Freien befindet.
Ganz ähnlich entsteht Reif, Raureif oder Raueis.
Für den Wissenschaftler gibt es dabei Unterschiede, die aber schwierig zu erklären sind.
Einfach gesagt gefriert der Tau, kaum dass er sich gebildet hat.
Dabei wachsen kleine Nadeln, ähnlich wie auch eine Schneeflocke wächst.
Dabei entstehen wunderschöne Gebilde, die man schon von bloßem Auge erkennt.
== Wie misst man die Menge des Niederschlags?
Um festzustellen, wie feucht oder trocken es in einem Gebiet ist, betrachtet man den Niederschlag über ein ganzes Jahr.
Am einfachsten stellt man eine durchsichtige Röhre auf, die überall gleich dick und unten geschlossen ist.
Dann kann man messen, wie viele Millimeter hoch die Wassersäule im Lauf des Jahres wird.
In München zum Beispiel gibt es pro Jahr ziemlich genau 1000 Millimeter Niederschlag.
Dies entspricht 100 Zentimetern oder einem Meter.
Wenn das Wasser nicht ablaufen oder im Boden versickern könnte, würde es also nach einem Jahr einen Meter hoch stehen.
Dies entspricht 1000 Liter Wasser pro Quadratmeter Boden.
Ein Quadratmeter ist ein Viereck, bei dem jede Seite ein Meter lang ist.
In den einzelnen Monaten fällt nicht gleich viel Niederschlag.
In München zum Beispiel gibt es den meisten Niederschlag im Mai.
Im Januar, März und Dezember fällt am wenigsten.
Riesig sind die Unterschiede allerdings nicht.
In manchen Ländern gibt es jedoch eine richtige Regenzeit oder eine Trockenzeit.