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Schneegrenze / Schneefallgrenze
Mit der Schneefallgrenze wird eine Höhe angegeben, bei der das Verhältnis zwischen schneeflocken und Regentropfen 50:50 ist. Häufig wird für die Schneefallgrenze ein Bereich angegeben (Schneefallgrenze 1'000 - 1'400 m).
Die Schneegrenze bezeichnet die Höhenlage, wo der Schnee am Boden liegen bleibt. Diese liegt in der Regel 50 - 200 Meter höher als die Schneefallgrenze.
Schneefallgrenze und ihre „Tücken“
Wer in den Alpen wohnt oder sich als Tourist in die Höhe wagt, interessiert sich sehr, auf welcher Höhe bei allfälligem Schlechtwetter Schnee fällt. Und wer auf Skiern unterwegs ist, will natürlich wissen, wie weit hinunter Schnee gefallen ist. Die Diagnose und Prognose der Schneefallgrenze ist somit von allgemeinem Interesse.
Im Allgemeinen nimmt man an, dass die Schneefallgrenze sehr eng mit der Nullgradgrenze verbunden ist. Das stimmt, allerdings nur ungefähr:
Bei der Schneefallgrenze handelt es sich meist um keine scharf definierte Grenze. Vielmehr kann man sich eine mehrere hundert Meter dicke Schmelzschicht (unterhalb der Nullgradgrenze) vorstellen, wo Schneekristalle langsam in Regen übergehen. Somit liegt die Schneefallgrenze logischerweise stets tiefer als die Nullgradgrenze… aber wie viel tiefer?
Wir gehen davon aus, dass es bei Niederschlag in den höheren Schichten der Atmosphäre immer schneit. Von der Physik her wissen wir, dass eine Schneeflocke dann zu schmelzen beginnt, wenn ihre Temperatur beim Herunterfallen den Gefrierpunkt erreicht hat und nun weitere Wärme aus der Umgebung aufnimmt. Das ist aber sehr oft nicht exakt auf der Höhe der Fall, wo die Lufttemperatur (=Umgebungstemperatur) bei Null Grad liegt.
Wie so oft in der Meteorologie ist die Angelegenheit leider nicht ganz so einfach: Der Schmelzprozess ist abhängig von der umgebenden Luftfeuchtigkeit der Schmelzschicht. Häufig ist die Luft um die Schneeflocke herum nicht mit Wasserdampf gesättigt: In seltenen Fällen, oder manchmal bei Niederschlagseinsatz liegt sie gar lediglich bei 50 %. Bei genauer Betrachtung zeigt sich dann, dass die Schneeflocke zuerst etwas verdunstet (genauer: sublimiert; was häufig auch schon oberhalb der Nullgradgrenze passiert). Damit kühlt die Oberfläche der Schneeflocke ab (bei der Verdunstung/Sublimation wird der Schneeflocke Wärmeenergie entzogen), ähnlich wie es einem bei sportlicher Aktivität ergeht, wenn der Schweiss die Hautoberfläche kühlt. Erst nach einer gewissen Fallstrecke nimmt die Schneeflocke so viel und so schnell Wärme auf, dass die Energie auch zum Schmelzen reicht: Von da an wird die Schneeflocke zunehmend wässrig und geht in einen Regentropfen über.
Fällt somit der Schnee in relativ trockene Luft, so kann es auch mehrere hundert Meter unterhalb der Nullgradgrenze, bei deutlichen Plusgraden noch schneien. Dieser Vorgang mit erstaunlich starker Verdunstung/Sublimation des Schneefalls tritt typischerweise bei aufziehenden Warmfronten auf. Er kann sehr gut aus einer gewissen Entfernung beobachtet werden: Die Wolkenunterseiten sehen wie aufgeweicht aus. In diesen Fällen kann die Schneefallgrenze durchaus 1000 Meter tiefer liegen als die Nullgradgrenze.
Schneit es nun länger oder stärker weiter, so feuchtet sich die Atmosphäre durch den beschriebenen Verdunstungsprozess (Sublimation) allmählich bis zur Sättigung (100% Feuchtigkeit) an. Jetzt beträgt der Höhenunterschied Nullgradgrenze – Schneefallgrenze nur noch etwa 200 bis 400 Meter.
Weitere Spezialfälle
Nun gibt es aber noch weitere Spezialfälle, welche enorme Schwankungsbreiten der Höhe der Schneefallgrenze verursachen:
Deutlich höhere Schneefallgrenzen bei winterlichen Inversionslagen
Es kann vorkommen, dass nach einer herbstlichen oder winterlichen Schönwetterlage die Temperatur mit der Höhe zunächst nicht ab- sondern zunächst einmal zunimmt. Es kann durchaus auf 2500 Metern milder sein als im Talgrund auf 500 Metern. Nehmen wir an, im Tal wäre es + 3 Grad warm. Wenn nun Niederschlag einsetzt, so würde man die Schneefallgrenze wenig oberhalb des Standortes erwarten. Falsch! Sie liegt wegen der vorhandenen Warmluft in den mittleren und höheren Lagen, vielleicht auf 1500 oder gar 2000 Metern.
Verzögerte Anstieg der Schneefallgrenze in den Alpentälern bei Wetterwechseln
Bei winterlichen Wetterwechseln passiert auch oft das Umgekehrte: Der Wetterbericht kündigt Niederschläge an, mit einer Schneefallgrenze die auf zum Beispiel 1500 Meter steigen sollte. Dann kann es vorkommen, dass es vor allem in den inneren Alpentälern zuerst eine ganze Weile bis in den Talgrund schneit. Der Grund dafür ist folgender: Die gesamte Luftmasse die innerhalb der Täler liegt ist ausgekühlt und die wärmere Meeresluft hat Mühe die schwerere Luftmasse auszuräumen. In den detaillierteren Wetterberichten wird dies in der Regel erwähnt.
Niederschlagsabkühlung
Damit Niederschlagsabkühlung funktionieren kann sind jeweils hohe Niederschlagsintensitäten (z.B. > 2mm/h) bei möglichst windstillen Verhältnissen nötig. Zudem ist dann die Luftsäule stets angefeuchtet und über einen grösseren Höhenbereich gesättigt. Somit kann hier nicht mehr wie oben beschrieben die Verdunstung / Sublimation wirken. Hier ist vielmehr das Schmelzen der Schneeflocken, das der Umgebung Wärme entzieht, verantwortlich für die Abkühlung der Luftmasse und somit das Absinken der Schneefallgrenze. Der Effekt der Niederschlagsabkühlung funktioniert in einem schmalen Alpental besonders gut. Bei windschwachen Wetterlagen bleibt die Luftmasse mehr oder weniger die gleiche und die Schmelzwärme wird einer geringeren Luftmasse entzogen als in der Ebene. In intensiven Niederschlägen von längerer Dauer kann dabei die Schneefallgrenze mehrere hundert Meter absinken, im Extremfall sogar bis zu 1000 Meter.
Zusammenfassung
Nach diesen ausführlichen Erklärungen möchten wir es nicht versäumen, die Daumenregel weiterzugeben:
Als guter Richtwert gilt: Schnee ist oftmals 200 bis 400 Meter unterhalb der Nullgradgrenze zu erwarten.
Quelle: P. Hächler, 2002; bearbeitet und ergänzt G. Kaufmann und D. Gerstgrasser /MeteoSchweiz, 2016