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Regen ist Wasser, das vom Himmel aufgrund der Schwerkraft auf die Erde fällt. Dieses Wasser regnet aus Wolkenformationen vom Himmel herab. Regen ist nur eine Form des Niederschlags. Wasser kann auch als Hagel, Schnee, Schneeregen, Eisregen oder Graupel auf die Erde fallen. Das Wasser ist dann ganz oder auch nur zum Teil in gefrorenem Zustand während es auf die Erdoberfläche trifft. Meistens schmilzt es dann rasch, da die Erde wesentlich wärmer ist als die Atmosphäre.
Flüssiger Regen entsteht als Kondensat im Wasserdampf. Doch Regen fällt heute in der Regel nur sehr selten als reines Wasser auf die Erde. Aufgrund der Umweltbelastungen und der Klimabedingungen steigen viele feine Partikel, die nicht von der Schwerkraft in der Nähe der Erdoberfläche gehalten werden können, in die Luft bis hinauf zu den Wolken. Dort werden sie aufgefangen und vermischen sich mit dem entstehenden Regen. Daher sind viele Staubpartikel und auch die so genannten Aerosole im Regenwasser zu finden. Aerosole sind eine Mischung aus Schwebeteilchen und Gasen, die sich an andere Partikel je nach Beschaffenheit des Gases anhängen können. So finden diese Aerosole in der Regel mit dem Regenwasser als Träger wieder den Weg zur Erde.
Wolken bestehen aus feinsten Eiskristallen. Diese Eiskristalle entstehen, wenn eine so genannte feuchte Luftmasse in die Atmosphäre aufsteigt. Jedes Eiskristall kann innerhalb der Wolke wachsen. Je älter eine Wolke wird, desto größer sind in der Regel auch die Kristalle. Neben den Wolken aus Kristallen gibt es auch die Wolken aus Wolkentröpfchen. Diese Tröpfchen sind derart klein, dass ein bloßes Auge sie nicht erkennen könnte. Tröpfchen und Kristalle können zusammenwachsen. Sobald eine Wolke aus einem kalten Gebiet in der Atmosphäre in eine warme Umgebung geweht wird oder ein Warmluftgebiet sich der Wolke nähert, fangen die Kristalle an zu schmelzen. Dieser Vorgang ist chemisch genau der Vorgang, der auch auf der Erde sichtbar ist, wenn Eis oder Schnee schmelzen. Der Aggregatzustand des Wassers verändert sich in Abhängigkeit zur Temperatur. Auf den Ort, an dem sich das Wasser befindet, kommt es nicht an. Wasser reagiert auf Erwärmung sowohl in Erdnähe als auch hoch oben in der Atmosphäre gleich.
Je größer die geschmolzenen Tropfen, zu denen die erwärmten Kristalle werden, sind, desto weniger können sie der Schwerkraft der Erde widerstehen. Je nach den Winden und Luftströmungen innerhalb einer Wolke werden Tropfen hin und wieder in einer Wolke gehalten. Je größer diese Tropfen werden, desto heftiger kann der folgende Regen werden, denn die Größe der Tropfen hat auch Einfluss auf die Fallgeschwindigkeit. Ein durchschnittlicher Wassertropfen misst bis zu 3 Millimetern. Ein Regenradar kann Auskunft darüber geben, wie viel Regen auf die Erde niederfällt. Ein guter Niederschlagsradar hat eine Reichweite von über 300 Kilometern hinauf die Atmosphäre.
Der Niederschlag kann je nach der Region der Erde, in der er abregnet, verschieden lang erfolgen. Es gibt kurze Sommerunwetter, Dauerregen, Starkregen und den gefürchteten Monsun. In vielen Regionen der Erde aber ist der Dauerregen ein Ereignis, das genau einmal im Jahr alle Pflanzen grünen und blühen lässt. Ohne Regen wäre kein Wachstum mehr möglich. Daher gehört der Niederschlag in den natürlichen Wasserkreislauf. Wasser steigt durch Erwärmung insbesondere über offenen Gewässern erneut als feuchte Luftmasse in die Atmosphäre der Erde auf.