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Wassertropfen fallen vom Himmel - Regen

Regen

Wassertropfen fallen vom Himmel

Starker Regen
Inhalt

Regen bezeichnet die häufigste Form flüssigen Niederschlags aus Wolken. Er besteht aus Wasser. Zunächst kondensiert der Wasserdampf. Wegen der Schwerkraft fallen die Wassertropfen auf die Erde.

Was ist Regen?

Flüssiger Niederschlag wird in der Meteorologie als Regen ("Regentropfen") bezeichnet. Anhand der Größe der Regentropfen und der Dauer des Regenfalls unterscheidet man verschiedene Arten:

  • Sprühregen oder Nieselregen: Tröpfchengröße unter 0,5 Millimeter, länger als 45 Minuten

  • Landregen: Tröpfchengröße meist zwischen 0,5 bis 3 Millimeter, mindestens sechs Stunden ununterbrochen

  • Platzregen: Dafür gibt es keine exakte wissenschaftliche Definition, er ist gleichbedeutend mit dem Begriff "Wolkenbruch". Es handelt sich um intensiven Regenfall bei Schauern oder Gewittern, mit relativ großen Regentropfen.

  • Starkregen: große Regenmengen pro Zeiteinheit; bei WetterOnline gelten folgende Kriterien: mehr als 25 Liter pro Quadratmeter in einer Stunde oder mehr als 35 Liter pro Quadratmeter in 6 Stunden

  • Dauerregen: mehr als 40 Liter pro Quadratmeter in 12 Stunden oder mehr als 50 Liter pro Quadratmeter in 24 Stunden oder mehr als 60 Liter pro Quadratmeter in 48 Stunden

Regentropfen können nicht größer als 9 Millimeter im Durchmesser werden, da sie sonst instabil werden und durch den Luftwiderstand auseinanderreißen.

Regen kann sowohl aus warmen Wolken (das heißt aus reinen Wasserwolken) als auch aus kalten Wolken (das heißt aus reinen Eiswolken) oder aus Mischwolken (Wolken mit Wassertröpfchen und Eiskristallen) fallen. Im Falle kalter Wolken und Mischwolken sind Regentropfen das Produkt geschmolzener fester Niederschlagsteilchen wie Schneeflocken, Graupelkörnern und Hagelkörnern.

Was ist Sturzregen?

Sturzregen in ThailandSturzregen ist nichts anderes als ein starker Schauer oder die Begleiterscheinung eines heftigen Gewitters. - Bild: Mumerories / Shutterstock.com

Die Schleusen des Himmels öffnen sich! Eimerweise stürzt Wasser zu Boden, wo vorher noch die Sonne schien. Jeder kennt diese Situation, insbesondere im Frühling und im Sommer. Dann kommt es auch in unseren Breiten häufig zu starken Schauern und Gewittern. Diese sind lokal eng begrenzt. Während es an einem Ort dann sintflutartigen Regen gibt, bleibt es nur wenige Meter entfernt komplett trocken.

Schon gewusst?

Eine Regenwand ist ein blumiger Begriff, aber eigentlich nichts meteorologisches. Es bedeutet nichts anderes als eine große, zusammenhängende Masse von Regenwolken.

Wie entsteht Regen?

Der Anfang von Regen ist immer eine Wolke. Die darin enthaltenen Wassertröpfchen sind noch viel zu klein, als dass sie zu Boden fallen würden. Große Regentropfen entstehen durch zwei unterschiedliche Prozesse: Bei der sogenannten Koaleszenz stoßen größere Wolkentropfen mit kleineren zusammen und vereinigen sich. Wenn sie dann groß und schwer genug sind, stürzen sie zu Boden.

In unseren Breiten entsteht Regen vornehmlich durch Eiskristalle. Oft ist es so, dass die Temperaturen in der Wolke deutlich unter 0 Grad liegen. Die Tropfen müssen aber nicht zwangsläufig gefrieren. Meteorologen sprechen hierbei von unterkühlten Tropfen.

In erster Linie spielen Gefrierkerne eine große Rolle: Dabei handelt es sich um Aerosole oder um Rußteilchen, die von einem Wasserfilm ummantelt sind. Dieser Wassermantel um den Eiskern gefriert und zieht die unterkühlten Tröpfchen in unmittelbarer Umgebung wie ein Magnet an. Die unterkühlten Tröpfchen gefrieren dann direkt. Dieser Prozess wird auch Koagulation genannt.

Regen Entstehung Eiskörner und SchneeIn unseren Breiten entsteht Regen vornehmlich durch Eiskristalle.

Das Eiskristall wächst immer weiter an und wird schließlich so schwer, dass es nach unten fällt. Auf seinem Weg nach unten lagern sich weitere unterkühlte Tropfen oder Eiskristalle an. Hierbei entstehen dann Schneeflocken. Diese gelangen anschließend in einen Bereich über 0 Grad und schmelzen wieder. Weiter unten regnet es. Wenn jedoch die Luftschicht in Bodennähe sehr kalt ist, also Frost herrscht, dann gefriert der Regen.

Regen gefrierender RegenWarmluft mit Temperaturen über dem Gefrierpunkt schiebt sich über die am Boden befindliche Kaltluftschicht. Der Regen gefriert dann sofort auf dem noch gefrorenen Boden ("gefrierender Regen").

Wie sehen Regentropfen aus?

Irrtümlich vergleichen viele Menschen die Form eines Regentropfens mit einer Träne. Solch eine Form ist in der Natur jedoch nicht möglich. Denn wenn Regentropfen fallen, dann treten zwei physikalische Kräfte gegeneinander an: Die Oberflächenspannung des Wassers und der Luftdruck.

Bei Tropfen mit einem Radius bis zu 1 Millimeter behält die Oberflächenspannung die Kontrolle, die sie zu einer Kugel formt. Sobald die Tropfen größer werden, wird die Unterseite immer weiter deformiert. In der Mitte sind sie durch den Fahrtwind etwas eingedrückt. Die Regentropfen haben zunächst eine ovale beziehungsweise eirunde Form mit einer Kuhle an der Unterseite.

Bei 4,5 Millimeter hat der Regentropfen eher die Form eines Fallschirms. Wird er größer, dann nimmt die Wahrscheinlichkeit immer mehr zu, dass der Regentropfen in mehrere kleine Tropfen zerstäubt, denn die Oberflächenspannung kann ihn während des Fallens nicht mehr zusammenhalten.

Wie misst man Regen?

Regen Messung Die Wassersäule des gefallenen Regens zeigt, wie viel Liter Regen pro Quadratmeter oder Millimeter zusammengekommen sind.

Die Niederschlagsmenge geben Meteorologen und Wetterstationen meist in Millimeter (mm) an. Anschaulicher als diese Form ist die Angabe in Liter pro Quadratmeter. Die Umrechnung der beiden Einheiten ist einfach:

  • 1 Millimeter Niederschlag entspricht genau 1 Liter Niederschlag pro Quadratmeter.

Die Einheit zeigt anschaulich, wie hoch die gefallene Wassersäule ist, vorausgesetzt, dass weder das Regenwasser abfließt noch verdunstet. Bei intensivem Regen kann man sich das direkt so vorstellen: Wenn in einem Behälter mit senkrechten Seiten nach einem Regen 20 Millimeter Wasser steht, hat es 20 Liter pro Quadratmeter geregnet. Für eine konkrete Aussage ist als weiterer Wert die Zeitspanne wichtig. Meist wird diese in Stunden, bei Starkregen während eines Gewitters oftmals auch in Minuten angegeben.

Übrigens kann auch stark nässender Nebel über längere Zeit Niederschlagsmengen von 0,1 bis 0,9 Millimeter hinterlassen.

Gängige Regenmesser

Wetterstation RegenmesserAn offiziellen Wetterstationen hängen Regenmesser.

Automatische Niederschlagsmesser, auch Ombrometer genannt, fangen den gefallenen Niederschlag in einem genau definierten Messbehälter auf. Diese Messbehälter müssen genormt sein, damit man die Regenmengen aus unterschiedlichen Regionen vergleichen kann. Ein Ombrometer läuft trichterförmig nach unten zu.

Bei Verdunstung können sonst die Messungen verfälscht werden. Der Trichter ist zudem mit einer Skala versehen, sodass sich die Regenmenge ablesen lässt. Die Auffangfläche ist exakt 200 Quadratzentimeter groß und kreisrund. Ferner befindet sich ein Ombrometer, wie auch andere Messapparaturen einer Wetterstation, in 2 Meter Höhe über dem Boden.

Regen Messung Laser-DistrometerMit der Laser-Optik erfasst und unterscheidet der Sensor des Distrometers die verschiedenen Niederschlagsarten wie Niesel, Regen, Hagel, Schnee, Graupel und Eiskörner. Das System errechnet Intensität, Volumen, Durchmesser und Geschwindigkeit. - Bild: U.S. Department of Energy Atmospheric Radiation Measurement (ARM) user facility.

Hochgenaue Laser-Distrometer arbeiten nach dem Wägeprinzip. Die obere Deckfläche besteht aus einer Messmembran, auf die der zu messende Niederschlag fällt. Jeder einzelne auftreffende Regentropfen überträgt auf diese Membran einen bestimmten Impuls, der Laserstrahl wird hierbei unterbrochen und in ein elektrisches Signal umgewandelt.

Der Impuls ist im Wesentlichen von der Masse des Regentropfens abhängig. Jede Unterbrechung des Laserstrahls wird schließlich gezählt und festgehalten. Ein Laser-Distrometer erfasst die Größe und Fallgeschwindigkeit des Niederschlags. Aus dem Verhältnis lässt sich bestimmen, um welche Niederschlagsart es sich handelt.

Was sagen Niederschlagssummen aus?

Überflutete Straße mit AutoNicht nur die Regenmenge, sondern auch der Zeitraum, in der diese zusammenkommt, sind entscheidend für die Auswirkungen. - Bild: Moshbidon / Shutterstock.com

Niederschlagsmengen sind relativ. 20 Liter Regen pro Quadratmeter innerhalb von nur wenigen Stunden sind viel Wasser. Fällt die gleiche Menge über einen Zeitraum von einem Jahr, befindet man sich in der Wüste. Ein Gefühl für Niederschlagssummen bekommt man also nur, wenn man auch die Zeit betrachtet, in der der Regen fällt.

In Deutschland sind das etwa 750 Liter Regen und Schnee innerhalb eines Jahres auf den Quadratmeter. In den Wintermonaten fällt dabei sogar etwas mehr Niederschlag als im Sommer. Ganz andere Regensummen kennt man zum Beispiel in den Monsunregionen der Erde. In Indien werden dann über 1.000 Liter pro Quadratmeter in nur 24 Stunden registriert. Diese Mengen in Deutschland würden zu extremen Hochwasserkatastrophen führen.

Niederschlagsmenge bei Hagel und Graupel

Beide bestehen aus Eis und müssen vor dem Messen erst einmal geschmolzen werden. Die Höhe der daraus entstehenden Wasserschicht in Millimeter entspricht der Niederschlagsmenge, vorausgesetzt es verdunstet nichts beim Schmelzvorgang oder es entweicht keine Flüssigkeit aus der Messapparatur.

Niederschlagsmenge bei Schnee

Schnee Schneehöhe RegenDie Schneehöhe wird meist mit einem Maßband oder Zollstock gemessen. Die Wassermenge des geschmolzenen Schnees in einem genau definierten Behälter entspricht meist dem gefallenen Niederschlag in Millimeter.

Bei Schnee gilt die Umrechnung nicht immer. Bei Neuschnee, der nicht zu feucht oder trocken ist, entspricht:

  • 1 Zentimeter Schnee entspricht ungefähr 1 Millimeter Regen, da größere Schneeflocken neben Eiskristallen viele Luftbläschen enthalten.

  • Dabei muss die Temperatur unter 2 Grad liegen und der Taupunkt darf nicht zu sehr von der Lufttemperatur abweichen, dennoch bei oder leicht unter 0 Grad liegen.

  • Zudem muss der Boden kalt genug sein, dass sich überhaupt eine Schneedecke bilden kann.

  • Bei trockenem und lockerem Neuschnee, der bei sehr niedrigem Taupunkt fällt, entsprechen 3 Zentimeter Schnee ungefähr 1 bis 2 Millimeter Regen.

  • Bei nassem und damit schwerem Neuschnee entsprechen 1 Zentimeter Schnee etwa 2 Millimeter Regen.

Wenn beim Schneefall Wind hinzukommt, braucht man im Regentrichter ein sogenanntes Schneekreuz. Die Schneeflocken werden dann nicht herausgeweht. Beim Schmelzen verdampft außerdem ein Teil des Schnees. Daher ist die gemessene Wassermenge ein wenig geringer.

Was ist ein Regenradar?

Regenradar RegenDie blauen Kleckse im Regenradar-Bild zeigen, in welchen Gebieten Mitteleuropas es regnet.

Das Regenradar (Radio Detection and Ranging) ist ein wichtiges Werkzeug für Meteorologen. Es erlaubt eine flächendeckende Wetterüberwachung im regionalen Bereich und wird zum Messen von Niederschlag benutzt. Das Radar sendet vom Boden aus regelmäßige Signale Richtung Himmel aus, die die Regentropfen, Schneeflocken oder Hagelkörner danach teilweise reflektieren.

Je mehr reflektierte Signale die Radaranlage und weitere Empfänger wie zum Beispiel Antennen registrieren, desto stärker ist der Niederschlag. Nachfolgend werden die Radardaten in einem Radarbild zusammengefügt. Die Messungen werden hierbei in Farben dargestellt. Bei WetterOnline entsprechen blaue Farben Regen, violette Farben Starkregen oder Hagel, rosa Farben Schnee. Je dunkler die Farbtöne, desto stärker fallen in der Regel die Niederschläge aus.

Der große Vorteil von Radarbildern ist die hohe räumliche und zeitliche Auflösung, besonders dann, wenn mehrere Radarbilder zu einem sogenannten Komposit zusammengefügt werden.

Außerdem lässt sich durch die sogenannte Dopplerfunktion des Radars bestimmen, in welche Richtung und wie schnell der Niederschlag zieht.

Wo fällt der meiste Regen?

Die Regenmengen fallen von Klimazone zu Klimazone unterschiedlich stark aus. In warm-feuchten tropischen Regionen kommen zwischen 2.000 und 4.000 Liter pro Quadratmeter und Jahr zusammen. Das entspricht knapp 30 durchschnittlichen Badewannenfüllungen.

Alpen RegenDie Alpen gehören in Deutschland zu den regenreichsten Gebieten.

In Deutschland fallen im langjährigen Schnitt zwischen 500 und 1500 Liter pro Quadratmeter im Jahr. Im Osten ist es dabei trockener als im Westen und Süden. Den meisten Niederschlag bekommen bei uns die Mittelgebirgsregionen und die Alpen ab.

Weltweite Regenrekorde

Weltweit fällt der meiste Niederschlag an der dem Wind zugewandten Luv-Seite tropischer Berghänge. Besonders nass ist es im Nordosten Indiens in den „Khasi Hills“.

Rekord [l/m²]OrtZeitraum
Höchste durchschnittliche Jahresniederschlagsmenge 12.440Mawsynram/Indien 1971-2000
Höchste Niederschlagsmenge in 12 Monaten 26.470 Cherrapunji/Indien Juli 1860-1861
Höchste Niederschlagsmenge in 48 Stunden 2.493 Cherrapunji/Indien 15.-16.06.1995
Höchste Niederschlagsmenge in 24 Stunden1.825Foc-Foc/La Réunion07.-08.01.1966

In der dortigen Ortschaft Cherrapunji wurde mit 26.470 Litern pro Quadratmeter die bisher höchste Niederschlagsmenge in einem 12-Monats-Zeitraum registriert. Das benachbarte Mawsynram hält mit 12.440 Litern pro Quadratmeter den aktuellen Rekord für den höchsten durchschnittlichen Jahresniederschlag (gemittelt über einen Zeitraum von 30 Jahren).

Verena Leyendecker war auf einer Wetterweltreise zu Besuch in den nassesten Orten der Erde, die alles andere als nass aussahen:

Ursache für die hohen Regenmengen ist der jährliche Monsun. Südwestwinde treiben die feuchte Luft vom Golf von Bengalen hunderte Kilometer über die Tiefebene Bangladeschs nach Norden. Auf der Hochebene der „Khasi Hills“ stauen sie sich.

Hier kann die Luft nur noch aufsteigen, dabei kühlt sie ab und es regnet schließlich. Dabei fallen 90 Prozent der Niederschläge in nur sechs Monaten, nämlich während des Monsuns.

Wo fällt fast kein Regen?

Die Wüste Atacama ist neben der Antarktis der trockenste Fleck der Erde. In Arica im Norden Chiles hat es zum Beispiel mehr als 14 Jahre (1903 bis 1918) gar nicht geregnet.

Auch in den vergangenen Jahrzehnten haben dort die Wetterstationen immer wieder den geringsten Niederschlag überhaupt gemessen. Verena Leyendecker berichtet während ihrer Wetterweltreise ebenfalls vom trockensten Ort der Erde.

Warum riecht Regen?

Regen Duft Sommer GeruchRegentropfen aromatisieren mit ihrem einzigartigen Duft die Sommerluft.

Der Geruch von Frühlings- oder Sommerregen ist wahrnehmbar. Verantwortlich hierfür sind sogenannte Aromabläschen. Das Wasser der fallenden Regentropfen ist zunächst geruchlos. Sobald diese aufprallen, bilden sich kleine Luftbläschen, die sich mit Partikeln der Bodenoberfläche auffüllen. Sie sind gleichzeitig auch Träger der Duftaromen. Die Aromabläschen steigen aus dem dünnen Wasserfilm auf und bersten dabei. Die Aerosole, also das Gemisch aus Schwebeteilchen in den Bläschen, werden dadurch explosionsartig in der Umgebung verteilt.

Schon leichter Wind genügt, um die Aromastoffe nun noch weiter in der Luft zu verteilen. Je langsamer leichte Tropfen bei einsetzendem Landregen auf den Boden fallen, desto mehr Zeit haben die Bläschen Aromapartikel aufzunehmen. Umgekehrt gibt es bei einem starken Gewitterschauer mit hoher Aufprallgeschwindigkeit der großen Tropfen nur wenig Zeit, die Duftaromen zu verteilen. Denn die Wasserschicht ist schnell zu dick und die Aromabläschen gelangen nicht mehr in die Umgebungsluft.

Trockenheit und Duft des Regens

Regen Geruch WaldbodenEin nass werdender Waldboden verbreitet ein typisch muffiges Erdaroma in der Luft.

Nicht nur die Stärke des Niederschlags, sondern auch die Trockenheit und die Durchlässigkeit des Bodens bestimmen die Intensität des Duftes. Von trockenen Böden lösen sich die Aromapartikel leichter. Je trockener ein Boden ist, desto mehr Luftbläschen können demnach aus den Hohlräumen des Bodens aufsteigen. Dies trifft besonders auf Waldböden zu, die sehr intensiven Regengeruch verströmen.

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Jeder kennt diesen typischen Geruch, wenn es nach längerer Trockenheit regnet. Wie dieses spezielle Aroma in der Luft entsteht, erklären wir in dieser Fotostrecke.

Die hauptsächlichen Duftstoffe, die die Aromabläschen transportieren, sind Geosmin, Öle und Ozon. Als Geosmin wird ein Alkohol bezeichnet, der von Mikroorganismen produziert wird und erdig-muffig riecht. Öle werden von Pflanzen produziert und können die Luft ebenfalls aromatisieren. Dies gilt bei entsprechenden Konzentrationen auch für das farblose Gas Ozon, das aus dem Griechischen übersetzt sogar "Das Riechende" heißt.

Je nach Zusammensetzung von Geosmin, Ölen und Ozon können so die unterschiedlichsten Gerüche entstehen. Ein Regenschauer auf einem geteerten Parkplatz duftet anders als der Regen im Wald oder am Strand. Dass man den nahenden Sommerregen schon im Voraus wittern kann, liegt daran, dass der Wind die gelösten Aerosole aus einem ferneren Niederschlagsgebiet zu uns herüberweht.

Unangenehmer Geruch durch Regen

Regen Gestank GullyEs stinkt aus den Gullys und Einleitstellen.

Allerdings kann Regenwasser auch einen unangenehmen Gestank verursachen. In der Kanalisation und in Abwasserrohren sammeln sich Gase, die durch die Zersetzung von Essensresten, Fetten, Ölen und anderen organischen Resten entstehen. Weil diese Gase schwerer als normale Atemluft sind, verbleiben sie bei trockenem Wetter zunächst in den Rohren und in der Kanalisation. Sobald aber das Regenwasser einfließt, drückt es die Gase aus den Rohren und Gullys heraus. Dann beginnt es immer mehr zu stinken.

Hilft Regen gegen Pollen?

Regen Pollen lüftenDie Innenräume sollten Pollenallergiker erst lüften, wenn es mindestens eine halbe Stunde lang kräftig geregnet hat.

Regenwetter ist eigentlich ideal für Allergiker: Längerer Regen wäscht die Pollen aus der Luft und Betroffene können wieder frei durchatmen. Dann ist auch die richtige Zeit für einen ausgiebigen Spaziergang. Doch Pollenallergiker sollten erst einmal warten, denn in der Anfangszeit wirbelt Regen den Blütenstaub zunächst auf. Außerdem kann zu Beginn des Regens die pollenhaltige Luft bei geöffneten Fenstern in die Räume hereingedrückt werden, besonders wenn es stark windet oder sich der Luftdruck ändert.

Ein kurzer Schauer reicht dagegen nicht aus, die Pollen aus der Luft zu waschen. Im Gegenteil: Die Situation kann sich sogar verschlimmern. Die Pollenkörner können aufquellen, da sie mit den Regentropfen auf den Boden gedrückt werden. Die Pollen platzen auf und setzen schließlich eine hohe Konzentration an Allergenen frei. Schlimmstenfalls können sich diese Allergene mit Feinstaub verbinden, die dann besonders bei Wind leicht in die Atemwegsorgane eindringen. Allergiker sollten deshalb bei einem aufziehenden Regenschauer möglichst im Haus bleiben und die Fenster für eine gewisse Zeit schließen. Erst nach etwa einer halben Stunde sind Luft und Boden von Pollen gereinigt.

Regen Pollen AllergieBlütenstaub sammelt sich in großen Pfützen. Nach längerem Regen ist die Luft meist pollenfrei.

Die beste Wetterlage für Allergiker sind tagelange Regenfälle verbunden mit niedrigen Temperaturen. Denn diese nass-kalte Wetterlage verhindert, dass die Blüten überhaupt Pollen freisetzen.

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