Kaltfront & Gewitter

17.07.2009
00:25 Uhr

Quelle: NOAA.

Warum sind manche Wetterumschwünge so gefährlich, auf was müsst Ihr acht geben?

Unter einer Front verstehen wir die Grenze zwischen zwei Luftmassen, an der sich Temperatur und Feuchte sprunghaft ändern. Sie können sich nicht sofort mischen, da ihre Dichten zu unterschiedlich sind. Stattdessen beginnt die leichtere, warme Luft über die kältere, dichtere zu steigen, bzw. schiebt sich die kalte schwere Luft unter die warme Luft. Eine Front bildet sich in der Grenzschicht dieses Überganges aus

Fronten sind typisch für unsere mittleren Breiten und bewegen sich relativ oft von West nach Ost, da Westwinde vorherrschen. Da sie um die Hochs und Tiefs während deren Wanderung nach Osten herumlaufen, können sie jedoch auch manchmal aus anderen Richtungen kommen. Oft wird ihr Verlauf auch durch Landschaftsformen wie Berge oder große Wasserflächen beeinflusst. Dies gilt insbesondere in den unteren Luftschichten.

Fronten werden von allen möglichen Wolkentypen begleitet und oft bringen sie auch Regen mit sich. Geht eine Front über ein Gebiet hinweg, dann ändert sich die Windgeschwindigkeit und die Windrichtung. Der Luftdruck steigt oder fällt und die Luftfeuchte verändert sich. Es gibt vier Arten von Fronten: Kaltfronten, Warmfronten, Okklusionsfronten und stationäre Fronten. Welche Art von Front vorliegt hängt von der Richtung und den Eigenschaften der Luftmasse ab.

Von einer Kaltfront sprechen wir, wenn eine kältere Luftmasse eine wärmere ersetzt. In der Kaltfront folgt die Kaltluft der Warmluft. Da kalte Luft dichter ist als warme, schiebt die Kaltluft die wärmere vor sich her und zwingt sie in die Höhe auszuweichen.

Die nach oben ausweichende warme Luftmasse kühlt sich ab und die Bildung von Wolken setzt ein. Der Niederschlag ist beim Durchzug einer Kaltfront in der Regel intensiver, aber über eine relativ geringe Distanz ausgebreitet ( 50 - 70 km ) und hierdurch selten lang anhaltend. Dies liegt daran, dass sich durch die stark nach oben gedrängte Warmluft kräftige Wolkentürme bilden. Diese bringen heftigen Regen, manchmal Gewitter, Hagel und in extremen Fällen sogar Tornados mit sich. Die Luft, die der Kaltfront folgt, ist deutlich kühler und auch trockener als die, die ihr vorausgeht. Bei Durchzug der Front kann die Temperatur innerhalb von einer Stunde um bis zu 15°C fallen.

Nicht nur von den Blitzen eines Gewitters gehen mitunter erhebliche Gefahren aus, sondern auch von seinen anderen typischen Begleiterscheinungen. Sturzflutartige Regengüsse, schwere Sturm- oder Orkanböen sowie großer Hagel hinterlassen in ihrer Summe meist sogar die verheerenderen Schäden. Mitunter wird ein heftiges Gewitter erst durch das Zusammenwirken all dieser meteorologischen Begleiterscheinungen zu einem schadensträchtigen Unwetter.

Gelegentlich können die verursachten Zerstörungen sogar immense volkswirtschaftliche Schäden anrichten, wie die teils enormen Wassermassen, die sich aus dem Starkniederschlagskern eines heftigen Gewitters ergießen. Der deutsche Rekord für Sturzregenfluten scheint beinahe unglaublich: 1920 soll in Füssen im Allgäu in nur 8 Minuten eine Niederschlagsmenge von 126 Litern pro Quadratmeter gefallen sein!

Wo sich starke Gewitter bilden, sind Fallböen nicht weit. Wie ein nasser "Sack" kann kalte Luft aus den Höhen einer Gewitterwolke zur Erde stürzen, mitgerissen vom Starkniederschlag. Treffen solche Abwinde am Boden auf, werden sie seitwärts umgelenkt und breiten sich als Sturmböen in alle Himmelsrichtungen aus. Im Extremfall erreichen solche auch als "Downburst" bezeichneten Fallböen Orkanstärke. Sie treten nur kleinräumig auf und werden wegen ihrer verheerenden Zerstörungskraft bisweilen sogar mit den weit selteneren Tornados verwechselt.

Cumulonimbus und Gewitter

Im Sommer wird die untere Atmosphäre an Tagen mit lang anhaltender Hitze warm und feucht, während die obere Atmosphäre deutlich kälter bleibt. Die Atmosphäre ist instabil. Konvektion treibt die Luft dazu, vom Boden aufzusteigen und in Wassertropfen zu kondensieren. In der Wolke entesatehen dabei Aufwinde mit über 150 Stundenkilometern. Bei der Kondensation wird latente Wärme frei, die die Konvektion weiter beschleunigt und eine sich auftürmende Cumulonimbus-Wolke wird gebildet. Sie kann innerhalb von 30 min eine Höhe von 15 km erreichen, wobei Millionen Tonnen von Wasser in die Höhe transportiert werden.

Durch die hohe Geschwindigkeit des Aufwindes werden aber auch unzählige Wassertröpfchen mit in den Frostbereich der Wolke gerissen. Sie lagern sich Eiskristallen an, wodurch diese größer und schwerer werden: Hagelkörner entstehen. Werden sie zu schwer und vom Aufwind nicht mehr getragen, stürzen sie in die Tiefe. Leicht werden sie dabei erneut vom Aufwind erfasst und aufs Neue in den Gipfel der Wolke katapultiert, ein Vorgang, der sich öfter wiederholen kann. So können in kurzer Zeit Hagelsteine von vielen Zentimetern Durchmesser entstehen.

Der Mechanismus von Blitzen ist noch nicht gut verstanden. Wassertropfen, Eiskristalle und Hagelkörner innerhalb der Cumulonimbus-Wolke kollidieren auf Grund der starken Luftströmungen. Die Reibung erzeugt elektrische Ladungen. Positive Ladungen bilden sich an der Wolkenoberseite und negative an der Unterseite. Der Erdboden unter der Wolke ist positiv geladen. Die Ladungsdifferenz (= Spannung) baut sich immer weiter auf, bis ein Blitz über die Lücke springt. Die in einer Cumulonimbus-Wolke gespeicherte Energie ist so groß, dass sie einer kleinen Atombombe gleicht.

Blitze, die mit einer Geschwindigkeit von 40.000 km pro Sekunde durch die Luft schießen, können 100 Millionen Volt an Spannung erzeugen und der Blitzkanal wird auf bis zu 30.000°C aufgeheizt. Diese Temperatur ist so hoch, dass sich die Luft sehr heftig ausdehnt, ähnlich wie Popkorn, und Schallwellen erzeugt, die wir als Donner bezeichnen.

Jeden Tag entladen sich weltweit etwa 2000 bis 3000 Gewitter. Dabei flackern rund 20 bis 30 Milionen Blitze auf, was über 100 Blitzen in jeder Sekunde entspricht. In Mitteleuropa gibt es die meisten Gewitter in den warmen Monaten von April bis September, am häufigsten sind sie von Mai bis August. Allein über Deutschland zucken in dieser Zeit mehr als zwei Millionen Blitze, von denen rund 200.000 auf der Erde einschlagen

An einem Blitzschlag sterben in Deutschland jedes Jahr drei bis sieben Menschen, berichtet der Mediziner Emil Reisinger von der Universität Rostock. Schwere Verletzungen kommen noch deutlich häufiger vor.

Gefährdet sind neben Arbeitern vor allem Wanderer und Wassersportler. Noch in 40 Kilometern Entfernung vom eigentlichen Gewitter können Blitze einschlagen. Treffen sie einen Menschen, dann wirken für einen winzigen Sekundenbruchteil bis zu 100 Millionen Volt auf den Körper ein. Die Elektrizität meidet Knochen und Haut, wo der elektrische Widerstand hoch ist, und schädigt vor allem Nerven, Muskeln und Blutgefäße, die den Strom besser leiten.

Besser man geht lieber mal etwas früher vom Wasser, speziell in den bergen werden Gewitter erst zu spät erkannt und man liegt dann schutzlos ohne Wind im Wasser.

Gerät man in ein Gewitter, sollte man große Bäume oder Sendemasten unbedingt meiden. Stattdessen empfiehlt es sich, auf einer Freifläche in die Hocke zu gehen und die Füße dicht aneinanderzustellen. Zudem sollte man Handys und andere elektronische Geräte ausschalten und keinesfalls einen Regenschirm aufspannen. Autoinnenräume bieten zuverlässig Schutz, so lange man keine Metallteile berührt.

Also dann, Augen auf, und dann trotzdem Spaß haben.