Lokaler Schneefall trotz Hochdruckwetter?

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Ruhiges Hochdruckwetter dominierte in weiten Teilen des Landes in den vergangenen Tagen. Verbunden damit war vor allem auf den Bergen viel Sonnenschein. In den Nächten gab es verbreitet leichten bis mäßigen Frost. Zu Wochenbeginn lag das Hochdruckzentrum von CAROLINE direkt über Deutschland. Zudem nahm bei nur windschwachen Bedingungen die Feuchte in bodennahen Schichten zu, sodass sich in den Nächten in den Niederungen häufiger teils dichter Nebel und Hochnebel ausbilden konnte. In den Nebelgebieten reichte es bereits am Montag für Dauerfrost. So verharrten die Temperaturen vom Saarland über das Rhein-Main-Gebiet bis zur Donau gebietsweise auch tagsüber unter dem Gefrierpunkt.  

Synoptische Übersicht für Dienstag, den 04.02.2024 um 06 UTC. Ein ausgeprägter Höhenrücken erstreckt sich bis nach Mitteleuropa und sorgt für eine leichte Erwärmung in höheren Schichten. (Quelle: DWD) 

Am Dienstag breitete sich von Westen ein Höhenrücken bis nach Mitteleuropa aus. Damit sickerte in der Höhe etwas mildere Luft ein, wodurch die Inversion weiter verstärkt wurde. So zeigte der Radiosondenaufstieg von Dienstagfrüh in Idar-Oberstein eine markante Inversion in etwa 400 Meter über Grund. An der Obergrenze der Nebelschicht herrschten Temperaturen um -7 Grad, während nur wenige Meter darüber Temperaturen von + 7 Grad beobachtet wurden. Oberhalb der Inversion sorgte großräumiges Absinken der Luftmasse für eine Erwärmung und Abtrocknung der Luft. So lag die relative Luftfeuchtigkeit in 2 Kilometer Höhe bei unter 10 Prozent. In der bodennahen Kaltluftschicht lag diese dagegen häufig bei über 95 Prozent und somit nahe der Sättigung.

Satellitenbild und Temperaturen für Dienstag, den 04.02.2024 um 10 UTC. In den Niederungen im Südwesten zeigt sich weitgehend dichter Nebel und Hochnebel. (Quelle: DWD) 

Radiosondenaufstieg von Idar-Oberstein für Dienstag, den 04.02.2024 um 10 UTC. Oberhalb der Inversionsschicht ist die sehr milde trockene Luft erkennbar. (Quelle: DWD) 

Durch zusätzlichen Eintrag von Wasserdampf und Aerosolen von Industrieanlagen kann es unter diesen Bedingungen in der Nähe von größeren Städten zu Industrieschneefall kommen. Durch die Emissionen von Wasserdampf und Kondensationskernen können die winzigen Wassertröpfchen gefrieren, da durch die hohe Aerosolanzahl in der Luft der Gefrierpunkt gesenkt wird. Somit entstehen winzige Eiskristalle, die zu Boden fallen. Aufgrund der geringen Fallhöhe und der kaum vorhandenen Turbulenz in der Nebelschicht ist Industrieschnee deshalb auch deutlich feiner als natürlicher Schnee. Dies konnte auch gestern vor allem in der Südwesthälfte beobachtet werden. So fiel beispielsweise in Frankfurt-Höchst zeitweise etwas Schnee. Aber auch an der Vorhersagezentrale in Offenbach konnte am Vormittag Industrieschnee betrachtet werden. Örtlich und eng begrenzt reichte es sogar für eine dünne Schneedecke.

Größere Mengen kamen aber nicht zusammen. Für reichlich Industrieschnee benötigt es über eine längere Zeit eine markante Inversionswetterlage mit Nebel und Hochnebel in den Niederungen. Zudem zeigten wissenschaftliche Studien, dass die Temperaturen dazu an der unteren Grenze der Inversionsschicht über einen längeren Zeitraum unter -7 Grad liegen und in der Höhe eine sehr warme und trockene Luftmasse vorherrschend sein müsste. Am heutigen Mittwoch greift allerdings von Nordwesten eine schwache Okklusionsfront auf Deutschland über. Diese führt zu einer vorübergehenden Abschwächung der Hochdrucklage. Industrieschnee ist somit vorerst kein Thema mehr. Allerdings kommt es im Zuge des Frontensystems am heutigen Mittwoch und auch am Donnerstag stellenweise zu gefrierenden Sprühregen. Vor allem am Donnerstag dürfen sich alle Winterfreunde in der Südhälfte gebietsweise auch auf echten Schnee freuen. Allerdings größtenteils nur in homöopathischen Mengen. Ein Wintereinbruch mit reichlich Schneefall ist vorerst nicht in Sicht!

M.Sc. Met. Nico Bauer
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 05.02.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

 

Eine abenteuerliche Entwicklungsgeschichte: Die Erdatmosphäre!

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Am heutigen Dienstag ist der „Erzeuge-ein-Vakuum“-Tag. Vielleicht schwirrt Ihnen nun die ein oder andere Person durch den Kopf, von der Sie denken, dass sie dieses Tagesmotto gekonnt zwischen ihren Ohren anwendet. Vielleicht denken Sie bei „Vakuum“ aber auch an das Weltall, wobei das nicht zu 100 % stimmt. Selbst im interstellaren Raum schwirrt noch das ein oder andere verträumte Teilchen umher, sodass man nicht von einem perfekten Vakuum sprechen kann. 

Aber wie dem auch sei, zum Glück hat es unsere Erde geschafft, den nahezu luftleeren Raum zu füllen. Die Rede ist von unserer Atmosphäre. Ohne sie gäbe es das heutige Thema des Tages nicht, was aber auch nicht weiter schlimm wäre, da auch keine interessierte Leserschaft existieren würde. Ein großes Dankeschön also an das Gasgemisch, das sich grob gesagt zu 80 % aus Stickstoff und 20 % aus Sauerstoff zusammensetzt (Wasserdampf, Argon und Spurengase lassen wir jetzt mal außen vor). Eine Selbstverständlichkeit ist die Atmosphäre für unsere Erde allerdings nicht. Vielmehr kann sie bisher auf ein sehr „bewegtes Leben“ zurückblicken. Werfen wir einen Blick zurück und begleiten die Erdatmosphäre von ihrer „Geburt“ bis zu ihrem jetzigen Zustand. 

Erdatmosphäre 

Als vor etwa 4,6 Milliarden Jahren die Erde entstand, dauerte es vergleichsweise nicht lang (nur wenige Millionen Jahre) bis sich um diesen neuen Planeten eine erste Gashülle legte – die sogenannte Uratmosphäre. Sie bestand wahrscheinlich zum größten Teil aus Wasserstoff (92 %) und zu einem geringen Teil aus Helium (7 %). Stickstoff kam nur zu 0,008 % und Sauerstoff zu 0,006 % vor. 100 Mio. Jahre später, also vor rund 4,5 Mrd. Jahren, wurde die erste Erdatmosphäre schon wieder (im wahrsten Sinne) weggeblasen. Zum einen erhitzte sich die Erdoberfläche durch die ständigen Materieeinschläge so stark, dass die relativ leichten Wasserstoff- und Heliummoleküle durch ihre dadurch erhöhte Bewegungsenergie ins Weltall entfliehen konnten. Zum anderen nahm zusätzlich unsere Sonne ihre „Arbeit“ auf, indem in ihrem Inneren die Kernfusion „gestartet“ wurde. Dem dadurch entstandenen Sonnenwind (geladene Teilchen, die von der Sonne in alle Richtungen geschossen werden) hatte unsere Uratmosphäre nichts entgegenzusetzen. Sie wurde förmlich von der Erde weggerissen. Dieser Sonnenwind war damals vermutlich 1000-mal so stark wie heutzutage, weshalb er unserer jetzigen Atmosphäre kaum noch etwas anhaben kann. 

Im weiteren Verlauf ließen die Materieeinschläge mehr und mehr nach, wodurch sich die Erde allmählich abkühlen konnte. Infolge des Ausgasens (Gasaustritt aus z.B. Gesteinen und Lava) konnte sich vor etwa 4 Mrd. Jahren eine neue Atmosphäre ausbilden. Die Wissenschaft geht davon aus, dass sich dieses Gasgemisch hauptsächlich zu rund 80 % aus Wasserdampf, etwa 10 % aus Kohlendioxid und bis zu 7 % aus Schwefelwasserstoff zusammensetzte. Stickstoff machte dabei nur einen Anteil von 0,5 % aus, Sauerstoff kam überhaupt nicht vor. 

Dadurch, dass sich die Erde immer weiter abkühlte, fing der Wasserdampf vor etwa 3,5 Mrd. Jahren allmählich an, zu kondensieren – und zwar im ganz großen Stil! Die Folge war die Entstehung der Weltmeere. Diese bildeten in Verbindung mit den vorhandenen Gasen und der starken UV-Strahlung der Sonne den Startschuss für zahlreiche chemische Reaktionen. Einzig der Stickstoff blieb davon weitgehend unberührt. 

Vor etwa 2,3 Mrd. Jahren wurde die Atmosphäre schließlich zunehmend mit Sauerstoff angereichert. Dieser entstand durch Fotosynthese, die durch sogenannte Cyanobakterien betrieben wurde und stellte letztlich den Beginn der Ozonbildung dar. Diese war ihrerseits wieder die Voraussetzung für die weitere Entwicklung von Leben auf der Erde, da sie einen Teil der einfallenden UV-Strahlung „unschädlich“ machte. 

Als die Ozonschicht schließlich stark genug war, um so viel UV-Strahlung von der Erdoberfläche fernzuhalten, dass sich die Pflanzenwelt nicht nur im Meer, sondern auch auf dem Land ausbreiten konnte, „florierte“ förmlich die Sauerstoffproduktion. Vor gut 350 Mio. Jahren wurde so etwa das heutige Sauerstoffniveau erreicht. Langsam aber sicher gewann die Atmosphäre damit ihre heutige Zusammensetzung. 

Damit sind wir nach dieser langen Reise endlich wieder in der Gegenwart angekommen. Da heißt es erst mal: durchatmen! 

Dipl.-Met. Tobias Reinartz
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 04.02.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

 

Wie wirkt sich das Winterwetter auf Insektenpopulationen aus?

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Der Winter 2024/2025 verlief bisher in Deutschland aus klimatologischer Sicht etwas zu mild, auch wenn es durchaus kalte Phasen mit örtlich sogar strengen Frösten unter -10 Grad gab. Die Durchschnittstemperatur lag dabei im Dezember um 1,0 Grad und im Januar um 1,1 Grad höher als das jeweilige Monatsmittel der Jahre 1991-2020. Bei solch einer Witterung herrscht allgemein die Meinung vor, dass sich Insektenpopulationen im darauffolgenden Sommerhalbjahr besser entwickeln. Stimmt das?  

Frühlingsbote auf Norderney (19.03.2020), Quelle: Frank Kahl (DWD) 

Zecken beispielsweise halten sich im Winter bevorzugt in der untersten Krautschicht oder in der Laubstreu auf. In dieser Schicht aus mehr oder weniger stark zersetzten Blättern und Nadeln verkraften sie Temperaturen bis -10 Grad nahezu problemlos. Wird es aber noch kälter oder hält eine Frostperiode länger an, bekommen sie Überlebensprobleme. Bei Durchschnittstemperaturen von 5 bis 7 Grad sind selbst im Januar und Februar die ersten Zecken schon wieder aktiv. Im Zuge des Klimawandels gibt es inzwischen sogar immer mehr Winter, in denen durchgehend aktive Zecken beobachtet wurden. 

Mücken überwintern in Kältestarre häufig in kühlen Kellern, Ställen oder Höhlen. Für die Kältestarre scheiden sie überschüssige Körperflüssigkeit aus. In die verbleibende Flüssigkeit wird dann ein Zucker eingebaut, der wie ein Frostschutzmittel wirkt.
Warme Temperaturen und Feuchtigkeit, sodass Schimmelbildung begünstigt wird, sind viel effektiver für ein Absterben der Mücken als eine strenge Kälteperiode. Nasse und warme Phasen im Frühjahr und Sommer hingegen bewirken ein starkes Anwachsen der Population, was einen viel stärkeren Einfluss hat als die Witterung im Winter.
Die Eier der Mücke wiederum befinden sich im Winter im Wasser oder am Gewässerrand. Dort überstehen sie Minusgrade meist unbeschadet. Lange Kälteperioden bewirken also kaum eine zurückgehende Mückenpopulation. 

Honigbienen überleben den Winter als ganzes Volk (10.000 bis 15.000 Einzeltiere) in einem Bienenstock. Dort bilden winteraktive Exemplare eine Traube. Durch Muskelzittern erzeugen sie dabei Wärme. Kalte Winter können den Bienen daher kaum etwas anhaben. Sie müssen eben nur ein bisschen mehr „zittern“. Selbst arktische Kälte macht ihnen nicht viel aus. Ein warmer und feuchter Winter bereitet da schon eher Probleme, beispielsweise durch Pilzbefall. 

Wildbienen sind mehrheitlich Einzelgänger, die die Nester selber bauen und die Brut ohne Hilfe versorgen. Im Winter sterben die meisten von ihnen, ihre Larven und Puppen überleben aber im Boden, in Pflanzenstängeln oder ähnlichem. In den von den Müttern dafür geschaffenen Nestern sind sie gut gegen die Kälte geschützt, sodass der Einfluss der Witterung sehr klein ist. Etwa ein Jahr nach der Eiablage schlüpfen die Bienen. 

Wespen und Hummeln sterben im Winter. Die Jungköniginnen eines Nestes versuchen schlafend in Winterstarre unter Holzstapeln, Mooskissen oder unter losen Borken zu überleben, aber nicht alle schaffen es. Im Frühjahr gründen sie einen neuen Staat. Kaltes Winterwetter beeinflusst die Population kaum. 

Ameisen ziehen sich im Winter in ihr sogenanntes Winternest zurück. Dieses liegt meist mehrere Meter unter einem Ameisenhaufen. Dort fallen sie in Winterstarre. In der Tiefe ist es wärmer, nicht zuletzt auch durch den Frostschutz des oberen Teils des Haufens. Daher haben Ameisen kaum Probleme selbst einen arktischen Winter zu überstehen. 

Marienkäfer leben im Winter gerne in großen Gruppen meist irgendwie geschützt am Boden, unter Steinen, Rinde oder Laub, im Moos oder Gras. Temperaturen bis -10 oder -15 Grad halten sie gut aus. Da solche Temperaturen in diesem Winter bisher kaum unterschritten wurden, ist keine Reduktion der Marienkäferbevölkerung zu erwarten. 

Wanzen überwintern unter Baumrinden, zwischen Moos und Laub und an anderen trockenen und dunklen Orten in der Natur. Nur zu gerne nutzen sie auch Gebäude und Wohnungen als Überwinterungsquartier, wo sie gut geschützt sind gegen Kälte. Aber auch draußen in der Natur macht ihnen Kälte nicht viel aus, weil sie sich gut an das heimische Habitat angepasst haben. Milde und feuchte Winter hingegen kann die Population negativ beeinflussen. 

Im Allgemeinen lässt sich feststellen, dass harte und strenge Winter keinen wesentlichen Einfluss auf die meisten Insektenpopulationen haben. Feuchte und milde Winter sind dagegen zumindest für einige Arten problematischer, häufig z.B. durch einen dann stärkeren Pilzbefall. 

Dipl.-Met. Simon Trippler
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 03.02.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

 

Deutschlandwetter im Januar 2025

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Erste Auswertungen der Ergebnisse der rund 2000 Messstationen des DWD in Deutschland. 

Besonders warme Orte im Januar 2025* 

Platz  Station  Bundesland  durchschnittliche Temperatur  Abweichung 
1  Helgoland  Schleswig-Holstein  4,8 °C  +2,3 Grad 
2  List auf Sylt  Schleswig-Holstein  4,0 °C  +3,0 Grad 
3  Borkum-Flugplatz  Niedersachsen  4,0 °C  +2,3 Grad 

Besonders kalte Orte im Januar 2025* 

Platz  Station  Bundesland  durchschnittliche Temperatur  Abweichung 
1  Reit im Winkl  Bayern  -2,5 °C  +1,1 Grad 
2  Zinnwald-Georgenfeld  Sachsen  -1,2 °C  +3,4 Grad 
3  Oberstdorf  Bayern  -1,0 °C  +1,8 Grad 

Besonders niederschlagsreiche Orte im Januar 2025** 

Platz  Station  Bundesland  Niederschlagsmenge  Anteil 
1  Sankt Blasien-Menzenschwand  Baden-Württemberg  290,9 l/m²  149 % 
2  Todtmoos  Baden-Württemberg  275,5 l/m²  131 % 
3  Dachsfeld-Wolpadingen  Baden-Württemberg  255,1 l/m²  147 % 

Besonders trockene Orte im Januar 2025** 

Platz  Station  Bundesland  Niederschlagsmenge  Anteil 
1  Leipzig-Schkeuditz  Sachsen  28,6 l/m²  88 % 
2  Rockendorf  Thüringen  28,8 l/m²  89 % 
3  Bad Lauchstädt  Sachsen-Anhalt  30,2 l/m²  121 % 

Besonders sonnenscheinreiche Orte im Januar 2025** 

Platz  Station  Bundesland  Sonnenschein  Anteil 
1  Reit im Winkl  Bayern  122 Stunden  148 % 
2  Siegsdorf-Höll  Bayern  115 Stunden  168 % 
3  Siegmarszell-Zeisertsweiler  Bayern  114 Stunden  274 % 

Besonders sonnenscheinarme Orte im Januar 2025** 

Platz  Station  Bundesland  Sonnenscheindauer  Anteil 
1  Wahlsburg-Lippoldsberg  Hessen  29Stunden  97 % 
2  Menz  Brandenburg  30 Stunden  89 % 
3  Waren an der Müritz  Mecklenburg-Vorpommern  30 Stunden  78 % 

Oberhalb 920 m NHN sind Bergstationen hierbei nicht berücksichtigt. 

Die Sonnenscheindauer wird seit August 2024 teilweise aus Satellitendaten abgeleitet. 

* Monatsmittel sowie deren Abweichung vom vieljährigen Durchschnitt
(int. Referenzperiode 1961-1990). 

** Prozentangaben bezeichnen das Verhältnis des gemessenen
Monatsmittelwertes zum vieljährigen Monatsmittelwert der
jeweiligen Station (int. Referenzperiode, normal = 100 Prozent). 

Hinweis:
Einen ausführlichen Monatsrückblick für ganz Deutschland und
alle Bundesländer finden Sie im Internet unter www.dwd.de/presse 

Marcel Schmid
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale Offenbach
Offenbach, 02.02.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

Winterwetter mit Chance auf Polarlichter

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Nebel, Frost und örtlich Glätte sind die Themen der nächsten Tage. Hoch CAROLINE sorgt für ruhiges Hochdruckwetter. Und nach dem Motto „Und täglich grüßt das Murmeltier“ laufen die kommenden Tage zumindest wettertechnisch relativ ähnlich ab. Dabei wird es tagsüber vor allem in der Mitte Deutschlands sonnig und mild. Bei schwachen Winden fühlen sich die Tageshöchstwerte von 2 bis 6 Grad (im Westen am Dienstag sogar bis zu 9 Grad) auch noch etwas milder an. Die Nächte hingegen werden frostig kalt. Je nach Bewölkungsgrad sinken die Temperaturen in den kommenden Nächten auf Werte zwischen -2 und -8 Grad. In einigen „Kältelöchern“ können die Temperaturen auch in den strengen Frostbereich mit Werten unter -10 Grad fallen. Nur an der Küste und in einigen Regionen im Nordosten bleibt es frostfrei. 

 

Die Temperaturentwicklung der kommenden Tage. Die Grafiken in der oberen Reihe zeigen die prognostizierten Höchstwerte von Samstag bis zum Montag. In der unteren Reihe sind die Tiefstwerte beginnend mit der Nacht zum Sonntag zu sehen. Alle Werte basieren auf dem ICON6Nest 01.02.2025 06 UTC Modelllauf 

Bei den niedrigen Temperaturen bildet sich örtlich Reif. Besonders häufig sind diese Reifablagerungen in Regionen, in denen sich dichter Nebel bildet. Das wird in den kommenden Tagen vor allem
entlang von Flussniederungen im Süden Deutschlands sowie im Norden und Nordwesten der Fall sein. Durch die Reifablagerungen kann es örtlich zu Glätte kommen. Der Nordosten des Landes liegt noch unter einer Wolkendecke, die sich so richtig erst am Montag auflöst. Bis dahin muss dort vereinzelt mit etwas Niederschlag in Form von Sprühregen oder Schneegriesel gerechnet werden. In Verbindung mit frostigen Temperaturen in der Nacht und in den Frühstunden kann das örtlich zu geringer Glatteisbildung führen. 

Links: Frostwarnungen für die kommende Nacht. Mitte: Prognostizierte Bewölkungsverhältnisse und 3-stündige Niederschlagssummen (basierend auf ICON6Nest: 01.02.2025 06 UTC). Rechts: Glättewarnungen für kommende Nacht für streckenweise Glätte durch Reifbildung oder überfrierende Nebelnässe. 

Auch bei den weiteren Aussichten für den Rest der Woche stehen die Zeiger eher auf Hochdruckeinfluss. Am Mittwoch versucht zwar eine Kaltfront sich von der Nordsee her „hereinzuschleichen“. Diese wird aber vom Hochdruck schnell in die Mangel genommen, sodass sich die Kaltfront auf ihrem Weg von der Nordsee in die Mitte Deutschlands bereits mehr und mehr auflöst. Das Resultat: ein paar dichtere Wolkenfelder, die es von Nordwesten bis in die Mitte des Landes schaffen und dem Norden etwas Regen bringen.  

Vorhersage des Bodendrucks und der Frontensysteme für Mittwoch, den 05.02.2025 12 UTC. 

Während in Deutschland derzeit ein Hochdruckgebiet das Wettergeschehen dominiert, sieht sich Island einer Serie von Stürmen und Orkanen gegenüber. Solche extremen Wetterphänomene sind auf der Insel vor allem im Winter keine Seltenheit. Dies wird auch durch das unterschiedliche Warnsystem des isländischen Wetterdienstes im Vergleich zu den Warnstufen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) deutlich. Im drei-stufigen Warnsystem wurden für verschiedene Regionen Islands gelbe und ockerfarbene Warnungen ausgesprochen, die Windgeschwindigkeiten bis hin zum extremen Orkanbereich mit Geschwindigkeiten von über 140 Kilometern pro Stunde umfassen. (Wetterwarnungen Island) Beim DWD würden bei solch hohen Windgeschwindigkeiten rote oder violette Unwetterwarnungen(Stufe 3 oder die höchste Stufe 4) ausgegeben werden. Allerdings lassen sich die Warnsysteme nicht einfach miteinander vergleichen. Der isländische Wetterdienst berücksichtigt nicht nur die Stärke des erwarteten Windes, sondern auch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens sowie die lokale Verteilung innerhalb einer Region. So kommt es, dass bereits Windgeschwindigkeiten bis zur Orkanstärke mit einer gelben Warnung versehen werden. Für deutsche Touristen, die in der kommenden Woche nach Island reisen möchten, empfiehlt es sich daher, die Warnungen aufmerksam zu lesen und sich über die aktuellen Straßenbedingungen zu informieren (Straßenkonditionen Island). In den nächsten Tagen könnten sich diese rasch ändern. Vor den ankommenden Orkanen wird milde Luft aus Südwesten nach Island geführt, was zu starkem Tauwetter führt. Hinter den Tiefdruckgebieten hingegen bringt der nordwestliche Wind kalte Polarluft mit sich, was zu intensiven Schneeverwehungen führen kann. 

Warnungen des isländisches Wetterdienstes Stand 01.02.2025 09 UTC. 

Wer lediglich wegen der Polarlichter nach Island reisen möchte, kann sich die Reise vielleicht auch sparen – vergangene Nacht wurden auch hierzulande Polarlichter beobachtet. Auch in der kommenden Nacht besteht noch eine Chance, die faszinierenden Lichter am Himmel zu sehen, wenn auch mit etwas schwächerer Intensität. Am besten lassen sie sich mit einer Kamera bei Langzeitbelichtung einfangen. Die besten Aussichten auf einen klaren Himmel hat man in der Mitte und teils im Süden Deutschlands. Allerdings erfordert es Geduld, denn das Spektakel wird voraussichtlich in der zweiten Nachthälfte seinen Höhepunkt erreichen. Bereits in der vergangenen Nacht wurden die eindrucksvollsten Bilder zwischen 02:00 und 03:00 Uhr MEZ gemacht. 

Webcambild vom 01.02.2025 02 UTC vom Falkenberg mit Blickrichtung NNE. Es sind mit leicht rötlicher Färbung Polarlichter am Sternhimmel zu sehen. 

MSc Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 01.02.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst 

Über die Erfindung des Barometers

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Isobaren sind auf jeder Bodenanalysekarte des Deutschen Wetterdienstes zu sehen, die Linien gleichen Luftdrucks. Besonders viele Linien sind bei großen Druckunterschieden wie beispielsweise bei Orkanen zu sehen. Man spricht von Tiefdruckgebieten und Regionen hohen Luftdrucks. Es wird die Stärke des Luftdruckfalls oder -anstiegs beobachtet. Der Luftdruck stellt einer der elementarsten Größen in der Meteorologie dar. Dass wir den Luftdruck messen können, haben wir vor allem einem Mann zu verdanken: Evangelista Torricelli, dem Erfinder des Barometers.

Synoptische Bodenkarte des Deutschen Wetterdienstes vom 31.01.2025 00 UTC mit Isobarenfeld und Frontenanalyse. Quelle: DWD

Evangelista Torricelli war ein Schüler Galileo Galileis. Doch bevor überhaupt ein Gerät erfunden werden konnte, das den Luftdruck misst, musste erst die Idee des Luftdrucks als solches entdeckt werden. Bis ins 17. Jahrhundert hinein war die Substanz „Luft“ nicht wirklich greifbar. Sie war ein Medium, das einfach da war, ohne dass man ihm großartig Aufmerksamkeit schenkte. Das Wetter wurde durch die Winde herangeweht. Der Gedanke, dass Luft ein Gewicht hat, musste erstmal reifen. Noch abstruser schien damals die Vorstellung eines Vakuums, eines „Nichts“. Es stand die These im Raum, dass die Natur eine Abscheu gegen die Leere habe und wolle diese mit allen Mitteln füllen.

Ein Bewässerungsproblem brachte die Gelehrten dann auf die richtige Fährte. Mit der damaligen Technik konnte man Wasser nur etwa bis in eine Höhe von zehn Meter befördern. Die Errichtung einer neuen Gartenanlage erforderte aber, dass Wasser aus einem Brunnen über 20 Meter hochgeholt werden musste. Über dieses Problem korrespondierten unter anderen die Naturwissenschaftler Galieo Galilei und Giovanni Battista Baliani und Marin Mersenne. Baliani baute derweil an einem Wasser-Barometer, konnte aber die richtigen Schlüsse daraus noch nicht ziehen. Erst Evangelista Torricelli gelang es 1643 den Beweis dafür zu bringen, dass Luft Druck ausübt. Er lieferte dabei gleichzeitig die physikalische Erklärung, warum man das Wasser mit der damaligen Technik nicht aus einer größeren Tiefe als zehn Meter an die Oberfläche befördern konnte.

Torricelli experimentierte mit unterschiedlichen Flüssigkeiten unter anderem auch Quecksilber. Er füllte dabei ein Glasrohr, welches auf einer Seite verschlossen war, mit Quecksilber und drehte es kopfüber in eine Schüssel mit dem gleichen Metall. Zu seiner Überraschung blieb die Quecksilbersäule in etwa immer gleich hoch, etwa 76 cm, egal wie tief er das Glasrohr in den Quecksilberbehälter eintauchte. Was er entdeckt hatte, war der sogenannte „Luftdruck“: Die Atmosphäre übt einen konstanten Druck aus, der auf die Oberfläche des Quecksilbers in der Schüssel wirkt und damit das flüssige Metall in das Rohr hineindrückt. Es war der erste klare Beweis dafür, dass die Luftmasse nicht nur „da“ war, sondern Gewicht hatte. Das Vakuum, das sich im Glasrohr befindet, bezeichnet man auch heute noch als „Toricellische Leere“.

Durch seine Entdeckung und der Weiterentwicklung des Quecksilberbarometers konnten viele weitere Beobachtungen gemacht werden. Der berühmte Physiker Blaise Pascal, ein Zeitgenosse Torricellis, trug beispielsweise dazu bei, die theoretischen Grundlagen des Barometers weiter zu entwickeln. Er entdeckte unter anderem durch Experimente, dass sich der Luftdruck mit der Höhe über dem Meeresspiegel änderte. Das Quecksilberbarometer revolutionierte damit die Sichtweise auf die Atmosphäre und legte den Grundstein zur modernen meteorologischen Forschung. Durch Beobachtungen ließ sich schon recht bald erkennen, dass Luftdruckschwankungen mit Wetterwechseln zusammenhingen. Wenn der Luftdruck fiel, wurde es meist regnerisch und windig, wenn der Luftdruck stieg, lockerten die Wolken häufig auf und die Sonne zeigte sich. Die moderne Wettervorhersage war geboren.

Die ersten Luftdruck-Messungen wurden demnach mit „Höhe der Quecksilbersäule“ erfasst und hatten die Einheit Millimeter. Auch in Wetterkarten wurden Isobaren mit der Einheit Millimeter eingezeichnet wie beispielsweise im ersten „Internationalen Dekadenbericht der Deutschen Seewarte“ (siehe auch Thema des Tages vom 06.08.2024). Erst später hat sich die Einheit Hektopascal durchgesetzt. Einige, vor allem amerikanische Wetterstationen, melden aber bis heute noch „inHg“ also Höhe der Quecksilbersäule (Hg) in der Längeneinheit inch (in).


Seite 1 des ersten Internationalen Dekadenberichts der Deutschen Seewarte: 1. Juli bis 10. Juli 1900. Karte des Luftdrucks und der Temperaturabweichung sowie Schiffsbeobachtungen. Quelle: DWD, DWDBib

Bis vor wenigen Jahrzehnten wurde auch im Deutschen Wetterdienst unter anderen noch Quecksilberbarometer zur Messung des Stationsdruckes verwendet. Mittlerweile werden andere Messprinzipien zur Beobachtung des Luftdruckes genutzt, da zum einen ein Quecksilberbarometer unhandlich und schwer zu transportieren ist. Zum anderen ist Quecksilber auch giftig und eine elektronische Übermittlung des Luftdruckes wäre nur über Umwegen möglich. Für den normalen Hausgebrauch ist das Quecksilberbarometer also nicht zu empfehlen. Wer sich nach dem gleichen Messprinzip ein Wasser-Barometer bauen möchte, braucht dafür den nötigen Platz. Die Wasserröhre müsste nämlich aufgrund des geringeren spezifischen Gewichtes des Wassers über 10 Meter hoch sein. Viel weniger Platz benötigen dabei Dosenbarometer, die bereits im 19. Jahrhundert erfunden wurden, oder auch elektronische Barometer, die mittlerweile so klein sind, dass sie sogar in der ein oder anderen Fitnessuhr zu finden sind.

Sonja Stöckle
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 31.01.2025
Copyright (c) Deutscher Wetterdienst

Heikle Lawinenlage in den Hochlagen der Alpen

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Mehrere Lawinenabgänge in den Alpen haben in den vergangenen zwei Tagen die Rettungskräfte auf Trab gehalten. So riss am Dienstag im Kühtai, einem Wintersportgebiet in den Stubaier Alpen, ein Schneebrett ein mit fünf Bauarbeitern besetztes Baustellenfahrzeug etwa 30 Meter mit sich. Die Bauarbeiter konnten zum Glück das Fahrzeug selbstständig und nur leicht verletzt verlassen. In den französischen Alpen verunglückte am Dienstagnachmittag nahe Chamonix ein Skifahrer bei einem Lawinenabgang tödlich. Am gestrigen Mittwoch sind bei zwei Lawinenabgängen in den Savoyer Alpen weitere fünf Wintersportler ums Leben gekommen. Alle Unglücksopfer waren offenbar abseits der Pisten unterwegs. Auch in den österreichischen Alpen wurden zahlreiche Lawinenabgänge gemeldet, zum Glück bisher ohne tödlichen Ausgang.
Die steigende Zahl der registrierten Lawinenabgänge ist dabei auf eine Kombination verschiedener Faktoren zurückzuführen. Seit den Schneefällen von Anfang Januar kamen zunächst keine nennenswerten Niederschlagsmengen mehr in den Alpen hinzu. Zudem herrschte vielfach sonniges Wetter mit klaren Nächten vor. Dies führte dazu, dass sich die zumeist nur geringmächtige und für die Jahreszeit unterdurchschnittliche Schneedecke in der niederschlagsarmen Phase vor allem schattseitig markant aufbauend umgewandelt hat (tiefergehende Informationen zur Schneemetamorphose finden Sie u.a. im Thema des Tages vom 21.01.2020. Das heißt, die Schneedecke wurde lockerer und bindungsarm. Der zunächst gebundene Schnee an der Oberfläche (das sogenannte Schneebrett) verlor an Spannung, wodurch die Gefahrenstellen für Lawinenabgänge in dieser Periode insgesamt seltener wurden.

Am vergangenen Wochenende brachte dann eine Phase mit reger Tiefdruckaktivität auf dem Ostatlantik und in Westeuropa die Wetterumstellung. Mit dem Sturmtief IVO, das sich am Montag über den Britischen Inseln einfand, drehte die Höhenströmung auf südliche Richtung und führte feuchte Luftmassen heran. Von Sonntag bis Dienstag fiel auf den Bergen immer wieder Schnee, vor allem von Montagnachmittag bis Dienstagnachmittag schneite es teils ergiebig. Dabei summierten sich in Lagen oberhalb etwa 1800 bis 2200 m teils 30 bis 50 cm, in einigen Hochgebirgsregionen um den Alpenhauptkamm um 70 cm oder etwas mehr Neuschnee. In etwas tieferen Lagen hatte sich eine rund 10 bis 30 cm dicke Neuschneedecke ausgebildet.

Mit diesen Schneefällen stieg die Lawinengefahr in den neuschneereichen Gebieten deutlich an. In Kombination mit starkem bis stürmischem Wind aus südwestlichen Richtungen wurde viel Schnee verfrachtet. Dieser lagerte sich als mächtige Triebschneeansammlungen besonders im nordexponierten Gelände auf der oben beschriebenen ungünstigen, bindungsarmen Altschneeoberfläche ab. Innerhalb der vom Wind geformten Triebschneepakete weisen die Schneekristalle eine hohe Bindung auf und bilden somit gefährliche Schneebretter aus. Allein die Zusatzbelastung durch einzelne oder mehrere Wintersportler – wie die obigen Unglücke zeigten – können eine großflächige Bruchfortpflanzung in der kantigen, überdeckten Altschneeoberfläche bedingen und somit sehr leicht mittelgroße Schneebrettlawinen auslösen. Mit dem Ende der Niederschlagsperiode ließ auch der Wind deutlich nach bei zudem weiter sinkenden Temperaturen. Auf der windgepressten Triebschneedecke liegt also durchaus noch etwas Pulverschnee, wodurch für den Wintersportler unmittelbare und sichtbare Lawinengefahren wie Gleitrisse, Setzungsgeräusche oder frische Lawinen teils schwerer erkennbar sind. Umso wichtiger ist es auch in den kommenden Tagen mit schwacher Schneedeckenstabilität äußerst defensiv und zurückhaltend unterwegs zu sein oder besser noch, diese Gebiete konsequent zu meiden. Nachdem am gestrigen Mittwoch vor allem entlang des Hauptkamms noch vor einer großen Lawinengefahr (Stufe 4 von 5) gewarnt wurde, ist die Gefahrenlage etwas zurückgenommen wurden. Dennoch stufen aktuell die Lawinenwarndienste Bayerns und Tirols die Lawinengefahr in den Nordalpen oberhalb von etwa 2000 m als erheblich (Stufe 3), darunter als mäßig (Stufe 2) ein (für Details siehe Links zu den Lawinenwarndiensten).

Schneehöhenänderung über 12 Stunden von Freitag (31.01.2025) zwischen 0 und 12 UTC in den Nord- und Zentralalpen: Bräunliche Farben = Schneezuwachs

Am morgigen Freitag kommt mit einer Störung nochmal etwas Neuschnee in den Nordalpen hinzu. Die Neuschneeauflage dürfte meist nicht über 1 bis 5 cm hinaus gehen (siehe Abbildung 1). Lediglich in wenigen prädestinierten Nordstaulagen könnten vereinzelt die 5 cm überschritten werden.

Anschließend setzt sich zum Wochenende ruhiges Hochdruckwetter durch, wobei in den Hochlagen häufiger die Sonne zum Zuge kommt. Der Neuschnee und die Wetterbesserung dürfte daher viele Wintersportbegeisterte auf die Berge treiben. Die Lawinengefahr wird in den Folgetagen zwar etwas abnehmen, aber in den Hochlagen wohl weiter erheblich bleiben. Die Kombination von schönem Wetter und heikler Lawinensituation bildet dabei oft den Nährboden für viele tödlichen Unglücke. Statistisch gesehen passieren zwei Drittel aller Lawinenunglücke bei Gefahrenstufe 3. Die Schneedecke bleibt weiter störanfällig. Wie eine Mausefalle wartet sie darauf ausgelöst zu werden, sodass mit sehr großer Umsicht eine Tourenplanung im freien Gelände abseits der gesicherten Skipisten vorgenommen werden sollte.

M.Sc. (Meteorologe) Sebastian Altnau
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 30.01.2025
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Tag des Griesgrams

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Seit einigen Jahren schon ist der 29.01. der Tag des Griesgrams. Eingeführt wurde der Tag zu Ehren von William Claude Fields, einem amerikanischen Entertainer, Komiker und Schauspieler, der bereits 1946 verstarb. In seinen Rollen verkörperte er zumeist einen griesgrämigen Mann, der trotz allen Nörgelns immer noch etwas Liebenswertes an sich hatte. Nach seinem Tode rief ein Radiosender in den USA einen Gedenktag ins Leben, der seither als Tag des Griesgrams geführt wird.

Griesgrämig kann man auch beim Blick aufs Wetter werden. Tiefdruckgebiete bringen uns immer wieder feuchte Luft. Diese schlägt sich in Form dicker Wolken und Regen bei uns nieder.

Karte Europa und Nordatlantik mit Vorhersage des Bodendruckfelds und der Fronten für Mittwoch, 29.01.2025, mittags Quelle: DWD

Da aus Südwesten milde Luft herangeführt wird, fällt Schnee nur in den höchsten Lagen der südlichen Mittelgebirge. Unterhalb von 800 Meter liegt praktisch kein Schnee. Auch waren die Schneeepisoden in diesem Winter eher rar (siehe Thema des Tages vom 28.01.2025: https://www.dwd.de/DE/wetter/thema_des_tages/2025/1/28.html).

Deutschlandkarte mit den Schneehöhenmessungen von Mittwoch, dem 29.01.2025, 7 Uhr Quelle: DWD

Gute Laune kann einem bei fehlendem Schnee und entsprechender Gaudi im Winter nur noch die Sonne machen. Doch auch die ist gefühlt Mangelware. Regional war es in den vergangenen Tagen meist trüb, vor allem im Norden und Nordosten zeigte sich die Sonne nur selten. Und das ist auch in den kommenden Tagen so.

Deutschlandkarte mit der Prognose der Sonnenscheindauer für Donnerstag bis Sonntag (von links nach rechts) Quelle: DWD

Nach Süden und Westen hin lockern die Wolken eher mal auf. Im Norden und Osten ist es häufig grau.

Am Wochenende schwächt sich der Einfluss der Tiefdruckgebiete ab und aus Südwesten setzt sich hoher Luftdruck durch. Er sorgt für deutlich trockeneres Wetter. Allerdings drückt er die Luft auch nach unten, was wieder zu Nebel und Hochnebel führt. Der soll sich anfangs aber noch häufiger auflösen. Ob er dies im Laufe der nächsten Woche auch tut, ist noch fraglich.

Mit dem Zustrom kühlerer Luft werden die Nächte ab dem Wochenende zwar frostig, der Niederschlag fehlt aber und so ist nicht mit Neuschnee zu rechnen. Schneefans haben also durchaus einen Grund, griesgrämig zu sein und auch zu bleiben.

Dipl. Met. Jacqueline Kernn
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Offenbach, den 29.01.2025
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Schneearmut im Winter 2024/2025

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Mit dem gestrigen 27.01.2025 sind nun 58 des 90 Tage andauernden meteorologischen Winters 2024/2025 (01.12.2024 bis 28.02.2025) vorbei. Damit haben wir bereits fast zwei Drittel des Winters hinter uns gebracht. In Sachen Schnee fällt das Fazit dazu bisher ziemlich mau aus, insbesondere im Flachland (siehe dazu auch das Thema des Tages „Winterzwischenbilanz | Großteil der Kälte eigenproduziert“ vom 26.01.2025). Während die Schneefans im mittleren und vor allem höheren Bergland bereits häufiger zum Zuge kamen, hatten in vielen tiefen Lagen Deutschlands vor allem diejenigen Glück, die mit Schnee nichts anfangen können (siehe dazu die Grafik zur Anzahl der Tage mit einer geschlossenen Schneedecke im Winter 2024/2025 bis einschließlich 27.01.2025).

Schneedeckentage in Deutschland im Winter 2024/2025

So leuchtet vor allem im Norden häufiger die 0 auf, womit es dort keinen Tag mit einer geschlossenen Schneedecke gab. Vereinzelt gilt das auch für Stationen im Südwesten (Oberrheingraben, Rhein-Main-Gebiet). Wenn sich dort Schneeflocken zeigten und diese vorübergehend liegen blieben, so waren sie spätestens am nächsten Morgen zum täglichen Messtermin um 7 Uhr MEZ wieder verschwunden („Stundenschnee“). Schlittenfahren auf den eh meist nur flachen Hügeln in diesen Regionen war damit bisher so gut wie unmöglich, was insbesondere bei Kindern natürlich Frust auslöste (bzw. immer noch auslöst). Für einige jüngere Kinder dieser Regionen ist Schnee ein ziemlich seltenes Ereignis, schaut man sich zusätzlich die Schneedeckentage vergangener Jahre an.

Ungerechterweise konnte man im Osten und im Südosten Deutschland etwas mehr Schnee erleben. Gebietsweise wurden dort selbst im Flachland mehrere Tage mit einer Schneedecke registriert, teils sogar mit einer zweistelligen Anzahl. Aber auch im Süden Deutschlands verwandelte der Schnee die Landschaften ein paar Mal in Weiß, die Straßen dagegen in Rutschbahnen. Auch im sonst eher schneearmen Rheinland konnte man sich gebietsweise über einige Schneetage freuen.

Schneesicherer waren natürlich die Berge. 30 bis 50, auf den meisten Gipfeln sogar die maximal möglichen 58 Schneedeckentage zeigen, dass dort über längere Zeit Schnee lag und aktuell liegt. Auf der anderen Seite wurden heute Morgen auf der Zugspitze, Deutschlands höchster Berg mit 2962 m, auch nur 104 cm Schnee gemessen. Für Januar ist das schon sehr wenig, aber immerhin kein Negativ-Rekord.

Wie geht es nun mit dem Winter bzw. dem Schnee weiter? Nach einem Wintereinbruch mit flächendeckenden Schneefällen bis ins Tiefland sieht es derzeit überhaupt nicht aus, weil die Temperaturen vorerst zu hoch sind und zum Wochenende hin auch die Niederschläge größtenteils nachlassen. Immerhin werden die Nächte frostig, wodurch Reif entstehen kann. Das würde die Landschaft zumindest ein bisschen Weiß aussehen lassen.

Für „Ski und Rodel gut“ müssen die Hoffnungen also auf den Februar oder den ersten meteorologischen Frühlingsmonat März gelegt werden. Eine milde Vorgeschichte mit wenig Schnee heißt noch nicht zwangsläufig, dass der Rest des Winters auch mild verläuft. So gab es beispielsweise im Februar 2013 nach einem bis dahin etwas zu mildem Winter eine zweiwöchige ausgeprägte Kältewelle mit allerdings auch wenig Schnee. Mit der richtigen Großwetterlage bzw. der Zufuhr kalter Polarmassen könnte sich das heutzutage immer noch wiederholen, dann vielleicht auch mit Schnee bis ins Tiefland.

Dipl.-Met. Simon Trippler
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Offenbach, den 28.01.2025
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Wie Eis und Schnee die Straßen wirklich brüchig machen

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Die äußerst milden Temperaturen dieser Tage erinnern eher an den Frühling, als an den Hochwinter, den man zu dieser Jahreszeit laut 100-jährigem Kalender eher erwarten müsste. Dennoch steuern wir mit großen Schritten dem Februar entgegen und die Tage werden bereits spürbar länger (hell). In Frankfurt am Main beispielsweise haben wir bei der Tageslänge, sprich der Zeit zwischen Sonnenaufgang und -untergang bereits die 9 Stunden geknackt und gewinnen pro Tag rund 3 min hinzu. Zum Vergleich: Am kürzesten Tag des Jahres, dem 21. Dezember, lag die Tageslänge bei gerade mal 8 Stunden und 4 Minuten. Und was ist dann ausgangs eines selbst noch so milden Winters jedes Jahres aufs Neue auf unseren Straßen und Wegen zu „bestaunen“? Richtig, eine Vielzahl von Schlaglöchern unterschiedlichster Größe. Aufgrund knapper Kassen werden diese meist nur notdürftig „geflickschustert“, aber darum soll es in diesem Artikel nicht gehen. Viel interessanter ist, was die Wissenschaftlergruppe um Robert Style und Kollegen an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich vor einiger Zeit herausgefunden hat.

Dabei geht es um den Prozess der „Frostsprengung“, der auch als „Kryoklastik“ bezeichnet wird. Vor allem in Regionen mit teils festen Niederschlägen (Schnee) und/oder Temperaturen, die häufig zwischen positiven und negativen Werten wechseln, spielt diese Art der Gesteinsverwitterung eine bedeutende Rolle. Bisher ist man fest davon ausgegangen, dass die Sprengkraft des Eises aus der Volumenausdehnung resultiert. Immerhin gewinnt es beim Übergang von Wasser zu Eis bis zu 9% an Volumen hinzu.

Doch der Reihe nach: Entgegen anderer Flüssigkeiten, die sich beim Gefriervorgang zusammenziehen, trifft dies auf Wasser nicht zu. Besagtes Molekül, dessen 3 Aggregatzustände (fest, flüssig, gasförmig) in vielen Bereichen der Meteorologie eine entscheidende Rolle einnehmen, besitzt seine höchste Dichte – sprich gleichzeitig auch seine geringste Ausdehnung – bei +4 Grad Celsius. Bei sinkender und/oder steigender Temperatur dehnt es sich aus. Diese Eigenschaft ist auch als „Anomalie des Wassers“ bekannt. Dadurch frieren beispielsweise Seen im Winter von oben zu und beim Baden im Sommer ist es mitunter noch ziemlich fußkalt, wohingegen das oberflächennahe Wasser schon angenehm warm ist.


Typisches Straßenbild ausgangs des Winters mit zahlreichen Schäden am Asphalt

Nun haben die Wissenschaftler unter Laborbedingungen aber nachgewiesen, dass es weniger die Ausdehnung des Eises beim Gefrierprozess, sondern viel mehr die Art und Weise des Eiswachstums ist, die den porösen Asphalt hauptursächlich sprengt. Ausgangspunkt dafür war ein Experiment mit Benzol anstelle Wassers, dessen Gefrierpunkt mit 5,5°C also in ähnlichen Bereichen liegt, das sich bei Kälte aber zusammenzieht. Trotzdem wurden im Endeffekt ähnliche Auswirkungen auf ein poröses Material beobachtet! Es muss also eine andere Erklärung geben.

Eis ist stets von einer dünnen Wasserschicht bedeckt, selbst bei sehr tiefen Temperaturen. Denken wir an das Schlittschuhlaufen, wo durch zusätzlichen Druck des Körpergewichtes über die Kufen und Reibungsprozesse beim Fahren der Wasserfilm noch vergrößert und so ein geschmeidiges Gleiten über das Eis erst ermöglicht wird. Die dünne Schicht kann jedoch gefrieren, wenn flüssiges Wasser aus der Umgebung nachströmt, um sie zu ersetzen. Dadurch entsteht ein Unterdruck, so dass zusätzliches Wasser (soweit verfügbar) angesaugt wird. Im Englischen spricht man vom sogenannten „cryosuction“ (Kältesog). Insbesondere bei porösen Stoffen passiert das leicht, da Flüssigkeit aus zahlreichen umliegenden Zwischenräumen und Kanälen kommen kann. Infogeldessen bildet sich an der Grenzschicht Eis/Wasser durch den fortwährenden Gefrierprozess, bei dem immer neues Wasser nachgeführt wird und der dünne Wasserfilm folglich stets erhalten bleibt beziehungsweise ersetzt wird zusätzliches Eis. Dieses besitzt dann an der „Nachführstelle“ eine höhere Mächtigkeit, drückt auf die Umgebung. Bei Platzmangel schließlich beginnt die Stelle aufzubrechen, weiteres Wasser kann potentiell nachströmen. Ohne diese „Zusatzeffekte“ käme der „Sprengvorgang“ zum Stillstand (Gleichgewicht), sobald das lokal verfügbare Wasser komplett gefroren wäre, bei intaktem Asphalt meist ohne nennenswerte Schäden.


Schematische Darstellung des Eiswachstums mit Sogwirkung unter gleichzeitiger Deformation des Belags

Wie ließ sich das nun im Detail nachweisen? Die Forscher von der ETH Zürich machten den Prozess erkennbar, indem sie zwischen zwei transparenten Objektträgern ein einfaches Modell des porösen Materials herstellten. Zwischen Abstandshaltern modellierten sie mit einem geeigneten Klebstoff eine einzelne Pore von einigen Millimetern Länge und Breite. Anschließend brachten sie innen auf der Unterseite der Pore eine dünne Schicht Silikon mit fluoreszierenden Teilchen auf. Das sollte bei der Visualisierung helfen. Sie füllten die Pore mit reinem Wasser, kühlten das eine Ende unter den Gefrierpunkt und erwärmten das andere, das als Reservoir diente. Dabei beobachtete das Team, wie sich das Silikon im Lauf der Zeit veränderte. Erst als das Wasser in der Pore zu einem langen Eiskristall gefroren war, begann die Silikonschicht sich allmählich zu verformen. Dieser Prozess setzte sich auch danach weiter fort. Das Eiskristall wurde immer breiter und drückte zunehmend stärker auf das Silikon. Zwischen diesem und dem Eis hatte sich ein Spalt mit einer sehr dünnen Wasserschicht gebildet, die für eine fortwährende Benetzung des Kristalls sorgte und dessen weiteres Wachstum ermöglichte. Allerdings geschah das viel langsamer als etwa bei Erde und Asphalt. Der Spalt war viel zu eng und lieferte nicht genügend Wasser nach. Erst mit polykristallinem Eis, wie es vorwiegend in der Natur vorkommt, gelang ein merklich schnelleres Wachstum über viele Kanäle, durch die das Wasser heranströmen kann. Das war der Durchbruch! Zudem besteht rasch entstehendes Eis aus mehr Kristallen als ein sich langsam bildendes. Insofern sind brisante Glättelagen, bei denen es nach Durchzug eines Regengebietes schlagartig aufklart, nicht nur für den Verkehr, sondern auch für den Fahrbelag sehr herausfordernd.

Zugegeben, im Großen und Ganzen scheinen die Studienergebnisse zunächst nur einen marginalen Unterschied akademischer Natur zu den bisherigen Theorien zur Frostsprengung zu liefern. Das Resultat bleibt in Form unansehnlicher und teils gefährlicher Risse und Löcher dasselbe. Aber gerade hinsichtlich zukünftiger Prävention oder zumindest Linderung können die Ergebnisse beispielsweise über die Eigenschaft des Straßenbelags und deren Ausbringung einen entscheidenden Mehrwert für die Zukunft bringen.

Dipl.-Met. Robert Hausen
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Offenbach, den 27.01.2025

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