Vorhersage von gefrierendem Regen


© Welt der Synoptik | Glatteis nach gefrierendem Regen auf Wegen und Straßen.
© Welt der Synoptik | Glatteis nach gefrierendem Regen auf Wegen und Straßen.

Was ist Glätte?

Unter Glätte versteht man im Grunde genommen nichts anderes als Eisablagerungen auf Straßen, Gehwegen oder Gegenständen, die nicht selten zu schwerwiegenden Verkehrsbehinderungen und Personenschäden führen können. In der Meteorologie wird aufgrund abweichender Entstehungsbedingungen zwischen verschiedenartigen Glätteformen differenziert. So ist das meist überregional auftretende Glatteis (gefrierender Regen) im Regelfall die gefürchtetste Glätteform. Diese entsteht durch das rasche Gefrieren von unterkühlten Regen- oder Sprühregentröpfchen auf dem Erdboden und soll aufgrund der Gefährlichkeit und der doch komplexen Vorhersagbarkeit nachfolgend ausführlich behandelt werden. Wegen des lokalen Auftretens sind die weiteren Glätteformen Eisglätte, Schneeglätte und Reifglätte weniger gefahrvoll und werden der vollständigkeitshalber hier nur kurz definiert.

Eisglätte

Gefriert Regenwasser oder Schmelzwasser von Schnee und Eis auf Straßen oder Gehwegen, so spricht man hier von Eisglätte bzw. gefrierende Nässe. Fälschlicherweise werden Eisglätte und Glatteis öfter verwechselt. Anders als beim Glatteis geht der Eisglätte kein direkter flüssiger Niederschlag voraus.

Schneeglätte

Schneeglätte entsteht durch festgetretenen und festgefahrenen Schnee. Der kurzeitig durch Fußgänger oder Fahrzeuge auf den Schnee ausgeübte Druck führt zu einem oberflächlichen Antauen des Schnees, welcher nachfolgend wieder gefriert.

Reifglätte

Diese Glätte kommt durch die Bildung von Reif am Boden bzw. durch das Herabfallen von Reif oder Nebelfrostablagerungen von Bäumen insbesondere in waldreichen Gegenden zustande.

© Welt der Synoptik | Reif
© Welt der Synoptik | Reif

Eine Schneedecke schützt vor verbreitetem Glatteis!

© Welt der Synoptik | Wetterzustand, Temperatur- und Windverteilung (Datenbezug: Metwatch) während einer Glatteislage im Nordosten Deutschlands am 23.12.2012 um 15:00 MEZ.
© Welt der Synoptik | Wetterzustand, Temperatur- und Windverteilung (Datenbezug: Metwatch) während einer Glatteislage im Nordosten Deutschlands am 23.12.2012 um 15:00 MEZ.

Eine mehr oder weniger lange antizyklonale Frostsituation dient in den meisten Glatteislagen als Grundlage. Dabei ist eine zu erwartende Glättelage um so markanter, je schneeärmer und intensiver die Frostperiode verlief. Schnee ist ein erstklassiger Wärmeisolator und mindert den Wärmeverlust des Erdbodens sehr effektiv. Demgemäß sorgt Schnee im Winter für höhere Erdbodentemperaturen und verhindert das Eindringen von starkem Frost in den Boden. Glatteisgefahr besteht dann allenfalls auf den schneegeräumten Straßen und Gehwegen. Und auch wenn in Deutschland regional unterschiedlich geregelt eine Schneeräum- und Streupflicht herrscht, ist es aus meteorologischer Sicht entgegen dieser Regelungen eigentlich sinnvoller, den Schnee vor einer angekündigten Glatteissituation nicht zu räumen.

Langanhaltende Glatteisgefahr bei langsamziehenden Warmfronten

Tatsächlich eingeleitet wird der gefrierende Regen in der Regel durch langsam ziehende, in zyklonalen West- bis Südwestlagen eingebettete Warmfronten mit postfrontaler maritimer Luft. Wichtig dabei ist, dass der eingeleitete Luftmassenwechsel sehr schleppend vonstattengeht. So wird gewährleistet, dass über ein großes selbiges Gebiet längere Zeit unterkühlter Regen in die vorhandene bodennahe Kaltluftmasse fällt. Brisante Glatteislagen zeigen sich daher auch auf der kalten Seite von stationären Luftmassengrenzen, da es hier innerhalb mehrerer Stunden keinen Luftmassenaustausch gibt. Bei langsam ziehenden und flachen Fronten (geringer Windsprung) kommt es aufgrund der im Vergleich zu schnell wandernden Fronten zu schwächeren Hebungsprozessen, sodass es häufig nur zu leichten oder mäßigen Niederschlägen kommt. Regen mit Glatteis wird dann für gewöhnlich in einem schmalen Streifen von etwa 50 km beobachtet.

Die Schichtdicke der bodennahen Kaltluft

Die Schichtdicke der bodennahen Kaltluft spielt besonders im Hinblick auf die am Boden zu beobachtende Niederschlagsart eine entscheidende Rolle. Ist die Schichtdicke zu groß, gefrieren die Regentropfen zu Eiskörnern. Einen maximalen Grenzwert der Schichtdicke für gefrierenden Regen ist schwer zu definieren. Geschätzt wird dieser aber im Bereich zwischen 700 und 800 m. Gehen in der vorhandenen Kaltluftschicht die Temperaturen auf unter -10°C zurück, so ist die Gefahr vor gefrierendem Regen ebenfalls gering. Flüssiges Wasser ist bei unter -10°C in der Atmosphäre kaum noch zu beobachten. Aufgrund dieser genannten Orientierungswerte ist für die Vorhersage von gefrierendem Regen die Auswertung aktueller und simulierter vertikaler Temperaturprofile unumgänglich.

© Welt der Synoptik | Temperaturprofil bei Schnee
© Welt der Synoptik | Temperaturprofil bei Schnee
© Welt der Synoptik | Temperaturprofil bei gefrierendem Regen
© Welt der Synoptik | Temperaturprofil bei gefrierendem Regen
© Welt der Synoptik | Temperaturprofil bei Regen
© Welt der Synoptik | Temperaturprofil bei Regen

Oft erst Schnee, dann der Regen

Je nach vorhandener Feuchtigkeit in der mittleren Troposphäre fällt im Vorfeld des gefrierenden Regens manchmal auch Schnee. Dieser aber kann, sofern die Grundschicht vertikal sehr trocken ist, auf dem Weg zum Boden vollständig verdunsten. Bei hoher Feuchtigkeit hingegen fällt der Schnee vollständig oder teilweise zu Boden und kann folglich die spätere Glättesituation deutlich hemmen. Mit weiterer Feuchte- und Temperaturadvektion in der Höhe geht bei ausreichender vertikaler Mächtigkeit der Höhenwarmluftschicht (mehr als 500 m) am Beobachtungsort  der Schnee in Regen über. Mit Durchgreifen der Warmluft bis zum Boden und dem Abbau der stabilen Schichtung klingt die Glättesituation langsam ab.

Besondere Glatteislage

Typische Großwetterlage bei Regen mit Glatteisbildung. | Bild: Welt der Synoptik
Typische Großwetterlage bei Regen mit Glatteisbildung. | Bild: Welt der Synoptik

Bei einigen Wetterlagen aber greift die Warmluft nicht bis zum Boden durch. Dies ist dann zu beobachten, wenn vor allem kleinräumige Tiefdruckgebiete noch vor Deutschland auf ihrem Ostkurs langsam nach Norden abdrehen. In der Höhe herrscht dabei weiterhin vorderseitige Warmluftadvektion, während am Boden eine Ostkomponente kontinentale Kaltluft herantransportiert. Dieser Zustrom kann durch hohen Druck über Skandinavien noch verstärkt werden. Je nach Verlagerungsgeschwindigkeit der Höhenwarmluft können sich in diesem Scherungsfeld mehr oder weniger markante Glatteislagen entwickeln. Dabei ist noch nicht einmal eine vorangegangene intensive Dauerfrostperiode notwendig. Da der Zustrom eisiger bodennaher und auch tieftroposphärischer Luft bei langsam ziehenden Tiefs für längere Zeit nicht abbricht, erfolgt auch kein Abbau der Kaltluftschicht. Solche Lagen führen dann bei ausreichender Kaltluftschichtdicke zu stärkeren Eiskornbildungen. Anfänglicher Schneefall minimiert auch hier die Glatteisbildung. Dennoch aber ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass in der eventuellen mächtigen Kaltluft die meisten großen Flocken wegen der ständigen Zufuhr trockener Luft verdunsten.


© Welt der Synoptik | Autor: Denny Karran