Nebel

 

 

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Nebel

Nebel bei Leutkirch, Sichtweite ca. 250 m

Nebel besteht aus in der Luft schwebenden und die Sicht begrenzenden mikroskopisch kleinen Wassertrpfchen oder Eiskristallen in einer auf der Erdoberflche aufliegenden Luftschicht. Der Bildung von Wolken und Nebel liegen dieselben Vorgnge zugrunde, da beide durch Kondensation oder Sublimation des Wasserdampfes an Kondensations- oder Gefrierkernen in der Luft entstehen. Kondensation bzw. Sublimation treten ein, wenn die Luft unter den Taupunkt abgekhlt wird. Bei der Wolkenbildung wird der Taupunkt im wesentlichen durch Hebungsprozesse erreicht, bei der Nebelbildung spielen dagegen Strahlungs-, Advektions- und Verdunstungsprozesse sowie die Mischung von Luftmassen eine Rolle. Nebel ist daher im Grunde nichts anderes als eine bodennahe oder sogar auf dem Boden aufliegende Wolke.

Fachlich gesehen ist Nebel also ein Aerosol, in der meteorologischen Systematik wird er jedoch zu den Hydrometeoren gezhlt, weshalb er hier auch unter dem Oberbegriff Niederschlag behandelt wird. Mit dem Begriff Hydrometeor werden in der Meteorologie alle Formen kondensierten Wassers (Wortteil 껰ydro) bezeichnet, die in der Atmosphre beobachtet werden (Wortteil 껶eteor), also alle flssigen und gefrorenen Teilchen aus Wasser.

Nebel wie Dunst unterscheiden sich von Wolken nur durch ihren Bodenkontakt, sind jedoch ansonsten nahezu identisch. In ansteigendem Gelnde kann daher eine Wolkenschicht in hheren Lagen zu Nebel werden. In der Luftfahrt spricht man in solchen Fllen auch von aufliegender Bewlkung.

Oft wird auch nach Bodennebel und Hochnebel unterschieden, wobei die Oberseite des Bodennebels nach meteorologischer Definition unter der Augenhhe des Beobachters mit einer Sichtweite von  mehr als 1 km liegen mu. Das verbreitete Verstndnis eines Hochnebels als Nebel mit fehlendem Bodenkontakt ist insoweit irrefhrend, als es sich im Regelfall um eine niedrige Wolke vom Typ Stratus handelt, also nicht um Nebel im eigentlichen Sinne. Nur bei einigen Zwischenstadien von Nebeln, die an ihrer Basis aufgelst wurden oder im Begriff sind, sich auf Bodenhhe zu senken, spricht man auch in der Meteorologie von einem Hochnebel.

Meteorologisch kommen dem Nebel recht unterschiedliche Bedeutungen zu. Je nach der Art seiner Entstehung kann er als Anzeichen einer bestimmten Wetterlage interpretiert werden und ist damit ein wichtiges Hilfsmittel bei der Wetterbeobachtung. Andererseits hat er durch seine hohe Albedo jedoch auch Einflu auf die lokale Strahlungsbilanz, was Auswirkungen auf die Temperatur haben kann.

Einzelheiten die den verschiedenen Nebelarten stehen hier.

 

Sichtweite

Nebeltropfen sind so klein, da die Streuung des Lichtes nicht mehr von seiner Wellenlnge abhngt, weshalb Nebel wei bis eintnig grau erscheint. Das gestreute Licht bewirkt eine starke Abnahme der Sichtweite, wodurch diese nur einige hundert Meter, in dichtem Nebel sogar nur 10 m oder weniger betragen kann. Grundstzlich unterscheidet man zwischen Dunst und Nebel anhand dieser sichtbehindernden Wirkung. Liegt die horizontale Sichtweite auf Augenhhe ber einem Kilometer spricht man von "Dunst", andernfalls liegt "Nebel" vor.

  • Im meteorologischen Sinne spricht man von Nebel, wenn die Sichtweite in Augenhhe (1,80 m) einen Kilometer unterschreitet.
    • Bei einer Sichtweite von 500 - 1000 m spricht man von einem leichten Nebel,
    • bei 200 - 500 m von einem m癌igen Nebel und
    • bei unter 200 m von einem starken Nebel.
    • Nebel in einem rumlich eng begrenzten Gebiet bezeichnet man als Nebelbank.
    • Ein Tag, an dem mindestens einmal Nebel aufgetreten ist, ist ein Nebeltag.
  • Sichtweiten von 1 bis etwa 4 km gelten als Dunst.
  • Bei Sichtweiten von 1 - 8 km und hoher Luftfeuchte (80 %) spricht man von feuchtem Dunst.
  • Nicht damit zu verwechseln ist der trockene Dunst, der in stark besiedelten und von Industrie geprgten Gebieten vorkommt und durch Staubpartikel ausgelst wird.

Im tglichen Leben wird meistens nur eine Sichtweite von unter 300 m auch als Nebel wahrgenommen.

Einzelheiten zur Flugsicht stehen weiter unten.

 

Seiser Alm, Blick vom Puflatsch auf den Schlern mit niederem Stratus dazwischen

 

Entstehung

Nebel entsteht, wenn bei einer meist stabilen Atmosphrenschichtung mehr Wasserdampf in die Luft eingetragen wird, als diese aufnehmen kann. Die Sttigungsmenge der Luft, also die maximale Wasserdampfmenge oder Luftfeuchte, welche die Luft enthalten kann, ohne da Kondensation eintritt, ist dabei von vielerlei Faktoren abhngig. Darauf wird im Abschnitt Sttigungsdampfdruck eingegangen. Grundstzlich hngt die Aufnahmefhigkeit der Luft fr Wasserdampf von ihrer Temperatur ab. Sie ist umso gr秤er, je wrmer die Luft ist. Bei Sttigung der Luft mit Wasserdampf betrgt die relative Luftfeuchtigkeit 100 %. Ein Absinken der Temperatur oder eine Erhhung des absoluten Wassergehalts ber die Sttigungskonzentration hinaus hat im Idealfall eine sofortige Kondensation zur Folge. Es bilden sich kleinste Wassertrpfchen: Nebel. Ob diese Kondensation aber wirklich sofort erfolgt oder ob erst bersttigung eintritt, hngt dabei wesentlich vom Vorhandensein von Kondensationskernen ab. An ihnen kann sich der kondensierende Wasserdampf absetzen und somit wesentlich leichter in den flssigen Aggregatzustand bergehen, als es ohne Kondensationskerne der Fall wre. So kann bei entsprechender Luftverschmutzung eine Mischung aus Nebel, Rauch-, Ru- und anderen Partikeln entstehen und zu einer berdurchschnittlichen Nebeldichte fhren. Es entsteht Smog. Bei der Kondensation ist die maximale Menge an dampffrmigem (und damit nicht sichtbaren!) Wasserdampf in der Luft stark von ihrer Temperatur abhngig. Ist bei einer gegebenen Temperatur mehr Wasser in der Luft vorhanden, als diese maximal aufnehmen kann, so kondensiert das berschssige Wasser zu feinen Wolken- bzw. in Bodennhe zu Nebeltrpfchen aus. Wenn sehr viel auskondensiert, knnen sich durch Koagulation auch feine Regentrpfchen bilden und der Nebel beginnt zu nssen.

Im wesentlichen unterscheidet man folgende Prozesse, durch die es zur Nebelbildung kommen kann:

  • Abkhlung der Luft durch nchtliche Ausstrahlung bis zum Taupunkt. Die Folge ist Strahlungsnebel.
  • Durch Vermischung jeweils ungesttigter feuchtwarmer und feuchtkalter Luft. Dies kann zur Nebelbildung fhren, weil die maximale Wasserdampfmenge, die Luft aufnehmen kann, nichtlinear von ihrer Temperatur abhngt. Das ergibt Mischungsnebel.
  • Durch Akhlung einer feuchten, ungesttigten Luftschicht vom Untergrund, z.B. durch Aufgleiten einer wrmeren auf eine kalte Luftschicht oder im Winter ber Schnee, so da die bodennahe Luft unter den Taupunkt abkhlt. Entsprechendes gilt fr das Aufgleiten einer sehr kalten Luftmasse ber einen wrmeren Untergrund. Dies wird als Advektionsnebel bezeichnet.
  • Auch orografisch bedingte Hebungen knnen zur Abkhlung der Luftmasse unter den Taupunkt fhren und Nebel verursachen.
  • Erhhung der relativen Luftfeuchte bis zum Taupunkt durch Verdunstungsprozesse (z.B. vom Untergrund oder durch fallenden Niederschlag).
    Es entsteht Verdunstungsnebel.

Nebelentstehung

Damit sich Nebel oder niederer Stratus im bodennahen Bereich bilden kann, mssen sich Temperatur und Taupunkt annhern. Das kann entweder durch die Zunahme der Feuchtigkeitsmenge in der Grenzschicht oder durch Verringern der Temperatur erfolgen, so da Sttigung eintritt. Durch die Prozesse, die zur Sttigung fhren, unterscheiden sich die verschiedenen Arten von Nebel oder Schichtwolken.

Anhand der Grafik links sollen 6 grundlegende Prozesse der Nebelbildung bzw. die atmosphrischen Bedingungen fr die Nebelentwicklung erlutert werden.

Beginnen wir mit dem Bild links oben, welches das Abkhlen durch Ausstrahlung illustriert. Die Bodenoberflche und die aufliegenden Luftschicht khlen ab, wodurch sich die relative Luftfeuchtigkeit erhht. Da somit die Temperatur bis zum Taupunkt absinkt, bildet sich Strahlungsnebel in der bodennahen Luftschicht.

Im oberen mittleren Bild der Grafik haben wir den klassischen Fall des advektiven Nebels. In diesem Beispiel wird Luft von der wrmeren Landoberflche ber klteres Wasser herangefhrt. Die wrmere Luft wird von dem klteren Wasser abgekhlt. Zudem kann sie auch noch etwas Feuchtigkeit aufnehmen. Der Hauptproze liegt aber darin, da die Lufttemperatur bis zum Taupunkt abkhlt, so da sich Nebel bilden kann.

Nebel kann sich aber auch bilden, wenn kalte Luft ber wrmeres Wasser gefhrt wird, wie das Bild oben rechts zeigt. In diesem Fall der Kaltluftadvektion hat sich eine sehr kalte Luftmasse ber der Landoberflche entwickelt. ber dem wrmeren Wasser verdunstet Wasser in die Luftmasse und erhht damit deren Feuchtigkeit. Die Folge ist Nebel in der unteren Luftschicht.

Im Bild links unten knnen wir die Wirkung des Seewind-Zirkulation auf der Nebelbildung ansehen. In diesem Fall haben wir Nebel und feuchte Luft ber einer Wasserflche, egal ob es sich um das Meer oder einen See handelt. Entscheidend ist allein die einsetzende Brise. Whrend des Tages heizt sich die Bodenoberflche auf, so da sich die Seewind-Zirkulation entwickel kann. Luft wird dadurch vom Wasser zum Land gefhrt und damit auch der ber dem Wasser lagernde Nebel bzw. die dortige feuchte Luftmasse. Das ist ein anderer Mechanismus fr advektiven Nebel.

Ein weiterer Proze ist Entwicklung von Hangnebel oder orographischem, also gelndebedingtem Nebel oder Stratus. Im unteren mittleren Bild haben wir feuchte Luft, die einen Hang hochgetrieben wird (orographische Hebung). Weil die Luft adiabatisch gehoben und die Temperatur dabei bis zum Taupunkt abgekhlt wird, kann sich Nebel oder Stratus entlang des Hangs bilden. Dieser Hangnebel oder orografisch veranlate Nebel oder Stratus kann auch in Kombination mit anderen Prozessen auftreten und sich dadurch gegenseitig verstrken, wobei dann z.B. die advektiven Prozesse vorherrschen knnen.

Im Bild unten rechts sehen wir den Proze der Sttigung der bodennahen Luftschicht durch den Niederschlag. Bei diesem Proze fllt Niederschlag durch trockene Luft, verdunstet dabei und befeuchtet die bodennahe Luftschicht. Zugleich wird dies abgekhlt, weil der Luft durch die Verdunstung latente Wrme entzogen wird.
Das Ergebnis ist Verdunstungsnebel.

Dies sind nur die primren nebelbildenden Prozesse. Tatschlich kann eine Vielzahl unterschiedlicher Szenarien zu Nebel fhren. Vor allem knnen diese Prozesse auch in unterschiedlichsten Kombinationen auftreten und sich dann auch gegenseitig verstrken.

Im Binnenland ist der Herbst, an der Kste und ber See der Winter und das Frhjahr die Hauptnebelzeit. Grundstzlich kann man sagen, da in einem Gebiet jene Jahreszeit die nebelreichste ist, in der es klter ist als eine angrenzende Region, denn Luft, die von dem wrmeren Gebiet zum klteren gefhrt wird, kann ber der klteren Unterlage bis zum Taupunkt abgekhlt werden.

 

Taupunkt und Nebelbildung

Bume mit Reifansatz aus Nebel

Wie oben erlutert, spielt der Taupunktbei der Nebelbildung eine wesentliche Rolle.

  • Alle Arten von Abkhlungsnebel entstehen, wenn die Luft von der Erdoberflche her abgekhlt wird und sie dadurch ihren Taupunkt erreicht. Ist diese Temperaturabnahme eine Folge der Ausstrahlung an der Erdoberflche, spricht man von Strahlungsnebel. Diese treten bei uns vor allem im Herbst bei windschwachen Wetterlagen auf, also bei ruhender Luft.
  • Von Advektionsnebel spricht man, wenn z.B. feuchtwarme Luft ber einen kalten Untergrund streicht  und dadurch bis zum Taupunkt abgekhlt wird. Zu dieser Gruppe gehrt u.a. der Neufundlandnebel, bei denen feuchtwarme Luft ber das kalte Wasser des Labradorstroms strmt. Aber auch bei uns kann Advektionsnebel auftreten, wenn nach einer strengen Frostperiode Tauwetter einsetzt und dann feuchtwarme Luft ber den gefrorenen Boden gefhrt wird. Dies ist jedoch nur selten von langer Dauer, da sich der Erdboden recht schnell aufwrmt oder weil Wind einsetzt, der den Nebel wegrumt.
  • Bei allen Arten von Mischungsnebel wird die Wasserdampfsttigung dadurch erzielt, da die Abkhlung der Luft und eine Erhhung ihres Wasserdampfgehalts gleichzeitig stattfinden. Dieser Vorgang kann beispilsweise im Grenzbereich von wrmerer und klterer Luft auftreten. Fllt nun leichter Regen oder Sprhregen in die bodennahe Luftschicht, fhrt das durch Verdunstung zur Erhhung des dortigen Feuchtigkeitsgehalts. Zugleich sorgt die turbulente Durchmischung der Warm- und Kaltluft zu einer Absenkung der Temperatur dieser Luftmasse bis zum Taupunkt. Dieser Grenzbereich von Luftmassen wird auch als Front bezeichnet, weshalb man bei dieser Nebelform auch von Frontnebel spricht.
  • Bei Temperaturen ab etwa - 20 캜 bilden sich aus der vorhandenen Luftfeuchtigkeit Eiskristalle und es entsteht Eisnebel. Da sehr kalte Luft nur sehr wenig Wasserdampf halten kann, ist die Zahl der Eiskristalle relativ gering, weshalb die Sicht in Eisnebel im allgemeinen besser ist als in Wassernebel. Bei tiefen Temperaturen kann unterkhlter Nebel zu mchtigen Reifablagerungen an Bumen und Struchern fhren.

In Deutschland sind die Gebiete an der Kste sowie das Norddeutsche Tiefland zwischen Elbe und Oder mit durchschnittlich mehr als 40 Nebeltagen am nebeltrchtigsten. Die Gebiete westlich der Elbe sind dagegen im allgemeinen nebelrmer als der sddeutsche Raum. Im Binnenland ist dabei der Herbst, an der See der Winter und das Frhjahr die Hauptnebelzeit. Regelm癌ig ist in einer Region die Jahreszeit die nebelreichste, in der sie klter ist als angrenzende Regionen, weil dann die Luft, die von den wrmeren Bereichen zu klteren gefhrt wird, ber dem klteren Untergrund bis zum Taupunkt abgekhlt wird. Allgemein treten bei uns die Strahlungsnebel am hufigsten auf.

 

Nebel und Luftverkehr

Die Sicht ist fr die Fliegerei von besondere Bedeutung. Bei hohen Geschwindigkeiten ist ein frhzeitiges Erkennen von Hindernissen wichtig. Besonders bercksichtigt werden mu, da die Flugsicht u.a. auch vom Stand der Sonne stark beeinflut wird. So kann es passieren, da von gleicher Position aus bei Blickrichtung gegen die tief stehende Sonne eine Sichtweite von nur 3 km und mit der Sonne im Rcken eine Sichtweite von 8 km gemeldet wird.

Die exakte Bestimmung der Sichtbedingungen wird insbesondere fr die Luftfahrt bentigt. Insbesondere fr die Durchfhrbarkeit von VFR-Flgen ist die Sichtweite entscheidend. Im Sichtflug kontrolliert der Pilot die Lage seines Flugzeugs im Raum visuell und beurteilt ebenso seine Lage relativ zu anderen Luftfahrzeugen. Fr die Fluglage im Raum benutzt er Anhaltspunkte auerhalb des Flugzeugs, in der Regel ist das der Blick auf den Horizont. Grundvoraussetzung zum Sichtflug ist folglich, dass das Wetter bestimmte Mindestsichtweiten zul癌t und der Pilot keine Wolken durchfliegt, er also die erforderlichen Anhaltspunkte auerhalb des Flugzeugs erkennen kann. Weiterhin muss er zur Kollisionsvermeidung gewisse horizontale und vertikale Mindestabstnde zu Wolken einhalten. Wo diese Voraussetzungen (Visual Meteorological Conditions, VMC) nicht eingehalten werden knnen, darf kein Sichtflug stattfinden. Fr das sichere Fliegen ist nicht nur die horizontale Sichtweite am Boden von Bedeutung.

Dabei sind einige Begriffsbestimmungen zu beachten:

  • Flugsicht ist die Sichtweite des Piloten nach vorn aus dem Flugzeug.
    Von der Sichtweite hngt ab, ob geflogen werden darf und welche Luftrume benutzbar sind.
  • Bodensicht ist die Sicht am Boden, wie sie von einer amtlichen bestimmten Person festgestellt wird.
    Die Bodensicht wird im Wetterbericht des Flugplatzes gemeldet und von ihr sind die Betriebsbedingungen des Flugplatzes abhngig.
  • Erdsicht bezieht sich nicht auf Sichtweiten. Erdsicht heit, da der Pilot die Erdoberflche sehen kann. Der unkontrollierte Luftraum G darf nur mit Erdsicht genutzt werden.

Diese Begriffsbestimmungen sind Teil der Sichtflugregeln und der Bestimmungen ber die Luftraumstruktur. Wer dazu mehr wissen will, klickt auf die Grafik rechts.

Sichtverschlechterung durch Nebel

 

 

 

 

 

Sichtflugregeln

In der Flugpraxis ist daneben auch die sog. Schrgsicht, d.h. die Sicht im Landeanflug von Bedeutung. Die Flugsicht als Horizontalsicht in Flughhe kann von der am Boden beobachteten Horizontalsicht, der Bodensicht, betrchtlich abweichen, wenn sich in Bodennhe z.B. eine Dunstschicht befindet. Beim Einflug in diese Dunstschicht nimmt die Schrgsicht meist schlagartig ab und der Landeanflug kann sich dann auerordentlich schwierig gestalten. Die Flugsicht hngt natrlich von Dunst und Bewlkung in Flughhe ab. Die Sicht in der Bewlkung ist meist sehr gering und kann soweit zurckgehen, da man die Flchenenden des Flugzeuges nicht mehr sehen kann. Sie kann andererseits durchaus aber auch mehr als 1000 m betragen.

An gr秤eren Flughfen wird neben der Bodensicht eine spezielle Sichtweite entlang der Start- und Landebahn bestimmt (Runway Visual Range = RVR). Die RVR ist die maximale Sichtweite entlang der Start- und Landebahn und wird angegeben, wenn die meteorologische Sicht und/oder die Landebahnsicht geringer als 1.500 m ist.

Weitere Einzelheiten stehen im Kapitel Sicht.

 

Wetterkartensymbole Nebel

Symbol

Nummer

Beschreibung

40

Nebel in einiger Entfernung, hat den Beobachter aber in der letzten Stunde nicht erreicht. Die Hhenlage des Nebels liegt ber der des Beobachters.

47

Himmel von Nebel oder Eisnebel verdeckt, wobei dieser in der letzten Stunde dichter wurde.

45

Himmel von Nebel oder Eisnebel verdeckt, wobei sich in der letzten Stunde keine 훞derungen zeigten.

43

Himmel von Nebel oder Eisnebel verdeckt, wobei dieser in der letzten Stunde dnner wurde.

46

Himmel trotz Nebel oder Eisnebel sichtbar, wobei dieser in der letzten Stunde dichter wurde.

44

Himmel trotz Nebel oder Eisnebel sichtbar, wobei sich in der letzten Stunde keine 훞derungen zeigten.

42

Himmel trotz Nebel oder Eisnebel sichtbar, wobei dieser in der letzten Stunde dnner wurde.

28

Nebel hat sich vor einer Stunde aufgelst.

12

Zusammenhngende Nebelschicht mit weniger als zwei Metern Hhenausdehnung an der Wetterstation.

11

Nebel mit weniger als zwei Metern Hhenausdehnung in einzelnen Schwaden oder Bnken an der Wetterstation.

41

Nebel oder Eisnebel in Schwaden, daher stark schwankende Sichtweiten.

48

Nebel oder Eisnebel mit Raufrost- oder Klareisbildung bei sichtbarem Himmel.

49

Nebel oder Eisnebel mit Raufrost- oder Klareisbildung bei bedecktem Himmel.

 

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