Reif

 

 

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Reif

Wenn es im Herbst die ersten kalten Nächte gibt, wirkt am Morgen die Umgebung wie nach einem ersten Schneefall, denn Wiesen und feste Gegenstände, die sich im Freien befinden, sind mit einer weißen Schicht überzogen, dem Reif. Reif ist ein sich an- bzw. ablagernder fester Niederschlag aus gefrorenem Wasser von kristallinem Aussehen, der bei klarer Luft und Temperaturen um den Gefrierpunkt entsteht. Gegenstände, die schneller auskühlen als die sie umgebende Luft (z.B. Pflanzen, geparkte Autos, Zäune, Stromleitungen usw.), können dann Temperaturen unter 0 °C aufweisen. Je kühler die Luft wird, desto weniger Feuchtigkeit kann sie aufnehmen. Die jeweils vorhandene Menge überschreitet deshalb bei einem bestimmten Abkühlungsbetrag die Aufnahmefähigkeit (100 % relative Luftfeuchte). Sobald der Taupunkt auf der Oberfläche dieser kalten Gegenstände unter dem Gefrierpunkt des Wassers liegt, bilden sich daran sehr feine, fast schneeähnliche Eiskristalle, welche die Gegenstände gleichmäßig überziehen. Dieser Taupunkt heißt unter 0 °C "Reifpunkt". Die Reifkristalle bestehen aus kleinen Fächern, Nadeln oder federartigen Gebilden.

Die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit resublimiert, sobald sie auf diese kalten Objekte auftrifft. Bei der Resublimation geht das Wasser direkt vom gasförmigen (unsichtbaren) in den festen (gefrorenen) Zustand über und überspringt dabei die flüssige Phase. Reif entsteht also durch den unmittelbaren Übergang der Luftfeuchte vom gasförmigen in den festen Zustand. Nur wenn der in der Luft enthaltene Wasserdampf ohne dem Umweg über die flüssige Phase direkt als Eis auf Gegenständen oder Pflanzen resublimiert,  bezeichnet man die dabei entstehenden Eiskristalle als Reif.  Das unterscheidet Reif von gefrorenem Tau. Gefrorener Tau war zuerst flüssig und ist dann durch Abkühlung gefroren.

Zu unterscheiden ist zwischen Reif, der auf eine Abkühlung der Erdoberfläche zurückzuführen ist, dem Strahlungsreif (Ausstrahlung), und Reif, der auf einer horizontalen Luftbewegung beruht, dem Advektionsreif (Advektion):

  • Strahlungsreif  entsteht, wenn durch nächtliche Ausstrahlung der Boden und die unmittelbar darüber aufliegende Luft sehr stark auskühlt. Das ist im Winter bei geringer Bewölkung oder wolkenlosem Himmel häufig der Fall. Dann kann die Wärmestrahlung quasi auf direktem Wege in die Atmosphäre gelangen. Dazu darf der Wind allerdings nicht allzu kräftig wehen, denn das würde durch ständiges Nachliefern der (etwas höheren) Lufttemperaturen eine Auskühlung verhindern. In solchen "Strahlungsnächten" kühlen sich die Oberflächen von Gegenständen merklich unter die Lufttemperatur ab. So hat beispielsweise ein Grashalm bei 5 °C Lufttemperatur und 90% relativer Feuchte nach dem Stefan-Boltzmann-Gesetz eine Temperatur von etwa -5 °C. So ähnlich verhält es sich auch mit dem Auto auf der Straße. Dann schlägt sich die Luftfeuchte als Reif (z.B. auf Wiesen oder dem Auto) nieder. Strahlungsreif tritt daher besonders in Bodennähe als gleichförmiger Überzug auf. Am Auto ist dann morgendliches Eiskratzen amgesagt.
  • Advektionsreif entsteht, wenn feuchte, aber nicht gesättigte Luft an einem kalten Gegenstand vorbeistreicht und sich dadurch eine Reifablagerung bildet. Advektionsreif bildet sich bei hoher Luftfeuchtigkeit in Form feingliedriger Kristalle und zwar entgegen der Richtung, aus der der Wind kommt. Advektion (von lat. advehi = heranbewegen) bezeichnet das Heranführen von feuchterer und wärmerer Luft, die auf die kalten  Oberflächen trifft. Dies kann eintreten, wenn nach einer kalten Nacht ein mäßiger Nordwestwind feuchte Luft heranweht. Dann wächst eine Reifschicht entgegen der Windrichtung, meist auf senkrecht stehenden Oberflächen.
  • Rauhreif  ist eine Sonderform von Advektionsreif. Dabei handelt es sich nicht um reinen Reif im Sinne der obigen Definition, sondern um eine Mischung aus Reif und lockeren, leicht abfallenden Nebelfrostablagerungen mit Lufteinschlüssen, die überwiegend aus dünnen Nadeln oder Eisschuppen besteht. Rauhreif bildet sich im Gegensatz zu Reif nur bei Nebel und wächst typischerweise entgegen der vorherrschenden Windrichtung. Beim Raureif ist der Mechanismus derselbe wie beim Reif, nur der Ausgangszustand ist ein anderer. Beim Rauhreif befindet sich die in der Luft enthaltene Feuchtigkeit in der flüssigen Phase bereits in Form von unterkühlten Wassertröpfchen, sichtbar als feuchter Dunst oder Nebel. Das Ergebnis sieht daher auch etwas anders aus als beim Reif: Die Eiskristalle sind wesentlich gröber, können bizarre Formen annehmen und wachsen in die Richtung, aus welcher der Wind den Nebel an den festen Gegenstand führt, wo er dann anfriert.

Auf die Prozesse von Sublimation und Resublimation wird im Kapitel Wasser näher eingegangen.

 

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