Schneefallgrenze: So bestimmt man, wo Schnee fällt

Im Alltag wird die Schneefallgrenze oft mit der Nullgradgrenze gleichgesetzt - das ist aber so nicht ganz korrekt, denn diese Grenze ist kein absolutes Niveau, bei dem der Schnee sofort in Regen übergeht. Doch wie unterscheiden sich Schneefallgrenze und Nullgradgrenze - und wie kann man die Schneefallgrenze selbst bestimmen?

In der Meteorologie ist mit der Schneefallgrenze eine Schmelzschicht gemeint, die räumlich unter der Nullgradgrenze liegt. Diese Schmelzschicht ist oft mehrere hundert Meter dick. In dieser Schicht beginnen die Schneekristalle, unterschiedlich schnell zu schmelzen, weshalb sich Schneeregen oder Regen bilden. Geht der Schnee vollends in die flüssige Phase über, ist das die Schneefallgrenze.

Um diese Schneefallgrenze zu bestimmen - also die Schmelzschicht, in der der Schnee vollkommen flüssig wird - muss erst einmal die Nullgradgrenze berechnet werden, etwa mit einer speziellen Höhenwetterkarte. Mit dieser kann sowohl die Temperatur als auch die Höhe, in der die Temperatur vorliegt, für eine spezielle Region bestimmt werden. Um die Nullgradgrenze zu berechnen, muss zudem die Temperaturabnahme mit der Höhe bestimmt werden. Bei Schneefall wird hier als Näherung mit einem konstanten Wert von 0,65 Kelvin pro 100 Meter gearbeitet.

Um berechnen zu können, wann die Schneeflocke auf ihrem Weg in Richtung Erdboden komplett geschmolzen ist, muss bekannt sein, wie hoch die Luftfeuchtigkeit in den Luftschichten unterhalb der Nullgradgrenze ist. Bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 Prozent fängt der Schnee direkt an zu schmelzen, wenn er die Nullgradgrenze erreicht. Bei einer geringeren relativen Luftfeuchtigkeit schmilzt sie langsamer, weil ihr durch Sublimation, dem direkten Übergang von der festen Phase in die Dampfphase, Wärmeenergie entzogen wird. Fällt also der Schnee in eine relativ trockene Luftschicht bei Temperaturen über null Grad, dann kann es auch mehrere hundert Meter unterhalb der Nullgradgrenze und bei deutlichen Plusgraden von bis zu 7 Grad Celsius schneien.

Um die Dicke der Schmelzschicht exakt vorhersagen zu können, müsste es zu jeder Zeit und für jeden Ort aktuelle Messungen über die vertikale Temperatur- und Feuchtigkeitsverteilung der Atmosphäre geben, was nicht zu realisieren ist, aber kurzfristig durch Modellvorhersagen bestimmt werden kann. Ohne solche Modellberechnungen wird eine etwa 200 bis 300 Meter dicke Schmelzschicht unterhalb der Nullgradgrenze als Richtwert herangezogen.

Mit dieser Anleitung lässt sich die Schneefallgrenze selbst bestimmen:

Zur Berechnung der Nullgradgrenze muss eine spezielle Höhenwetterkarte herangezogen werden, die die Temperaturverteilung in 850 hPa (Hektopascal) darstellt. Dort sind Linien gleicher Temperatur zu sehen, die als Isothermen bezeichnet werden. Im Mittel befindet sich dieses Niveau auf einer durchschnittlichen Höhe von etwa 1460 Meter. In der Realität variiert die Höhe der 850 hPa-Fläche in Hoch- und Tiefdruckgebieten nach oben bzw. nach unten.

In der Höhenwetterkarte sind die Isothermen als weiße Grenzlinien der Farbflächen in einem Abstand von 2 Grad Kelvin zu sehen, wobei die Zahlen die jeweilige Temperatur in Grad Celcius angeben. Die einzelnen Höhen, in der sich das 850 hPa-Niveau befindet, werden durch schwarze Linien gekennzeichnet. In der Meteorologie sind dies Linien gleichen Geopotentials und werden als Isohypsen bezeichnet. Die Höhe dieser Isohypsen wird in der Einheit 'gpdam' (geopotentielle Dekameter) angegeben, wobei dieser Wert mit zehn multipliziert ungefähr die Höhe in Meter ergibt.

Befindet sich also über Berlin in direkter Nähe die -6 Grad Isotherme (genauer Wert: -6,5 Grad) zwischen der Isohypse in 138 und 139 gpdam Höhe, liegt die 850 hPa-Fläche genau in der Mitte dieser zwei Isohypsen in einer Höhe von 138,5 gpdam. Multipliziert man diesen Wert mit zehn, so erhält man eine Höhe von 1385 m.

Segelt bei dieser Ausgangshöhe und mit einer Umgebungstemperatur von -6,5 Grad eine Schneeflocke in Richtung Erdboden, erwärmt sich die Umgebungsluft um 0,65 Grad pro 100 Höhenmeter. Dies bedeutet also, dass nach etwa einer Fallstrecke von 1000 Meter die Lufttemperatur bis auf 0 Grad angestiegen ist. Somit liegt die Nullgradgrenze etwa bei 385 Meter (1385 Meter minus 1000 Meter) über dem Meeresspiegel.

In diesem Beispiel würde also oberhalb einer Höhe von ungefähr 85 Meter über dem Meeresspiegel der Niederschlag in Form von Schnee fallen - berücksichtigt man jedoch Abweichungen von etwa +/- 100 Meter, so ist es durchaus möglich, dass auch in Höhen unterhalb von 85 Metern Schneeregen oder Schnee fällt.

Quelle: Deutscher Wetterdienst (DWD)