Wie entsteht Regen?

Das Vorspiel zu Regenwolken ist immer sonnig.

Ohne Sonne gäbe es keine Wolken und ohne Wolken keinen Regen. Diese Voraussetzungen für Regen klingen sehr einfach, doch die Regenentstehung im Detail ist etwas komplizierter als man vielleicht denkt.

Grundsätzlich unterscheiden die Meteorologen zwischen zwei Arten von Regen: zwischen "kaltem Regen" und "warmem Regen". Etwa 80 Prozent des Regens sind kalter Regen, die restlichen 20 Prozent warmer Regen. Der Unterschied liegt im Entstehungsprozess der Regentropfen - und nicht in der Temperatur, mit der uns die Tropfen auf den Kopf fallen.

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Kalter Regen

Wenn die Sonne die Erdoberfläche erwärmt, verdunstet Wasser. Die erwärmte Luft und der gasförmige Wasserdampf steigen von der Erde auf. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wassermoleküle kann sie aufnehmen.

Neben dem Wasserdampf befinden sich überall in der Luft unsichtbare, kleine Aerosolpartikelchen. Sie sind so klein und leicht, dass sie von der Luft getragen werden, obwohl sie nicht gasförmig sind. Schwefelverbindungen (Sulfate) und Meersalzkerne sind die häufigsten Aerosolpartikel, aber auch Staub, Ruß und einige andere Partikelarten gehören dazu.

Mit steigender Höhe kühlt die Luft wieder ab. Je kälter die Luft wird, desto weniger Wasserdampfmoleküle kann sie halten - Wissenschaftler sagen dazu, kalte Luft ist früher gesättigt. Erst wenn die Luft völlig mit Wasserdampf gesättigt ist, können Wolken entstehen. Der überschüssige Wasserdampf kondensiert dann an den Aerosolpartikeln zu feinsten Tröpfchen: den Wolkentröpfchen. Sie sind so dünn wie ein Haar und so leicht, dass sie von der Luft gehalten werden.

Bei der Kondensation gibt der Wasserdampf die Energie wieder ab, die die Sonne benötigt hat, um das Wasser zu verdunsten. So heizt sich die umgebende Luft wieder etwas auf und kann noch höher steigen. Auf ihrem Weg nach oben, stoßen die Wolkentröpfchen zufällig zusammen und vereinen sich.

In den eiskalten Höhen ab etwa minus 20 Grad gefrieren die immer noch flüssigen, aber stark unterkühlten Wolkentröpfchen zum Teil zu Eiskristallen. Sie wachsen weiter, indem sie der Luft Wasserdampf entziehen. Wenn sie schwer genug sind, sinken sie wieder nach unten und sammeln dabei weitere Wolkentröpfchen ein. Die Kristalle verklumpen so zu Graupel- oder Hagelkörnern. Sobald sie die Temperaturgrenze von Null Grad übersteigen, schmelzen sie wieder und fallen als kalter Regen zur Erde. "Kalt" ist der Regen also deshalb, weil seine Regentropfen zuvor gefrorene Graupel- oder Hagelkörner waren.

Warmer Regen

Warmer Regen entsteht zunächst auf die gleiche Weise wie kalter Regen. Allerdings gefrieren die Wolkentröpfchen nicht, sondern stoßen nur so lange aneinander, bis sie groß und schwer genug sind, um abzuregnen. Da während dieses Prozesses auch immer wieder Wolkentröpfchen verdunsten, dauert er in der Regel wesentlich länger als die Entstehung von kaltem Regen.

Saurer Regen

In den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts machte der so genannte "Saure Regen" Schlagzeilen. Inzwischen scheint das Thema fast vergessen - zu Unrecht allerdings, denn den sauren Regen gibt es immer noch. Zwar sind die meisten toten Bäume abgeholzt und die Wälder wieder aufgeforstet, doch die Ursache ist längst noch nicht beseitigt. Nach wie vor entstehen bei Verbrennungsprozessen in Industrie und Verkehr Gase wie Schwefeldioxid und Stickoxide, die in die Umwelt gelangen. Mit dem Wasser der Regentropfen reagieren diese Gase zu Säuren. Der pH-Wert des Regentropfens verschiebt sich in den sauren Bereich. Der Regen im Erzgebirge - einer in den 80er Jahren besonders stark vom sauren Regen betroffenen Region - hat heute noch einen sauren pH-Wert von 4,2.

Die meisten Schwefeloxide entstehen in den Verbrennungsanlagen der Industrie.

Im Boden beginnen die Säuren ihre schädigende Wirkung. Vor allem karge Gebirgsböden verkraften den sauren Regen schlecht, denn die Säuren lösen die Nährstoffe - beispielsweise Kalzium - aus der dünnen Humusschicht heraus. So geht das Kalzium den Bäumen verloren, obwohl sie es dringend für den Aufbau ihrer Zellen benötigen.

Darüber hinaus lösen die Säuren auch Schwermetalle und Aluminium im Boden. Sie schädigen entweder direkt die Wurzeln der Bäume oder gelangen mit dem Wasser bis in die Blätter oder Nadeln der Bäume und schädigen dort deren Gewebe. Die Folge: braune Verfärbungen.

Verkehr gilt als der Hauptverursacher der Stickoxide.

Experten sagen voraus, dass in Europa im Jahr 2020 etwa ein Drittel weniger Schwefeloxide ausgestoßen werden als noch 1980. Doch dafür werden sie sich allein in Asien in diesem Zeitraum mehr als verdoppeln. Noch verheerender sind Stickoxide, die zum größten Teil als Verkehrsabgase in die Umwelt gelangen. Parallel zur weltweiten Verkehrszunahme erwarten die Experten einen Anstieg dieser Gase auf allen Kontinenten.



Ausgestanden ist die Gefahr des Sauren Regens also längst noch nicht. Im Gegenteil. Schnell wachsende Industrien und zunehmender Verkehr werden den Regen auch auf anderen Kontinenten sauer machen. Welche Auswirkungen der saure Regen auf die tropischen Wälder haben könnte, ist kaum auszudenken.