Aktuell liegt zumindest die Alpennordseite fest im Griff von währschaftem Winterwetter. Seit dem Wetterwechsel in der letzten Novemberwoche dominieren kühle Temperaturen, viel Wind und Wolken und immer wieder Schneefall bis in die tieferen Lagen. Aus meteorologischer Perspektive ist es spannend zu beobachten, wie sich die einzelnen Wetterelemente gegenseitig beeinflussen. Und obwohl die Vegetation im Winter weniger frostanfällig ist, ist es auch für die Landwirtschaft von Interesse, die Zusammenhänge hinter der Frostbildung zu verstehen.
Kalt, kälter, Frost
Frost tritt ein, wenn die Temperatur unter 0°C sinkt. Dann beginnt Wasser zu gefrieren. Bei der Vegetation führt das gefrierende Wasser in den Zellen zu Frostschäden. Auch das Porenwasser im Boden gefriert, wodurch der Boden härter und fester wird und besser befahren werden kann. Die Luft kann bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt weniger Wasser aufnehmen als bei positiven Werten, aus der überschüssigen Luftfeuchtigkeit beginnen sich Eiskristalle zu bilden.
Dabei gibt es in der Frost-Thematik verschiedene Begriffe, die man unterscheiden kann. Der Begriff Frost ist ein allgemeiner Überbegriff, den man verwendet, sobald die Temperatur unter 0°C sinkt. Von Bodenfrost spricht man, wenn die Lufttemperatur 5 cm über der Bodenoberfläche unter dem Gefrierpunkt liegt. In diesen Fällen befindet sich in der Regel auch die Temperatur direkt auf der Bodenoberfläche im Bereich des Gefrierpunkts. Die Begriffe Luftfrost oder Hüttenfrost sind gleichbedeutend. Sie werden verwendet, wenn die Temperatur auf 2 Meter über Boden unter dem Gefrierpunkt liegt. Es ist möglich, dass Bodenfrost auftritt, ohne dass es Luftfrost gibt, hingegen führt Luftfrost praktisch immer auch zu Bodenfrost.
Die Wolken isolieren
Gerade in Situationen mit lebhaftem Winterwetter, wo die Lufttemperatur oft um oder knapp über dem Gefrierpunkt liegt, sind es jedoch die anderen Wetterelemente, die entscheidend beeinflussen, ob und in welcher Ausprägung sich Frost bilden kann. Dabei spielen die Bewölkung und der Wind eine entscheidende Rolle. Bei klarem Himmel und ohne Sonneneinstrahlung, also in der Nacht oder im Schatten, strahlt die Erdoberfläche und auch die Luft Energie ins Weltall ab; es kühlt ab. Dabei ist diese Abkühlung an der Erdoberfläche deutlich effizienter als in der Luft der freien Atmosphäre, so dass die Temperatur an der Bodenoberfläche und knapp darüber deutlich schneller sinkt als in höheren Lagen. Zudem sammelt sich kalte Luft an der Erdoberfläche an, da sie schwerer ist als wärmere Luft. Dadurch kann es vorkommen, dass die Temperatur an der Bodenoberfläche bereits unter den Gefrierpunkt sinkt, während 2 Meter oberhalb das Thermometer noch im positiven Bereich ist und sich Bodenfrost bildet. Dieser Prozess wird jedoch gestoppt, sobald Wolken den Himmel trüben. Die Wolken bilden dann eine Isolationsdecke; ein Teil der Energie, die von der Erdoberfläche ins Weltall wandert, wird von den Wasser- und Eispartikeln in den Wolken zurück an den Boden reflektiert. Die kalte Luft sammelt sich zwar immer noch in Bodennähe an, aber die Bodenoberfläche kühlt nicht so stark ab und der Unterschied zwischen der Boden- und 2-Meter-Temperatur ist nicht mehr so ausgeprägt.
Wind durchmischt die Luft
Der Wind hingegen hat den Effekt, dass er die Luftschichten durchmischt. Dadurch wird verhindert, dass sich kalte Luft in Bodennähe ansammelt. Diese Durchmischung führt ebenfalls dazu, dass sich der Boden nicht so schnell abkühlt.
Und nicht zuletzt hat auch der Schnee eine isolierende Wirkung: Liegt eine Schneedecke, so wirkt diese auf den Untergrund isolierend, während sich apere Flächen deutlich stärker abkühlen. So sorgt das aktuell turbulente Wetter mit Wolken und Wind dafür, dass die Frostgefahr gering bleibt, obwohl der Wettercharakter grundsätzlich winterlich ist. Vorsicht ist jedoch bei Phasen mit einer kurzen Wetterberuhigung geboten, so können schon wenige Stunden klarer Himmel während der Nacht für ein massives Abtauchen der Temperatur in Bodennähe führen.
Solche Zwischenhochs, die zu sehr kalten Phasen führen, sind auch in den nächsten Tagen zuweilen zu erwarten. Eine Umstellung der Wetterlage hin zu etwas milderen Temperaturen deutet sich hingegen erst auf das zweite Dezemberwochenende an.