Die letzten Wochen waren geprägt von sehr warmen Temperaturen und sommerlichem Wetter. Dabei wurden nicht nur aussergewöhnlich viele Sommer- und Hitzetage registriert, sondern es gab auch zahlreiche und kräftige Gewitter.
Obwohl auch in einem «normalen» Mai Gewitter durchaus dazugehören, fielen die Gewitterzüge der letzten Tage teils ausserordentlich kräftig aus. Dabei spielen die hohen Temperaturen durchaus eine wichtige Rolle.
Sommertag und Wolkenbruch
Bereits Mitte Mai erfasste eine erste sommerliche Wetterphase die Schweiz. Nach einer kurzen Phase, in der zahlreiche Gewitter für eine kurze Abkühlung sorgten, folgte eine weitere Woche mit deutlich steigenden Temperaturen und viel Sonne, wobei an einigen Stationen der erste Hitzetag des Jahres verzeichnet wurde. Auch diese Phase wurde durch kräftige und verbreitete Gewitter beendet.
Dass die Gewitter und die warmen Phasen so eng verknüpft sind, ist kein Zufall. Denn damit solche kräftigen Gewitter überhaupt möglich sind, braucht es genügend Energie in der Atmosphäre. Diese Energie kann praktisch nur erreicht werden, wenn die Temperaturen sommerliche Werte von deutlich über 20 Grad C erreichen.
Dabei ist die Temperatur am Boden nur ein kleines Puzzleteil im Prozess, der zu Gewittern führt. Fast noch wichtiger ist die Art und Weise, wie sich die Temperatur mit zunehmender Höhe verändert. Weitere sehr wichtige Zutaten für die Gewitterentstehung sind die Luftfeuchtigkeit und der Wind.
1 Grad C pro 100 Meter
Die Temperatur in den untersten zehn Kilometern der Atmosphäre nimmt grundsätzlich ab, je höher man kommt. Wie stark sie abnimmt, ist durch die Schichtung der Atmosphäre beschrieben. Die Temperaturänderung liegt in der Regel zwischen 0 und 1 Grad C pro 100 Höhenmeter, wobei in einzelnen Fällen (vor allem im Winter oder nachts) die Temperatur mit zunehmender Höhe auch zunehmen kann. Insbesondere im Sommerhalbjahr und tagsüber nimmt sie jedoch mit zunehmender Höhe ab.
Wenn nun die Temperatur in den tieferen Höhen – z. B. am Boden durch die Sonneneinstrahlung – so weit ansteigt, dass der Temperaturunterschied gegenüber den höheren Schichten grösser als 1 Grad C pro 100 Höhenmeter ist, beginnt diese Luft aufzusteigen wie ein Heissluftballon. Beim Aufsteigen kühlt sie sich ab,und zwar genau um 1 Grad C pro 100 Meter, solange die Luftfeuchtigkeit unter 100 % liegt. Solange sie wärmer als die Luft auf der gleichen Höhe ist, also einen Temperaturvorsprung hat, kann sie weiter aufsteigen.
Energie für Gewitter
Dieser Temperaturvorsprung bildet die Hauptenergie für Gewitter. Hat der Aufstieg der Luft seinen Ursprung in der Erwärmung durch die Sonne, so wird die aufsteigende Luftströmung als Thermik bezeichnet. Solange die Luftfeuchtigkeit unter 100 % liegt und sich die Luft mit 1 Grad C pro 100 Höhenmeter abkühlt, erreicht diese Luft relativ bald einmal den Punkt, an dem sie ihren Temperaturvorsprung verloren hat. In der Regel ist dies nach 1000 bis 3000 Höhenmetern Aufstieg der Fall.
Sobald die Luftfeuchtigkeit jedoch 100 % erreicht, ändert sich die Situation. Dann beginnt Wasser zu kondensieren, es bildet sich eine Wolke und die Luft kühlt sich beim weiteren Aufstieg nur noch mit zirka 0,5–0,65 Grad C pro 100 Höhenmeter ab. Durch diese langsamere Abkühlung kann dieaufsteigende Luft ihren Temperaturvorsprung länger halten, sie kann weiter aufsteigen und es steht dementsprechend viel mehr Energie für Gewitter zur Verfügung. Je höher die Luftfeuchtigkeit also in den tieferen Schichten ist, desto schneller beginnt die Luft beim Aufstieg zu kondensieren und desto grösser ist damit der Temperaturvorsprung und letztlich die potenzielle Energie für Gewitter.
Verschiedene Auslöser
Damit sich ein Gewitter aber überhaupt bilden kann, braucht es zuerst einen Auslöser, der die Luft zum Aufsteigen bewegt. Bei den klassischen Hitzegewittern ist dieser Auslöser die Erwärmung durch die Sonneneinstrahlung, deshalb treten sie in der Regel erst am Nachmittag und Abend auf, wenn die Sonne bereits den ganzen Tag eingeheizt hat. Es gibt jedoch auch andere Auslöser, die Luft zum Aufsteigen anregen können. In Bodennähe kann das beispielsweise auch der Wind sein, der aus verschiedenen Richtungen am selben Punkt zusammenfliesst, oder der beispielsweise über einen Berg hinüber fliessen muss.
Der Auslöser kann aber auch losgelöst vom Boden sein: Wenn die Temperatur in der Höhe plötzlich zurückgeht oder etwas feuchtere Luft heranzieht, so kann sich auch ohne Sonneneinstrahlung plötzlich ein Temperaturvorsprung in der Atmosphäre ausbilden. An solchen Tagen können Gewitter plötzlich auch am Morgen oder Vormittag auftreten. Diese Morgengewitter sind in der Land-wirtschaft berüchtigt. Immerhin scheint mit der Abkühlung zur Wochenmitte das Gewitterpotenzial grundsätzlich zurückzugehen – mit der eingeflossenen bodennahen Kaltluft ist die atmosphärische Schichtung stabil geworden und die Hürde, die ein Luftballon nehmen muss, um ungehindert aufsteigen zu können, ist deutlich grösser geworden.
