Konvektion in der Atmosphäre

Die Sonneneinstrahlung erwärmt die verschiedenen Oberflächen wie beispielsweise Wasser, Acker und Wald unterschiedlich schnell bzw. stark. Dies wirkt sich direkt auf die Temperatur und somit auch auf die Dichte der bodennahen Luft aus. Die wärmeren Bereiche der bodennahen Luft sind leichter als die Umgebungsluft, somit steigt die Luft dort auf. Der Auftrieb klingt erst dann wieder ab, wenn die Luft im Aufwindbereich die gleiche Temperatur wie jene der Umgebungsluft besitzt. Danach sinkt die Luft seitlich wieder ab. Die abwärtsgerichtete Strömung ersetzt schließlich die Luft in den unteren Schichten und es der Kreislauf der Konvektion wird abgeschlossen. Ein typisches Beispiel für einen abgeschlossenen Konvektionskreislauf stellt das Land-See-Windsystem dar.

Eine Seewind-Konvergenz löst Gewitter auf Kuba aus.
Eine Seewind-Konvergenz löst Gewitter auf Kuba aus.

Seewind und Gewitter

Die Seebrise stabilisiert die Luft in Küstennähe, weiter im Landesinneren kann das Zusammenströmen von Seewind und allgemeinem Wind hingegen zur Auslösung von Schauern und Gewittern führen. Dies tritt besonders häufig auf größeren Inseln und Halbinseln auf, wie beispielsweise in Istrien (Kroatien). Gelegentlich kann man dies aber auch im Bereich der Nord- und Ostsee beobachten.

Seewind an der Adria. © EUMETSAT / UBIMET
Seewind am Freitag an der Adria. © EUMETSAT / UBIMET

Thermik

Im Sommerhalbjahr kann die Sonnenstrahlung regelrechte Thermikschläuche verursachen, die beispielsweise Segelflieger zum Auftrieb nutzen. Das ist auch der Grund, warum Paragleiter oft über sonnenbeschienenen Berghängen enge Kreise ziehen. Die Folgen aufsteigender Luft sind oftmals Quellwolken, welche bei einer stabilen Schichtung der Luft hochbasig und klein bleiben.

Paragleiter am Alpenrand. © www.foto-webcam.eu
Paragleiter am Alpenrand. © www.foto-webcam.eu

Cumulonimbus

Wenn die bodennahe Luft jedoch sehr feucht und die Luftschichtung labil ist, dann können die Quellwolken rasch zu Schauern und Gewittern heranwachsen.  An der Obergrenze der Troposphäre, also jenem Bereich der Atmosphäre in dem sich unser Wetter abspielt, befindet sich eine Temperaturinversion. Die stabile Schicht stellt eine unüberwindbare Barriere für Gewitterwolken dar, weshalb sich die Quellwolke dort seitlich ausbreitet und die charakteristische Ambosswolke entsteht (Cumulonimbus incus; siehe auch Titelbild).

Vereinfachte Darstellung der Konvektion innerhalb einer Gewitterwolke. © Nikolas Zimmermann
Konvektion innerhalb einer Gewitterwolke. © Nikolas Zimmermann