Beobachtungshinweise Winter

In der Meteorologie beginnt der Winter am 1. Dezember. Er umfasst somit die kompletten Monate Dezember, Januar und Februar. Phänologisch wird der Winter oft durch den Beginn einer dauerhaften Schneedecke markiert, dem so genannten „Einwintern“.

Astronomisch und kalendarisch beginnt der Winter mit der Wintersonnenwende, dem Zeitpunkt, an dem die Sonne senkrecht über dem Wendekreis der anderen Erdhälfte steht und die Tage am kürzesten sind. Auf der Nordhalbkugel beginnt er am 21. oder 22. Dezember. Danach werden die Tage wieder länger und die Nächte kürzer. Der Winter endet nach 89 Tagen mit der Frühlings-Tag-und-Nacht-Gleiche am 20. März oder in der Nacht zum 21. März. Ursache für die Jahreszeiten ist die unterschiedlich schnelle Bewegung der Erde in ihrer Bahn um die Sonne. Auf der Nordhalbkugel sind Frühling und Sommer etwa zehn Tage länger als Herbst und Winter. Die Erde umrundet die Sonne in 365 Tagen. Dabei ist die Erdachse zur Umlaufbahn um 23,5 Grad geneigt. Das hat zur Folge, dass sich der Einfallswinkel der Sonnenstrahlung gegen die Erdoberfläche im Laufe eines Jahres ändert und der Erdball auf seiner Reise um die Sonne unterschiedlich stark bestrahlt wird. Im Winter treffen die Sonnenstrahlen auf der Nordhalbkugel in einem mehr oder weniger flachen Winkel auf. Dabei steht die Sonne vergleichsweise niedrig am Himmel, im Sommer dagegen hoch. Die tiefstehende Wintersonne kann die Luft aber auch nicht so stark erwärmen wie im Sommer. Deshalb ist es auf der winterlichen Erdhalbkugel auch erheblich kälter als im Sommerhalbjahr.

In der Phänologie startet der Winter mit dem Blattfall der Stiel-Eiche und des spätreifenden Apfels sowie dem Nadelfall der Europäischen Lärche. Das ist oft schon im Oktober der Fall. Von da an herrscht in der heimischen Vegetation Winterruhe, welche mit dem Blühbeginn der ersten Schneeglöckchen und der Hasel endet.

Wetter

Winterwetter in Mitteleuropa ist nur selten über einen längeren Zeitraum hinweg beständig. Eine Westwetterlage mit Tiefdruck über Nordeuropa und Hochdruck über Südeuropa bringt feuchte und eher milde Luft und häufig Sturmtiefs vom Atlantik nach Mitteleuropa. Je nach Höhenlage kann es schneien oder regnen. Bei der Südwestwetterlage mit Hochdruck über Südosteuropa und Tiefdruck bei den Britischen Inseln strömt milde Luft zu uns. Mögliche Niederschläge fallen auch in den Hochlagen als Regen. Diese Wetterlage ist mitverantwortlich für das Weihnachtstauwetter. Im Wirkungsbereich einer Nordwetterlage mit Hochdruck über West- und Tiefdruck über Osteuropa bringen Nordwestwinde feucht-milde und Nordostwinde trockenere und kältere Luft. Die Ost- oder Nordostwetterlage mit Hochdruck über Nord- und Tiefdruck über Südeuropa bewirkt den Zustrom trockener kalter Kontinentalluft.

Die Höchsttemperaturen können vor allem im Süden bei Föhn bis 20°C betragen und die Nachttemperaturen vor allem in trockenen klaren Nächten in den Hochtälern bis unter 30°C absinken. Die tiefste offizielle Taltemperaturen wurde mit -36,3 am 10.02.1956 im oberpfälzischen Waldsassen gemessen. Die tiefste jemals in Deutschland gemessene Temperatur betrug -45,9 Grad Celsius, registriert am 24.12.2001 von einer Meteomedia-Station am Funtensee im südlichen Nationalpark Berchtesgaden.

Reif- und Nebelfrost

Reif entsteht in klaren Nächten, wenn bei nächtlicher Abkühlung unter 0 Grad sich schuppen- oder nadelförmige Eiskristalle durch Wasserdampf an Gegenständen anlagern.

Raueis entsteht bei Temperaturen, die nur wenig unter dem Gefrierpunkt liegen. Es ist kompakt, durchsichtig bis weißlich sowie sehr fest und schwer. Im Gegensatz zu Blitzeis, das durch gefrierenden Regen entsteht, hat es eine unregelmäßige Oberfläche. Starke Klareisablagerungen können zu extrem schweren Eislasten anwachsen. An der Wetterwarte Fichtelberg müssen vor allem auf dem Dach Klareisablagerungen regelmäßig beseitigt werden, denn dort wachsen sie besonders schnell und können die Statik des Gebäudes beeinflussen.

Raufrost entsteht bei Temperaturen unter -2°C und ist grauweiß und strukturiert. Je kälter es ist, desto brüchiger wird die Substanz. Bei -2 bis -5°C haftet es ziemlich fest und kann sehr stark anwachsen. Zusammen mit Klareis können so auf dem Fichtelberg Ablagerungen bis zu 2m Dicke entstehen.

Raureif wächst bei sehr kalten Temperaturen unter -8°C und ist an seiner feinen lockeren Struktur mit häufig feiner Nadelbildung erkennbar. Im Gegensatz zu den anderen beiden Nebelfrostarten behindert starker Wind hier das Wachstum, weil er die zarten Strukturen sofort zerstören würde. Die besten Bedingungen sind deshalb schwacher Wind und hohe Luftfeuchte, weswegen Raureif in Flussniederungen am häufigsten zu finden ist.

Eisnebelhalos

Halos entstehen durch Lichtbrechung und -spiegelung an Eiskristallen. Normalerweise treten sie in hohen Eiswolken (Cirren) auf. Bei sehr großer Kälte mit Temperaturen unter -8°C kann auch in Bodennähe hohe Luftfeuchte auskristallisieren. Dann erscheinen sie nicht am Himmel, sondern glitzern in den Eiskristallen dreidimensional um den Beobachter.

Im Flachland sind die Bedingungen für Eisnebehalos kaum vorhanden. Auf Berggipfeln ist bei großer Kälte meist die Luftfeuchte zu gering, so dass man sie auch da nur selten findet. Am ehesten treten sie in kalten feuchten Senken oder Flussniederungen auf. Eine hohe Anzahl von Kondenstaionskeimen beispielsweise in der Nähe von Schneekanonen, der noch warmen dampfenden salzhaltigen Ostsee oder auch Industriegebieten können die Temperatur für die Entstehung auf knapp unter 0°C herabsetzen.

→ Link zu Halos und den Haloarten

Haareis und Kammeis

Bei negativen Temperaturen kann der aufmerksame Beobachter in der Natur zwei Eisphänomene entdecken.

In Laubwäldern bilden sich an morschem und feuchtem Totholz manchmal Eiswolle. Diese wird bei Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt durch das Myzel winteraktiver Pilze ausgelöst, welche Gase produzieren, die wiederum das im Holz vorhandene leicht unterkühlte Wasser durch Kapillaren an die Oberfläche drückt. Dort gefriert es und wird durch nachdrängende, beim Austritt aus dem Holz ebenfalls gefrierende Flüssigkeit weitergeschoben. Bei hoher Luftfeuchtigkeit verdunstet das Haareis nicht und kann mitunter sehr lang werden.

Aber auch an schneefreien feuchten Böden können Eisnadeln aus dem Boden wachsen. Die Strukturen des so genannten Kammeises sind etwas fester als das zarte Haareis. Kammeisnadeln wachsen senkrecht zur Erdoberfläche und können bis zu 30 cm lang werden. Die Nadeln sind dabei immer gebündelt und tragen häufig einen „Erdkrümelhut“ an ihrer Spitze. Als Zutaten für das Entstehen benötigt Kammeis unbewachsenen lockeren feinkörnigen Boden und feine wasserführende Poren im Untergrund. Die Lufttemperatur sollte deutlich unter 0°C liegen, der Boden aber noch nicht gefroren sein. Die ersten Frostnächte nach wärmeren Regenperioden sind also ideal, um nach Kammeis Ausschau zu halten. Dann friert zuerst das Wasser knapp unter der obersten Bodenschicht. Da sich Eis ausdehnt, wölbt es sich wenige Millimeter nach oben. Dadurch entsteht unter diesen klitzekleinen Eiskörnern ein geringer Unterdruck, der weiteres Wasser aus den feinen Poren im Boden saugt und somit für Nachschub sorgt. Irgendwann wird der Druck durch das Wachstum der Eisnadeln zu groß und ein kleiner Bodenkrümel wird mit dem Eis angehoben. Einmal an die frostige Luft gelangt, wächst das Kammeis ziemlich schnell und es entstehen die charakteristischen Nadeln.

Eisblumen

Eisblumen sind heute selten geworden, denn alles, was man dazu braucht – Kondensationskeime, großer Temperaturunterschied zwischen Fensteraußen- und -innenseite sowie hohe Feuchte (z.B. durch Beschlagen der Fenster) – wird heute durch häufiges Putzen und luftdichter Doppelverglasung von unseren Fenstern verbannt. Dennoch kann man sie noch vereinzelt finden, entweder an Autoscheiben oder an älteren Fenstern von Schuppen oder Gartenlauben. Auch in feuchten Kellern oder gar auf Betontreppen können bei großer Kälte wunderschöne Eisblumen wachsen.

Mit sinkender Temperatur sinkt auch die Fähigkeit der Luft, Feuchtigkeit aufzunehmen. Sinkt die Lufttemperatur unter den Taupunkt, so kann die Luft den Wasserdampf nicht mehr halten, so dass dieser an der kälteren Oberfläche niederschlägt. Liegt die Innentemperatur der Scheibe unter dem Gefrierpunkt, gefriert (resublimiert) das Wasser. Wenn Kristallisationskeime auf dem Glas vorhanden sind, kann das Wasser in unterschiedlichen Eisgebilden kristallisieren.

Auf feuchten Betontreppen und –wänden können ebenfalls Eisblumen entstehen. Vor allem, wenn sie uneben sind und Kondensationskeime aufweisen (Staub, Algenbewuchs).

Eiszapfen

Eiszapfen entstehen durch flüssiges (Schmelz-)Wasser (z. B. am Rande eines sonnenbeschienenen, verschneiten Daches), welches nach unten läuft und anfriert. Normalerweise laufen Eiszapfen nach unten hin spitz zu und bekommen bei Wind und unterschiedlicher Entstehungsgeschwindigkeit manchmal horizontale Rippen. Friert über Wasserflächen zusätzlich von unten her Wasser an, werden die Eiszapfen nach unten hin breiter.

Text und Fotos: Claudia Hinz