Im Winterhalbjahr sind die Nächte länger als die Tage, zudem ist die Sonneneinstrahlung deutlich geringer. Dies sind die wesentlichsten Bedingungen, die zur Tatsache führen, dass sich zwischen Herbst und Frühling oft Nebel oder Hochnebel bildet, der bei entsprechenden meteorologischen Bedingungen auch tagelang liegen bleiben kann.
Eine Woche mit viel Hochnebel
Die aktuelle Woche bietet wettermässig wenig Abwechslung. Die Verteilung ist einseitig: Während in den Alpen oft die Sonne scheint, liegt über den tiefen Lagen oft Hochnebel.
Abb. 1: Auch am 25. Januar liegt unterhalb 1500 m ü.M. verbreitet Hochnebel, in den Bergen hingegen scheint die Sonne.
Warum ist dies so? Und was sind die Besonderheiten am Phänomen Nebel/Hochnebel. In diesem MeteoBlog klären wir nachfolgend diverse Fragen zum Thema.
Zuvor ein kurzer Abstecher über den Tellerrand: Die Ausdehnung des Hochnebels ist aktuell eindrücklich. Der Hochnebel reicht vom Baskenland im Nordosten von Spanien über Frankreich, Deutschland bis nach Osteuropa, wie das nachfolgende Satellitenbild von gestern Mittag zeigt. Grund dafür ist die Hochdruckzone die sich quer über Mitteleuropa erstreckt, auf dem Bild ist das Zentrum über Deutschland mit einem "H" gekennzeichnet.
Abb. 2: Satellitenbild vom 24. Januar 2023: Weite Teile Europas liegen unter einer zähen Hochnebeldecke. (Quelle: UBIMET)
Die Bevölkerung im Mittelland kennt die Situation nur allzu gut. Oftmals liegt zu Beginn eines Tages eine graue Nebel- oder Hochnebeldecke über der Landschaft, manchmal hält sich das Grau sogar hartnäckig über mehrere Tage. Wie zäh der Nebel oder Hochnebel an einem bestimmten Tag bleibt, ist von unterschiedlichen Faktoren abhängig.
Wie entsteht Nebel?
Nebel bildet sich, wenn der Sättigungspunkt erreicht wird, also die Luft eine relative Luftfeuchtigkeit von 100% erreicht und keine weitere Menge Wasserdampf aufnehmen kann. Ab diesem Moment kondensiert der Wasserdampf. Je nach Temperatur kann die Luftmasse eine grössere oder kleinere Menge Wasserdampf aufnehmen. In warmer Luft braucht es mehr absolute Feuchtigkeit (Menge Wasser in g/m3) bis zum Erreichen des Sättigungspunktes als in kalter Luft. Die Temperatur, bei der in der Luft die maximale Sättigung erreicht wird, nennt man auch Taupunkt. Auf unseren Messwertekarten kann sowohl die Taupunkt-Temperatur wie auch die relative Luftfeuchte immer aktuell für alle Länder weltweit abgerufen werden, beispielsweise natürlich auch für die Schweiz, Deutschland oder Österreich.
Abb. 1: Ein Hochnebeltag mit einer Hochnebelobergrenze um 1500 m ü.M. Der Napf mit einer Höhe von rund 1400 m ü.M. steckt im Hochnebel, der Piltaus mit rund 2100 m ü.M. ist darüber in der deutlich trockeneren Luft.; Quelle: meteonews.ch
Warum ist Nebel weiss oder grau?
Ist die Luft gesättigt, kondensiert der Wasserdampf. Daher besteht Nebel aus sehr kleinen Wassertröpfchen, welche in der Luft schweben und das eintreffende Licht gleichmässig in alle Richtungen streuen. Die hierfür verantwortliche Mie-Streuung bewirkt dabei eine weisse bis gräuliche Färbung.
Abb. 2: Hochnebel in der Nacht, Ausblick vom Säntis. Unter dem Hochnebel sind die Orte anhand der Lichtkegel erkennbar.; Quelle: https://saentis.roundshot.com
Unterschied zwischen Nebel und Hochnebel?
In der Meteorologie wird zwischen Nebel und Hochnebel unterschieden. Nebel beschreibt bodenaufliegende Feuchtigkeit mit einer Sichtweite von weniger als einem Kilometer, es handelt sich also salopp gesagt um eine Wolke am Boden (stratus nebulosus). Beträgt die Sichtweite zwischen einem und vier Kilometer spricht man von Dunst. Hochnebel hingegen hat die gleichen Eigenschaften wie Nebel, allerdings unterscheidet er sich – wie der Name es vermuten lässt – in der Höhe. Ist die Feuchtigkeit vom Boden also leicht abgehoben, sprechen wir von Hochnebel. Dabei reichen schon wenige dutzend Meter, manchmal können es aber auch mehrere hundert Meter sein. Im Wetterbericht lesen wir meist von der Obergrenze. Sie beschreibt eine Höhenlage, welche nicht selten mit einer scharfen Grenze den Übergang von grau zu blau kennzeichnet. Die Mächtigkeit des Hochnebels beträgt typischerweise 100 bis 500 Meter. Grundsätzlich ist Nebel im Herbst häufiger, Hochnebel hingegen im Winter. Dies liegt auch daran, dass Bisenlagen in den Wintermonaten häufiger auftreten und im Herbst mehr Bodenfeuchte von der Vegetation vorhanden ist.
Abb. 3: Ein grauer Wintertag über dem Mittelland mit Bise und Hochnebel. Im Hintergrund ragen die Hügelzüge in die Hochnebeldecke.; Quelle: https://rehabellikon.roundshot.com
Bestimmung der Hochnebelobergrenze
Meteorologen schätzen die Obergrenze des Nebels oder Hochnebels anhand von Feuchtekarten in unterschiedlichen Höhenstufen, dem vertikalen Atmosphärenprofil, vorherrschenden Winden und der Erfahrung beim Interpretieren von Wettermodellen ab. Besonders der Wind (Stärke und Richtung) sind von entscheidender Bedeutung. Weht der Wind von Nordosten her durchs Mittelland sprechen wir von Bise. Die Bise führt kontinentale Luft mit, diese ist in der Regel kalt und daher schwer. Sie fliesst bodennah zu uns und hebt den Nebel an. So wird aus Nebel eben Hochnebel. Wie hoch die Obergrenze des Hochnebels nun zu liegen kommt hängt von der Stärke der Bise ab. Eine schwache Bise führt oftmals zu Hochnebel mit einer tiefen Obergrenze (meist unter oder um 1000 Metern), eine mässige Bise lässt den Hochnebel durchaus auf 1500 Meter oder etwas höher ansteigen. Bei einer starken Bise kann die Obergrenze auch problemlos auf Höhenlagen von über 2000 Meter ansteigen. Ebenfalls ansteigen kann der Hochnebel bei einer sogenannten Kaltluftadvektion. In diesem Falle wird über dem Hochnebel kältere Luft zugeführt, die Inversion (Hochnebelobergrenze) wird aufgelöst, der Hochnebel steigt.
Allerdings sieht der Alltag beim Bestimmen der Obergrenze doch noch etwas komplexter aus, weil auch diverse Spezialfälle auftreten können. So spielt es ebenfalls eine Rolle, ob sich der Hochnebel am Vortag komplett auflösen konnte oder ob noch Reste liegen geblieben sind.
Abb. 4: Tiefer Hochnebel von Les Ordons Richtung Nordosten, unter dem Hochnebel erkennt man das Dorf Bourrignon.; Quelle: roundshot.com
Faktoren für Nebelbildung oder Auflösung
Nebel bildet sich zumeist in klaren Nächten, dann bewirkt die Abstrahlung der Wärme eine Auskühlung der Grundschicht bis zum Erreichen des Taupunktes. Voraussetzung ist allerdings, dass erstens die Luft genügend Wasserdampf enthält und zweitens keine Durchmischung (Wind) stattfindet. Deshalb bildet sich insbesondere in Muldenlagen und Senken entlang der Flüsse und Seen im Mittelland besonders im Herbst oft Nebel. Zu den bekanntesten Nebelgebieten im Schweizer Mittelland gehört die Bodenseeregion, das Zürcher Unterland und Weinland, das Wasserschloss im Aargau, das Reusstal zwischen Luzern und Mellingen sowie entlang der Aare inklusive dem Berner Seeland.
Bei einer geschlossenen Wolkendecke funktioniert die Abstrahlung der "Wärme" nicht gut, weil die Wolken die langwellige Infrarotstrahlung refelektieren, somit reicht die Auskühlung meist nicht zur Nebelbildung.
Zur Nebelauflösung beitragen kann tagsüber die Sonneneinstrahlung. Allerdings nur dann, wenn die Sonne genügend Kraft hat, um die Inversion aufzubrechen. Mit anderen Worten: Die Sonne muss genügend Energie liefern können, um die ausgekühlte Grundschicht zu erwärmen. Zwischen November und Februar ist dies kaum der Fall. Ebenfalls zur Auflösung des Nebels oder Hochnebels führen kann Wind, sofern entweder wärmere Luft (Südwest- bis Westwind) oder trockene Luft herangeführt wird. Es ist somit auch möglich, dass die Bise zur Hochnebelauflösung führt, wenn eben trockene Luft herangeführt wird.
Schwierigkeiten in der Prognose?
Statistisch gesehen muss im Mittelland im Herbst mit rund 25 bis 30 Tage Nebeltagen gerechnet werden. Im Winter kommen je nach Wetterlagen dann viele weitere Nebel- und Hochnebeltage hinzu. Damit ein Tag als Nebeltag gilt, muss an einem von drei Zeitpunkten (Morgen, Mittag, Abend) Nebel oder Hochnebel am Beobachtungsstandort liegen.
Die Auflösungsgeschwindigkeit und -wahrscheinlichkeit von Nebel oder Hochnebel sind mit den heutigen hochaufgelösten Wettermodellen besser abzuschätzen als noch vor einigen Jahren. Allerdings ist es immer noch schwierig einen genauen zeitlichen Ablauf auf lokaler Ebene zu machen. Nebel- und Hochnebelprognosen sind immer noch mit überdurchschnittlich hohen Unsicherheiten verbunden.
Die faszinierenden Seiten
Das Nebelgrau hat aus Sicht von vielen Leuten auch positive Aspekte. Denn die in der Luft liegende Feuchtigkeit verhindert in den frühen Morgenstunden ein starkes Auskühlen, sodass sich der Start in den Tag meist nicht so kalt gestaltet. Ausserdem können in Nebelrandzonen oftmals diverse optische Phänomene beobachtet werden. Dazu zählen zum Beispiel der Nebelbogen, die Glorie oder das Brockengespenst. Übrigens, in den letzten Jahrzehnten haben die Nebeltage im Mittelland tendenziell abgenommen. An der Messstation Zürich-Flughafen kam es während des meteorologischen Herbstes zwischen 1971-1990 zu durchschnittlich 30 Nebeltagen, seit der Jahrtausendwende sind wir aber eher im Bereich von 24 bis 25 Tagen. Erklärt wird dieser Trend unter anderem mit der allgemeinen Verbesserung der Luftqualität. Vor allem die Abnahme von Schwefeldioxidemissionen scheint dabei einen entscheidenden Faktor zu sein.
Abb. 5: Nebelbogen mit Brockgenspenst im Zentrum; Quelle: unknown