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unterkühltes Wasser

Von unterkühltem Wasser spricht man, wenn flüssiges Wasser unter 0 Grad Celsius abgekühlt wird. Das Einsetzen Gefrierprozess hängt wesentlich von dem Vorhandensein von Verunreinigungen im Wasser sowie vom Bewegungszustand des Wassers ab.

Sofern das Wasser etwas verunreinigt ist, bildet sich bei Temperaturen unter 0 Grad Eis. Sehr reines, stehendes Wasser lässt sich im Labor bei ganz langsamer Abkühlung auf bis zu -70 Grad Celsius flüssig halten.

In der Atmosphäre kommen unterkühlte Wassertröpfchen sehr häufig vor. So überwiegen bei Temperaturen zwischen 0 und - 12 Grad sogar unterkühlte Wassertröpfchen gegenüber Eiskristallen. Bei weiterer Abkühlung nimmt der Anteil an Eiskristallen immer mehr zu. Bis -20 Grad halten sich unterkühlte Wassertröpfchen und Eiskristalle die Waage, darunter überwiegen die Eiskristalle. Unterkühlte Wassertröpfchen kommen in der realen Atmosphäre bis etwa -40 Grad noch vor.

Die Kenntnis der Temperaturbereiche, in denen Wassertröpfchen gegenüber Eiskristallen überwiegen und umgekehrt kann dazu dienen, die vertikale Temperaturverteilung anhand vertikaler Wolken (z.B. große Cumuluswolken) abzuschätzen. Überwiegen die Eisanteile, dann sind Ränder der blumenkohlartigen Cumulus-Wolken unscharf, überwiegen stattdessen die Wassertröpfchen, dann sind die Ränder scharf begrenzt. Da der Vereisungsprozess seine zeit braucht, sollte man nur junge, dynamische Cumulusentwicklungen für diese Abschätzung heranziehen.

Phase1: Die einzelnen Quellungen sind scharf begrenzt. Es handelt sich um eine Wasserwolke. Phase2: Die Umrisse werden allmählich etwas diffuser. Phase3: Die oberen Teile der Wolke sind jetzt weitgehend vereist. Die Wolke fließt an der Tropopause horizontal auseinander.

Zunehmende Vereisung einer wachsenden Cumuluswolke in polarer Kaltluft.
Foto: Dipl. Met. Björn Beyer


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