Regionale Windsysteme

Der Föhn

Der Föhn ist der warme trockene Fallwind in den Alpen. Auf der Alpennordseite, wenn er von Süden kommt, wird er als Südföhn bezeichnet und auf der Alpensüdseite, wenn er von Norden kommt, als Nordföhn.

Entstehung des Föhns

Der Föhn

Der Föhn entsteht, wenn Luft vorm Gebirge (Luv) zum Aufsteigen gezwungen wird. Dabei kühlt sich die Luft trockenadiabatisch, d.h. um 1C je 100 m ab. Bei der Abkühlung von Luft sinkt die maximale Luftfeuchte. Da die absolute Luftfeuchte aber konstant bleibt, kondensiert das Wasser - es bilden sich Wolken. Die Temperatur, bei der das Wasser kondensiert, wird als Taupunkt bezeichnet und die entsprechende Höhe als Kondensationsniveau. Beim weiteren Aufstieg kühlt sich die Luft aber nur noch um 1/2C je 100 m ab. Diese Abkühlung wird als feuchtadiabatisch bezeichnet. Wird die Wolke zu "schwer", dann gibt es Niederschläge. Da diese durch das Aufsteigen von Luft entstehen, werden sie Steigungsregen genannt. Am höchsten Punkt des Gebirges überströmt die Luft dieses.

Die Luftmassen sinken wieder ab, dabei erwärmen sie sich zunächst feuchtadiabatisch. Jedoch lösen sich die Wolken schnell auf, da sich die Luft erwärmt und somit die relative Luftfeuchtigkeit unter 100% sinkt. Das flüssige Wasser der Wolken verdunstet also in den gasförmigen Aggregatzustand zurück. Die Luft sinkt weiter ab, dabei erwärmt sie sich weiter - diesmal aber trockenadiabatisch, d.h. um 1C pro 100 m. Diese vom Gebirge in das Lee abströmende Luft wird als Föhn bezeichnet. Durch die Erwärmung ist der Föhn ein warmer trockener Wind.

Zum Verständnis dieser Zusammenhänge empfiehlt sich noch einmal ein Blick in den Abschnitt "Luftfeuchtigkeit und Wolkenbildung".

Merkmale des Wetters bei Föhn-Einfluss

Charakteristische Merkmale des Wetters bei Föhn sind sturmartige Windgeschwindigkeiten (Föhnsturm), warme Temperaturen, die geringe Luftfeuchtigkeit, klare Luft und die linsenförmigen Wolken.

Die hohen Temperaturen lassen sich mit der Entstehung des Föhns erklären: Beim Aufstieg kühlt sich die Luft um 1/2C je 100 m ab, aber beim Absinken erwärmt sich die Luft um 1C je 100 m. Die Erwärmung fällt also doppelt so hoch aus wie die Abkühlung. Die Luftfeuchtigkeit ist niedrig, da sich die Luft im Luv des Gebirges abregnet.

Auch die linsenförmigen Wolken, Altocumulus lenticularis oder umgangsprachlich Föhnfische bzw. Föhnwolken, sind bei Föhn zu beobachten.

Wenn Luft das Gebirge anströmt wird sie angehoben. Dieser Prozess setzt sich auch in höheren Schichten fort. Durch das Gebirge wird die Luft in eine Wellenbewegung versetzt. Diese Wellen heißen Leewellen. Steigt die Luft im Wellenberg auf, kühlt sie sich ab und das darin enthaltene Wasser kondensiert; es bilden sich Wolken. Sinkt die Luft zum Wellental ab, erwärmt sie sich wieder und das Wasser verdunstet. Die Wolken lösen sich hier wieder auf. So entstehen die sogenannten Leewellen-Wolken, deren Form an Linsen oder Fische erinnert.

Lenticulariswolken

Dieses Bild zeigt Altocumulus lenticuaris bei Föhn im deutschen Alpenvorland (bei Germering, nahe München):

Föhnfische, Altocumulus lenticularis

Berechnung der theoretisch möglichen Temperatur im Lee bei Föhn

Da sich die Luft beim Aufsteigen erst feuchtadiabatisch um 0,5C pro 100 m abkühlt und beim Absinken trockenadiabatisch um 1C pro 100 m erwärmt, kann man die Temperatur im Lee eines Gebirges bei Föhn berechnen. Dazu ermittelt man zuerst die Abkühlung beim Aufstieg und dann die Erwärmung beim Absinken.

Beispiel: TLuv = 10C; hLuv = 200 m; hKondensationsniveau = 600 m; hLee = 600 m; hGebirge = 3000 m
Wie hoch ist bei diesen Werten die Temperatur im Lee des Gebirges?

Lösung:

  1. Abkühlung bis zum Kondensationsniveau: (1)
    = trockenadiabtisch um 1C/100 m
    600 m - 200 m = 400 m ... Differenz zwischen Kondensationsniveau und Boden
    --> Abkühlung: 4C
  2. Abkühlung vom Kondensationsniveau bis zum höchsten Punkt des Gebirges: (2)
    = feuchtadiabtisch um 0,5C/100 m
    3000 m - 600 m = 2400 m ... Differenz zwischen Gebirgshöhe und Kondensationsniveau
    --> Abkühlung: 12C
  3. Erwärmung vom Gipfel bis zum Boden: (3)
    = trockenadiabatisch um 1C/100 m
    3000 m - 600 m = 2400 m ... Höhe vom Gipfel bis zum Boden im Lee
    --> Erwärmung: 24C
  4. aus 1. bis 3. ergibt sich folgende Lee-Temperatur: (4)
    10C - 4C - 12C + 24C = 18C

Die Temperatur im Lee beträgt bei den oben gegebenen Bedingungen 18C. Bei 10C im Luv ist es also im Lee um 8C wärmer.

Grafische Veranschaulichung der Rechnung:

Veranschaulichung der Rechnung

Wem die im Beispiel geschilderten Überlegungen zu kompliziert sind und lieber eine Formel verwendet:

Föhn_Formel

Die Entstehung des Föhns und die Merkmale bei Föhnwetter lassen sich natürlich auch auf andere trockene Fallwinde, wie den Chinook in den Rocky Mountains, übertragen. Föhn-ähnliche Windsysteme gibt es aber nicht nur in Hochgebirgen, sie gibt es beispielsweise auch in den deutschen Mittelgebirgen. Dort fällt die Erwärmung jedoch meist nicht so stark aus wie beim Alpen-Föhn, weil die Mittelgebirge niedriger sind und die Luft somit nicht sehr weit absinkt. Aber andere Merkmale wie die Lenticulariswolken sind ebenfalls zu beobachten.

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Interaktive Aufgabe:
Lückentext: Die Wolkenbildung

Materialien
Der Föhn

Zum Weiterlesen:
Regionale Windsysteme, Die Wolkenbildung und Luftfeuchtigkeit, Atmosphärische Schichtungstypen