Wasser in der Atmosphäre Ausfällbares Wasser
Wie viel Wasser befindet sich in der Atmosphäre und welche Energie steckt darin?
Steht man am Montagnachmittag in Bremerhaven im Regen und zeichnet ein Quadrat mit einer Kantenlänge von einem Meter um sich, so befinden sich in der Luftsäule, die sich vom Erdboden bis zum Ende der Troposphäre in etwa 10 km Höhe befindet, etwa 18 kg Wasser. Feucht-warme Luftmassen, welche im Hochsommer vom Mittelmeer nach Deutschland gelangen, erreichen Spitzenwerte von etwa 35 bis 40 kg pro Quadratmeter.
Welche Energie steckt nun in dem Wasser, welches sich meist als Wasserdampf hoch über unseren Köpfen befindet? Das gasförmige Wasser befindet sich überwiegend in den unteren Atmosphärenschichten. Würde man die gesamte Wassermenge in der fiktiven Luftsäule zusammenführen, so befände diese sich wohl nicht höher als 2000 Meter. Um nun 18 kg im Schwerefeld der Erde auf dieses Niveau anzuheben, benötigt man etwa 360 Kilojoule Energie, die beim Fallen des Regens wieder frei wird. Das entspricht in etwa 2 Broteinheiten oder 24 Gramm blutzuckerwirksamen Kohlenhydraten.
Doch die mit Abstand meiste Energie steckt nicht in der Höhe des Wassers, sondern in seinem Aggregatszustand. Um Wasser zu verdampfen ist eine enorme Energiemenge nötig. Um 18 kg bzw. 18 Liter Wasser zu verdampfen, werden über 40 000 Kilojoule benötigt, also über das hundertfache der Energiemenge, die zum Anheben des Wassers gebraucht wurde.
Diese Energie wird bei der Kondensation wieder frei und heizt beim Regnen quasi die Atmosphäre. Über unseren Köpfen finden also vor allem bei kräftigem Regen gewaltige Energieumwandlungen statt.
Montag, 24. April 2023
Tim Staeger
ARD-Wetterkompetenzzentrum