Der Föhn - Warme Fallwinde im Lee von Gebirgen

In diesem Kapitel erfahren Sie mehr über den den Föhn. Sie werden sehen, daß der Föhn nicht nur im Alpenvorland, sondern an allen Gebirgen auf der Welt unter bestimmten Bedingungen auftreten kann.

Einleitung Der Föhn ist ein warmer Fallwind, der unter bestimmten Bedingungen im Lee höherer Gebirgszüge auftritt. Er ist verbunden mit Wolkenauflösung und erreicht je nach Stärke und Feuchtegehalt der Anströmung im Luv des Gebirgszuges und je nach Höhe des Gebirges Sturm- und Orkanstärke im Leebereich. Das Alpenvorland z.B. verzeichnet jedes Jahr (vor allem im Winterhalbjahr) mehrere Tage, an denen Föhneinfluß herrscht. Aber der Föhn ist ein Wetterphänomen, dessen Ursache prinzipieller physikalischer Natur ist und somit eine weltweite Gültigkeit besitzt. Im folgenden wird genauer auf die Entstehung des Föhn (Föhnprinzip) eingegangen:

Das Föhnprinzip

Wird ein (z.B. bodennahes) Luftpaket gezwungen, aufzusteigen, so kühlt es sich pro 100m Höhendifferenz um ziemlich genau 1°C ab. Diese Abkühlungsrate bezeichnet man als trockenadiabatischen Temperaturgradienten. Nun kann jedoch kältere Luft nicht so viel Wasserdampf aufnehmen wie wärmere, so daß bei weiterem Aufstieg irgendwann ein Punkt erreicht wird, an dem Kondensation, also Wolkenbildung einsetzt. Der überschüssige Wasserdampf wird dann ausgefällt. Wichtig ist, daß beim Vorgang der Kondensation sog. latente Wärme freigesetzt wird. Die weiter aufsteigende Luft kühlt sich somit nicht mehr um 1°C pro 100m Höhendifferenz, sondern um einen geringeren Betrag ab (vielleicht nur noch 0,6°C, abhängig von der Menge an kondensierendem Wasserdampf!). Diese geringere Abkühlungrate bei Kondensation wird durch den feuchtadiabatischen Temperaturgradienten beschrieben. Er ist also stets betraglich kleiner gleich dem trockenadiabatischen Temperaturgradienten.

Eine typische, fischförmige Lenticularis-Wolke (Föhnwolke) über den Alpen.
Foto: Andreas Fuchs

Beispiel

Ein Beispiel: Man könnte sich z.B. eine feuchtwarme Luftmasse (25°C in NN) vorstellen, welche auf der Alpensüdseite aufgrund einer südlichen Anströmung gezwungen wird, den Alpenhauptkamm zu überqueren. Die Luftmasse wird dynamisch gehoben und solange die relative Feuchte noch nicht 100% erreicht hat, kühlt sie sich mit 1°C pro 100m Höhendifferenz ab. Irgendwann jedoch (vielleicht in 1500m Höhe) hat sie sich bis auf den Taupunkt ( = Temperatur, bei die relative Feuchte 100% beträgt) abgekühlt und bei weiteren Aufstieg setzt dann Kondensation, also Wolkenbildung ein. Ab diesem Punkt wird nun latente Wärme frei und die Luftmasse kühlt sich mit einer geringeren Rate ab, bis sie den Alpenhauptkamm in 3000m Höhe erreicht. Hier hat sie nur noch eine Temperatur von 0°C (bis 1500m trockenadiabatisch um 15°C (1°C pro 100 Meter) auf 10°C und darüber aufgrund von Kondensation bis 3000m nur noch um 10°C auf 0°C). Nach Erreichen des Alpenhauptkammes kann die Luftmasse nun leeseitig wieder absinken. Dabei erfolgen prinzipiell genau die umgekehrten Prozesse wie bei Aufstieg auf der Alpensüdseite, d.h. die in 3000m Höhe deutlich übersättigte Luft sinkt feuchtadiabatisch ab, bis sie in 1500m Höhe allen zuvor auf der Alpensüdseite kondensierten Wasserdampf wieder aufgenommen hat und sich fortan trockenadiabatsich erwärmt. In München in 500m Höhe über NN kommt sie daher mit einer Temperatur von 20°C an.

In dem obigen Gedankenexperiment wurde jedoch ein wichtiger Punkt bisher ausser Acht gelassen. Die Kondensation auf der Alpensüdseite ist in der Regel so stark, daß die kondensierte Feuchtigkeit zum Teil in Form von Regen (bzw. Schnee in höheren Lagen) ausfällt. Und genau hier liegt die Erklärung für den Föhn. Die nach ihrem Aufstieg am Alpenhauptkamm angelangten Luftmassen haben durch Niederschläge auf der Alpensüdseite meist einen Großteil ihrer Feuchtigkeit verloren. Der feuchtadiabatische Abstieg auf der Alpennordseite ist nur noch von sehr kurzer Dauer, d.h. bereits knapp unterhalb des Alpenhauptkammes (vielleicht in 2700m bei obigem Beispiel) beginnt der trockenadiabatische Abstieg. Da jedoch die Erwärmungsrate hier bei 1°C pro 100m Höhendifferenz liegt, kommt die Luft in München nicht mit 20°C, sondern (in diesem Beispiel) mit rund 25°C an. Es herrscht dann Föhn in München!

Der Föhn - eine weltweite Erscheinung

Es ist nun verständlich, daß das Prinzip des Föhns keineswegs auf die Alpen und auf eine Südanströmung beschränkt ist, sondern überall auf der Welt in bestimmten Wetterlagen im Lee höherer Gebirge auftreten kann.

Wie oben bereits erwähnt, führt das Ausfallen der Feuchte in Form von Regen und Schnee im Luvbereich eines Gebirgszuges zu einer Abnahme der absoluten Feuchte des Luft, so daß sich die Wolken nach der Überquerung der Kammlagen des betreffenden Gebirgszuges rasch auflösen und die Luft unter trockenadiabatischer Erwärmung als Fallwind beschleunigt ins Tal sinkt. Ein Beobachter im Lee des Gebirges kann dann die luvseitigen Wolkenmassen über die Gratlagen etwas "überhängen" sehen. Diese überhängenden Wolkenmassen nennt man dann eine Föhnmauer. Das folgende Bild zeigt eine solche Föhnmauer in vorbildlicher Weise. Deutlich kann man auch an den nach unten weisenden Wolkenfetzen erkennen, wie die Luft leeseitig absinkt:


Foto (© Axel Hennig): Eine Föhnmauer im Lee norwegischer Küstengebirge.

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