Es regnet schon wieder!

VON EINEM ERWACHET!-MITARBEITER IN IRLAND

„O nein! Es regnet schon wieder!“

Haben wir so etwas nicht auch schon gesagt? Vielleicht haben wir ja mitten im Sommer eine schöne Gegend an der irischen Atlantikküste besucht. Aber statt des erhofften warmen Sonnentages in einer malerischen Landschaft erlebten wir Wind in Sturmstärke und wolkenbruchartige Regenfälle. An solchen Tagen kann man leicht vergessen, dass man für den Regen dankbar sein sollte. Schließlich würden wir ohne Regen nicht existieren können, und die schöne Landschaft gäbe es auch nicht.

Regen tränkt den Boden nicht nur einmal, sondern immer wieder, geradeso als wäre der Vorrat unerschöpflich. Wodurch ist das möglich? Durch ein erstaunliches Aufbereitungssystem. Schon ein kurzer Blick auf die drei wichtigsten Komponenten dieses unentbehrlichen, lebenserhaltenden Systems — Verdunstung, Kondensation und Niederschlag — zeigt, dass das Ganze nicht einfach planlos vor sich geht. Wie ein Buch erklärt, handelt es sich um einen ausgeklügelten Ablauf, der „sich nach festen, unveränderlichen Gesetzen verhält“.

Verdunstung

Etwa 97 Prozent des Wassers auf der Erde befinden sich in den Ozeanen. Der Rest ist zum größten Teil in Gletschern eingeschlossen und verteilt sich auf Seen und Aquifere (Grundwasserleiter). Natürlich ist Meerwasser kein Trinkwasser. In den Ozeanen gibt es, um mit dem verzweifelten Seemann aus dem Gedicht „Der alte Matrose“ * zu sprechen, „Wasser, Wasser überall — und nichts zu trinken“.

Bevor Meerwasser trinkbar wird, geht es auf eine lange und komplizierte Reise. Zunächst verdunstet es und wird zu einem Gas — zu Wasserdampf. Die Sonnenwärme lässt aus den Meeren und vom Land jedes Jahr ungefähr 400 000 Kubikkilometer Wasser aufsteigen. Ein Vorgang, für den in alter Zeit ein Mann namens Elihu Gott die Ehre gab, als er erklärte: „[Gott] zieht Wassertropfen herauf; sie träufeln als Regen aus  seinem Dunst“ (Hiob 36:27, Schlachter).

Die Atmosphäre selbst ist „ein beinahe unfassbar komplexes System“, das sich mehr als 400 Kilometer weit in den Weltraum erstreckt. Unser Wasser wird innerhalb der 10 bis 20 Kilometer aufbereitet, die der Erde am nächsten sind. Das Buch Our Fragile Water Planet beschreibt diese Zone — Troposphäre genannt — als „den Bereich unmittelbar über der Erdoberfläche, das Reich der Wolken und des Regens, des Schnees, der Hurrikans und Tornados“.

Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasser kann sie aufnehmen. Das ist der Grund, weshalb Wäsche an einem warmen, windigen Tag besonders schnell trocknet. Das meiste Wasser in der Atmosphäre befindet sich in den tropischen Regionen. Aber wie kommt dann das Wasser an die Orte, an denen es gebraucht wird? Durch mächtige Windsysteme, die die Erde umgeben. Die Entstehung dieser Windsysteme hängt mit der Erdrotation zusammen sowie mit der unterschiedlich starken Erwärmung der Erdoberfläche, wodurch die Atmosphäre ständig in Bewegung bleibt.

In unserer turbulenten Atmosphäre gibt es riesige Luftmassen — isolierte, großräumige Luftmengen, in denen ungefähr die gleiche Temperatur herrscht. Wie groß sind diese Luftmassen? Sie können sich über mehrere Millionen Quadratkilometer erstrecken. Wärmere Luftmassen entstehen in den Tropen und kältere Luftmassen in den Polargebieten. Sie dienen als riesige atmosphärische Wassertransporter.

Auch die Bewegung des Wasserdampfs in der Atmosphäre offenbart gestalterische Brillanz. Dieser  Mechanismus leitet Wärme aus beispielsweise tropischen Regionen, wo sie im Überfluss vorhanden ist, in Regionen, die Wärme benötigen. Ohne diesen Vorgang würde es in manchen Gebieten der Erde unaufhaltsam heißer werden.

Kondensation

Der Wasserdampf in der Atmosphäre erfüllt somit zwar wichtige Funktionen, doch wenn er dort oben bliebe, wäre er uns beim Bewässern des Bodens wohl kaum nützlich. Die Sahara etwa bleibt trocken, obwohl die Atmosphäre dort einiges an Feuchtigkeit enthält. Wie gelangt die Feuchtigkeit aus der Atmosphäre zurück zur Erde? Zuerst kondensiert sie, sie wird wieder flüssig.

Wie Wasserdampf kondensiert, haben wir bestimmt schon im Badezimmer gesehen, nämlich dann, wenn warme Luft von der heißen Dusche auf eine kältere Fläche trifft, zum Beispiel auf eine Fensterscheibe oder einen Spiegel. Etwas Ähnliches geht vor sich, wenn Luft abkühlt, während sie in kältere Höhen aufsteigt. Was lässt die Luft aufsteigen? Beispielsweise kann dichtere und kältere Luft eine warme Luftmasse nach oben drücken. Manchmal zwingen auch Berge die Luft zum Aufsteigen. Oder sie wird, was vor allem in den Tropen vorkommt, durch Konvektionsströmungen in höhere Lagen transportiert.

Aber woran kann der Dampf in der Atmosphäre kondensieren? Nun, bedingt durch Rauch, Staub, Meersalz und dergleichen ist die Atmosphäre voll winzigster Partikel. Kühlt eine Luftmasse ab, bindet sich der Wasserdampf durch Kondensation an diese winzigen Partikel. Dadurch werden die kleinen Wassertröpfchen als Wolken sichtbar.

Das Wasser fällt aber nicht sofort zur Erde. Warum nicht? Schließlich ist Wasser doch 800-mal dichter als Luft. Allerdings ist ein einzelnes Wolkentröpfchen so winzig und leicht, dass es in den Luftströmen schweben kann. Auch Elihu bewunderte diesen faszinierenden Teil des Wasserkreislaufs und verwies auf das „Schweben der Wolken“, auf „die Wunder dessen, der an Verstand vollkommen ist“, das heißt des Schöpfers (Hiob 37:16, Schlachter). Ist der Gedanke nicht verblüffend, dass so eine kleine, flauschige Wolke, die über uns am Himmel schwebt, durchaus 100 bis 1 000 Tonnen Wasser enthalten kann?

 Niederschlag

Viele Wolken produzieren allerdings niemals Regen oder — genauer gesagt — Niederschlag. Wie Wasser in die Atmosphäre gelangt und warum Wolken am Himmel schweben, kann man relativ leicht erklären. „Das eigentliche Problem“, so ein Autor, „ist die Frage, wie das Wasser wieder herunterkommt“ (The Challenge of the Atmosphere).

Ein einziger kleiner Regentropfen kann aus „über einer Million Wolkentröpfchen“ bestehen. Doch niemand scheint wirklich befriedigend erklären zu können, was diese winzigen schwebenden Wolkentröpfchen zu Wasser werden lässt, von dem tagaus, tagein jede Minute etwa eine Milliarde Tonnen zur Erde fallen. Verbinden sich die kleinen Wolkentröpfchen einfach zu größeren Regentropfen? Manchmal schon. In tropischen Regionen bilden sich Regentropfen wahrscheinlich auf diese Weise. Aber „das Rätsel der Entstehung von Regentropfen“ beispielsweise an der irischen Atlantikküste kann man damit nicht vernünftig erklären.

Dort verbinden sich die winzigen Wolkentröpfchen nicht einfach. Stattdessen formen sie durch Mechanismen, die man bisher nur teilweise versteht, kleinste Eiskristalle. Diese schließen sich zusammen und bilden „eins der schönsten Meisterstücke der Natur“: die Schneeflocke. Wenn die Schneeflocken wachsen und schwerer werden, überwinden sie die aufsteigende Luft und fallen langsam zur Erde. Wenn es kalt genug ist, fallen sie als Schnee zur Erde — Milliarden Flocken in einem einzigen Schneeschauer. Fallen sie jedoch durch eine Schicht warmer Luft, schmelzen sie und werden zu Regentropfen. Schnee ist also kein gefrorener Regen. Vielmehr ist Regen, zumindest in gemäßigten Zonen, ursprünglich meist Schnee, der auf dem Weg zur Erde schmilzt.

Nach einer möglicherweise Tausende von Kilometern weiten Reise und nach komplizierten Vorgängen, die immer noch nicht völlig verstanden werden, kehrt das Wasser schließlich zur Erde zurück. Es stimmt natürlich, dass der Regen unseren Plänen manchmal in die Quere kommt. Andererseits sorgt dieses einzigartige System für einen unbegrenzten Wassernachschub. Kein Zweifel: Regen ist wirklich ein Segen. Vielleicht schätzen wir diese Gabe Gottes künftig ja etwas mehr, wenn wir wieder einmal die Tropfen im Gesicht spüren.

[Fußnote]

[Kasten/Diagramm auf Seite 14]

Wie Hagel entsteht

„Hagel“, heißt es in dem Buch Das Wetter, „ist das Produkt von Gewitterwolken.“ Wenn Wolkentröpfchen an winzigen Partikeln in Gewitterwolken kondensieren, geraten sie manchmal in starke Aufwinde, die sie in höhere und kältere Bereiche in den Wolken wirbeln. Bei eisigen Temperaturen kondensieren weitere Tröpfchen an solch einem werdenden Regentropfen, wobei sie schlagartig festfrieren. Dieser Vorgang wiederholt sich etliche Male, während der gefrorene Regentropfen immer wieder durch die eiskalte Luftschicht steigt und fällt. Jedes Mal lagern sich auf dem gefrorenen Regentropfen wie die Schichten einer Zwiebel neue Eisschichten ab, wodurch er schwerer und schwerer wird. Schließlich übersteigt sein Gewicht die Kraft der Aufwinde in der Wolke und er fällt als das uns vertraute eisige Hagelkorn zur Erde. Wie in dem Buch Atmosphere, Weather and Climate erklärt wird, können „Hagelkörner manchmal riesig groß werden und bis zu 760 Gramm wiegen“.

[Diagramm]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Hagel

↑ Aufwärtsströmung

Vereisungszone .........................

↓ Abwärtsströmung

[Kasten/Bilder auf Seite 15]

Hätten wir es gewusst?

Der durchschnittliche Wasservorrat in der gesamten Erdatmosphäre reicht lediglich für 10 Regentage.

Ein einziges Sommergewitter kann so viel Energie freisetzen wie ein Dutzend Hiroschima-Bomben aus dem Zweiten Weltkrieg. Weltweit gibt es jeden Tag ungefähr 45 000 Gewitter.

Die Atmosphäre wird nicht in erster Linie durch direkte Sonneneinstrahlung erwärmt. Der größte Teil der Wärmestrahlung dringt durch die Atmosphäre zur Erde hindurch. Die Erdoberfläche erwärmt sich und reflektiert die Wärme in die Atmosphäre.

Wasser ist der einzige auf der Erde reichlich vorhandene Stoff, der am gleichen Ort in drei verschiedenen Aggregatzuständen gleichzeitig vorkommt — fest, flüssig und gasförmig.

Nebel ist einfach eine Wolke in Bodennähe.

[Diagramm/Bilder auf Seite 16, 17]

(Genaue Textanordnung in der gedruckten Ausgabe)

Die Meere enthalten 97 Prozent der Wassermenge auf der Erde

Sonnenwärme lässt Wasser verdunsten

Wasserdampf kondensiert und bildet Wolken

Wolken setzen Feuchtigkeit als Niederschlag frei

Regentropfen und Schneeflocken