Regen

Starker Regen auf einem Dach ⓘ

Regen, der auf eine Straße fällt ⓘ

Regen ist flüssiges Wasser in Form von Tröpfchen, die aus atmosphärischem Wasserdampf kondensiert sind und dann schwer genug werden, um unter der Schwerkraft zu fallen. Regen ist ein wichtiger Bestandteil des Wasserkreislaufs und ist für die Ablagerung des meisten Süßwassers auf der Erde verantwortlich. Er bietet geeignete Bedingungen für viele Arten von Ökosystemen und liefert Wasser für Wasserkraftwerke und die Bewässerung von Pflanzen. ⓘ

Die Hauptursache für die Regenproduktion ist die Feuchtigkeit, die sich entlang dreidimensionaler Zonen mit Temperatur- und Feuchtigkeitskontrasten, den so genannten Wetterfronten, bewegt. Wenn genügend Feuchtigkeit und Aufwärtsbewegung vorhanden sind, fällt der Niederschlag aus konvektiven Wolken (Wolken mit starker vertikaler Aufwärtsbewegung) wie z. B. Cumulonimbuswolken (Gewitterwolken), die sich zu schmalen Regenbändern organisieren können. In Gebirgsregionen sind starke Niederschläge möglich, wenn die Aufwärtsströmung an den windzugewandten Seiten des Geländes in der Höhe maximiert wird, so dass die feuchte Luft kondensiert und als Niederschlag entlang der Bergflanken fällt. Auf der Leeseite von Gebirgen kann Wüstenklima herrschen, da die trockene Luft durch die abwärts gerichtete Strömung erwärmt wird und die Luftmasse austrocknet. Die Bewegung des Monsuntrogs oder der intertropischen Konvergenzzone bringt Regenzeiten in die Savannengebiete. ⓘ

Der Effekt der Wärmeinsel in den Städten führt dazu, dass die Niederschlagsmenge und -intensität im Windschatten der Städte zunimmt. Die globale Erwärmung führt auch zu Veränderungen in den Niederschlagsmustern auf der ganzen Welt, einschließlich feuchterer Bedingungen im östlichen Nordamerika und trockenerer Bedingungen in den Tropen. Die Antarktis ist der trockenste Kontinent. Der weltweite durchschnittliche Jahresniederschlag über Land beträgt 715 mm, über der gesamten Erde liegt er jedoch mit 990 mm deutlich höher. Klimaklassifizierungssysteme wie das Köppen-Klassifizierungssystem verwenden die durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge, um zwischen verschiedenen Klimaregimen zu unterscheiden. Die Niederschlagsmenge wird mit Regenmessern gemessen. Die Niederschlagsmenge kann mit Hilfe von Wetterradar geschätzt werden. ⓘ

Regen ist auch von anderen Planeten bekannt oder wird dort vermutet, wo er nicht aus Wasser, sondern aus Methan, Neon, Schwefelsäure oder sogar Eisen bestehen kann. ⓘ

Regenfront über der Müritz ⓘ

Regentropfen binden Staub und Aerosole, die in die Atmosphäre aufgestiegen sind. Diese Bestandteile bestimmen den pH-Wert des Regens. ⓘ

Die Regenformen werden nach Entstehung, Dauer, Intensität, Wirkung und geografischem Vorkommen unterschieden. ⓘ

Fester Niederschlag, z. B. Hagel, Graupel oder Schnee, besteht aus gefrorenem Wasser und Kondensationskeimen und tritt auch gemischt mit Regen auf. ⓘ

Entstehung

Dimensionen (Keim, Wolken- und Regentropfen) ⓘ

Tonaufnahme: Regen fällt auf ein Autodach ⓘ

Die Kondensation des Wasserdampfes in der Atmosphäre tritt durch Abkühlung und durch Aerodynamik ein. Zusätzlich bestimmen der Staubgehalt und die Aerosole den Taupunkt abweichend vom Phasendiagramm der theoretischen Thermodynamik. ⓘ

Mit Wasser gesättigte Luft

Regen, der auf ein Feld in Südestland fällt ⓘ

Luft enthält Wasserdampf, und die Menge an Wasser in einer bestimmten Masse trockener Luft, das so genannte Mischungsverhältnis, wird in Gramm Wasser pro Kilogramm trockener Luft (g/kg) gemessen. Die Feuchtigkeitsmenge in der Luft wird auch als relative Luftfeuchtigkeit angegeben, d. h. als Prozentsatz des gesamten Wasserdampfs, den die Luft bei einer bestimmten Lufttemperatur aufnehmen kann. Wie viel Wasserdampf ein Luftpaket enthalten kann, bevor es gesättigt ist (100 % relative Luftfeuchtigkeit) und sich eine Wolke bildet (eine Gruppe von sichtbaren und winzigen Wasser- und Eispartikeln, die über der Erdoberfläche schweben), hängt von der Temperatur ab. Wärmere Luft kann mehr Wasserdampf enthalten als kühlere Luft, bevor sie gesättigt ist. Eine Möglichkeit, ein Luftpaket zu sättigen, besteht daher darin, es abzukühlen. Der Taupunkt ist die Temperatur, auf die ein Luftpaket abgekühlt werden muss, um gesättigt zu werden. ⓘ

Durch nächtlichen Regen bewässerte Straßen in Tampere, Finnland. ⓘ

Es gibt vier Hauptmechanismen für die Abkühlung der Luft auf ihren Taupunkt: adiabatische Kühlung, konduktive Kühlung, Strahlungskühlung und Verdunstungskühlung. Adiabatische Kühlung tritt auf, wenn Luft aufsteigt und sich ausdehnt. Die Luft kann aufgrund von Konvektion, großräumigen atmosphärischen Bewegungen oder einer physischen Barriere wie einem Berg (orografischer Auftrieb) aufsteigen. Konduktive Abkühlung tritt auf, wenn die Luft mit einer kälteren Oberfläche in Berührung kommt, in der Regel dadurch, dass sie von einer Oberfläche auf eine andere geblasen wird, zum Beispiel von einer flüssigen Wasseroberfläche auf kälteres Land. Strahlungskühlung entsteht durch die Emission von Infrarotstrahlung, entweder durch die Luft oder durch die darunter liegende Oberfläche. Verdunstungskälte entsteht, wenn der Luft durch Verdunstung Feuchtigkeit zugeführt wird, wodurch die Lufttemperatur auf ihre Feuchtkugeltemperatur oder bis zur Sättigung abkühlt. ⓘ

Wasserdampf wird der Luft vor allem durch folgende Faktoren zugeführt: Windkonvergenz in Bereichen mit Aufwärtsbewegung, von oben herabfallender Niederschlag oder Regen, Tageserwärmung, die Wasser von der Oberfläche von Ozeanen, Gewässern oder feuchtem Land verdampft, Transpiration von Pflanzen, kühle oder trockene Luft, die sich über wärmeres Wasser bewegt, und Auftrieb von Luft über Bergen. Normalerweise beginnt der Wasserdampf an Kondensationskernen wie Staub, Eis und Salz zu kondensieren, um Wolken zu bilden. Erhöhte Abschnitte von Wetterfronten (die dreidimensionaler Natur sind) erzwingen breite Bereiche der Aufwärtsbewegung innerhalb der Erdatmosphäre, die Wolkendecken wie Altostratus oder Cirrostratus bilden. Stratus ist eine stabile Wolkenschicht, die sich in der Regel bildet, wenn eine kühle, stabile Luftmasse unter einer warmen Luftmasse eingeschlossen ist. Sie kann sich auch durch die Aufhebung von Advektionsnebel bei windigen Bedingungen bilden. ⓘ

Koaleszenz und Fragmentierung

Die Form von Regentropfen in Abhängigkeit von ihrer Größe ⓘ

Koaleszenz tritt auf, wenn Wassertröpfchen zu größeren Wassertröpfchen verschmelzen. Der Luftwiderstand bewirkt normalerweise, dass die Wassertröpfchen in einer Wolke stehen bleiben. Wenn Luftturbulenzen auftreten, stoßen die Wassertröpfchen zusammen, wodurch größere Tröpfchen entstehen. ⓘ

Schwarze Regenwolken ⓘ

Wenn diese größeren Wassertröpfchen nach unten sinken, setzt sich die Koaleszenz fort, sodass die Tropfen schwer genug werden, um den Luftwiderstand zu überwinden und als Regen zu fallen. Die Koaleszenz findet im Allgemeinen am häufigsten in Wolken über dem Gefrierpunkt statt und wird auch als warmer Regen bezeichnet. In Wolken unter dem Gefrierpunkt beginnen die Eiskristalle zu fallen, wenn sie genügend Masse haben. Dazu ist in der Regel mehr Masse erforderlich als bei der Koaleszenz, die zwischen dem Kristall und den benachbarten Wassertröpfchen auftritt. Dieser Prozess ist temperaturabhängig, denn unterkühlte Wassertröpfchen gibt es nur in einer Wolke, die unter dem Gefrierpunkt liegt. Außerdem können diese Eiskristalle aufgrund des großen Temperaturunterschieds zwischen der Wolke und dem Boden beim Fallen schmelzen und zu Regen werden. ⓘ

Regentropfen haben einen mittleren Durchmesser von 0,1 bis 9 mm (0,0039 bis 0,3543 in), neigen aber bei größeren Größen dazu, zu zerbrechen. Kleinere Tropfen werden als Wolkentröpfchen bezeichnet, und ihre Form ist kugelförmig. Mit zunehmender Größe eines Regentropfens wird seine Form abgeflachter, wobei sein größter Querschnitt der entgegenkommenden Luftströmung zugewandt ist. Große Regentropfen werden an der Unterseite zunehmend abgeflacht, wie Hamburgerbrötchen; sehr große Tropfen haben die Form von Fallschirmen. Entgegen der landläufigen Meinung ähnelt ihre Form nicht einer Träne. Die größten Regentropfen der Erde wurden 2004 über Brasilien und den Marshallinseln gemessen - einige von ihnen waren bis zu 10 mm groß. Die große Größe wird durch Kondensation an großen Rauchpartikeln oder durch Zusammenstöße zwischen Tropfen in kleinen Regionen mit besonders hohem Flüssigwassergehalt erklärt. ⓘ

Regentropfen, die mit schmelzendem Hagel in Verbindung stehen, sind in der Regel größer als andere Regentropfen. ⓘ

Ein Regentropfen auf einem Blatt ⓘ

Intensität und Dauer der Niederschläge stehen in der Regel in umgekehrtem Verhältnis zueinander, d. h., Gewitter mit hoher Intensität sind wahrscheinlich von kurzer Dauer, während Gewitter mit geringer Intensität eine lange Dauer haben können. ⓘ

Verteilung der Tröpfchengröße

Die endgültige Tröpfchengrößenverteilung ist eine Exponentialverteilung. Die Anzahl der Tröpfchen mit einem Durchmesser zwischen $d$ und $D+dD$ pro Raumeinheit ist $n(d)=n_{0}e^{-d/\langle d\rangle }dD$. Diese Verteilung wird gemeinhin als Marshall-Palmer-Gesetz bezeichnet, nach den Forschern, die sie zuerst beschrieben haben. Die Parameter sind in gewissem Maße temperaturabhängig, und die Steigung skaliert auch mit der Niederschlagsmenge $\langle d\rangle ^{-1}=41R^{-0.21}$ (d in Zentimetern und R in Millimetern pro Stunde). ⓘ

Abweichungen können bei kleinen Tröpfchen und bei unterschiedlichen Niederschlagsbedingungen auftreten. Die Verteilung passt sich tendenziell an gemittelte Niederschläge an, während momentane Größenspektren oft abweichen und als Gamma-Verteilung modelliert wurden. Die Verteilung hat aufgrund der Tröpfchenfragmentierung eine Obergrenze. ⓘ

Aufprall von Regentropfen

Regentropfen schlagen mit ihrer Endgeschwindigkeit auf, die bei größeren Tropfen aufgrund ihres größeren Verhältnisses von Masse zu Luftwiderstand größer ist. Auf Meereshöhe und ohne Wind prallen 0,5 mm (0,020 in) Nieselregen mit 2 m/s (6,6 ft/s) oder 7,2 km/h (4,5 mph) auf, während große 5 mm (0,20 in) Tropfen mit etwa 9 m/s (30 ft/s) oder 32 km/h (20 mph) auftreffen. ⓘ

Regen, der auf locker gepacktes Material wie frisch gefallene Asche fällt, kann Grübchen erzeugen, die versteinert werden können, so genannte Regentropfenabdrücke. Die Abhängigkeit der Luftdichte vom maximalen Regentropfendurchmesser wurde zusammen mit fossilen Regentropfenabdrücken verwendet, um die Dichte der Luft vor 2,7 Milliarden Jahren einzugrenzen. ⓘ

Das Geräusch von Regentropfen, die auf Wasser treffen, wird durch Luftblasen verursacht, die unter Wasser schwingen. ⓘ

Der METAR-Code für Regen ist RA, während die Codierung für Regenschauer SHRA lautet. ⓘ

Virga

Unter bestimmten Bedingungen kann der Niederschlag aus einer Wolke fallen, dann aber verdunsten oder sublimieren, bevor er den Boden erreicht. Dies wird als Virga bezeichnet und ist häufiger in heißen und trockenen Klimazonen zu beobachten. ⓘ

Ursachen

Warmer Regen ist nach seiner Wirkung am Boden (gefühlte Temperatur durch den Beobachter) definiert. Er entsteht, wenn tief liegende, warme und feuchte Luftmassen nur gering angehoben werden müssen, um ihre Sättigung zu erreichen, und sich dabei fast nicht abkühlen. Dieses Phänomen kann am ehesten in den Tropen und Subtropen, in den Sommermonaten fallweise auch in gemäßigten Breiten beobachtet werden. Warmer Regen tritt in gemäßigten Breiten meist bei Front- oder Steigungsregen auf. In den Tropen hingegen kann er sich auch unabhängig davon bilden, wenn warme, bodennahe und feuchte Luftmassen durch geringe lokale Strömungen (oder Konvektion) erneut angehoben werden. ⓘ

Ein wärmeres Klima soll demzufolge mehr warmen Regen nach sich ziehen, das begünstigt extremere Wetterereignisse. Laut einer Studie entfallen momentan rund 31 Prozent des gesamten globalen Niederschlags auf warmen Regen, in den Tropen sogar 72 Prozent. ⓘ

Frontale Aktivität

Stratiforme (ein breiter Niederschlagsschild mit relativ ähnlicher Intensität) und dynamische Niederschläge (konvektive Niederschläge, die schauerartig sind und deren Intensität sich über kurze Entfernungen stark ändert) treten als Folge des langsamen Aufsteigens der Luft in synoptischen Systemen (in der Größenordnung von cm/s) auf, z. B. in der Nähe von Kaltfronten und in der Nähe und polwärts von Warmfronten an der Oberfläche. Ein ähnliches Aufsteigen ist bei tropischen Wirbelstürmen außerhalb des Augenwalls zu beobachten, und bei Komma-Niederschlagsmustern in der Nähe von Wirbelstürmen in den mittleren Breiten. Entlang einer okkludierten Front kann es zu einer Vielzahl von Wetterlagen kommen, wobei Gewitter möglich sind, aber in der Regel ist ihr Durchzug mit einer Austrocknung der Luftmasse verbunden. Okklusionsfronten bilden sich in der Regel um reife Tiefdruckgebiete. Der Unterschied zwischen Niederschlag und anderen Niederschlagsarten wie Eis und Schnee besteht darin, dass in der Luft eine dicke Schicht über dem Schmelzpunkt des Wassers liegt, die den gefrorenen Niederschlag zum Schmelzen bringt, bevor er den Boden erreicht. Liegt die oberflächennahe Luftschicht unter dem Gefrierpunkt, kommt es zu gefrierendem Regen (Regen, der bei Kontakt mit der Oberfläche in einer Umgebung unter dem Gefrierpunkt gefriert). Hagel tritt immer seltener auf, wenn der Gefrierpunkt in der Atmosphäre 3.400 m über dem Boden liegt. ⓘ

Konvektion

Konvektiver Niederschlag ⓘ

Orographischer Niederschlag ⓘ

Konvektiver Regen oder schauerartiger Niederschlag entsteht aus konvektiven Wolken (z. B. Cumulonimbus oder Cumulus congestus). Er fällt als Schauer mit rasch wechselnder Intensität. Konvektiver Niederschlag fällt für eine relativ kurze Zeit über einem bestimmten Gebiet, da konvektive Wolken eine begrenzte horizontale Ausdehnung haben. Die meisten Niederschläge in den Tropen scheinen konvektiv zu sein; es wird jedoch vermutet, dass auch stratiforme Niederschläge auftreten. Graupel und Hagel deuten auf Konvektion hin. In den mittleren Breiten treten konvektive Niederschläge nur sporadisch auf und sind häufig mit baroklinen Grenzen wie Kaltfronten, Böen und Warmfronten verbunden. ⓘ

Orographische Effekte

Orographische Niederschläge treten an der Luvseite von Gebirgen auf und werden durch die aufsteigende Luftbewegung einer großräumigen Strömung feuchter Luft über dem Gebirgskamm verursacht, was zu adiabatischer Abkühlung und Kondensation führt. In gebirgigen Teilen der Welt, in denen relativ konstante Winde herrschen (z. B. die Passatwinde), herrscht auf der Luvseite eines Gebirges in der Regel ein feuchteres Klima als auf der Lee- oder Abwindseite. Die Feuchtigkeit wird durch den orografischen Auftrieb abgeführt, so dass auf der absteigenden und im Allgemeinen wärmeren Leeseite, auf der ein Regenschatten zu beobachten ist, trockenere Luft (siehe katabatischer Wind) zurückbleibt. ⓘ

Auf Hawaii ist der Mount Waiʻaleʻale auf der Insel Kauai für seine extremen Niederschläge bekannt, da er mit 9.500 mm (373 in) zu den Orten mit den höchsten Niederschlagsmengen der Welt gehört. Die als Kona-Stürme bekannten Systeme treffen den Staat zwischen Oktober und April mit starken Regenfällen. Das lokale Klima variiert auf jeder Insel aufgrund der Topografie erheblich und wird je nach Lage zu den höheren Bergen in Luv (Koʻolau) und Lee (Kona) unterteilt. Die windzugewandten Seiten sind den Ost- bis Nordostpassaten ausgesetzt und erhalten viel mehr Niederschlag; die leeseitigen Seiten sind trockener und sonniger, mit weniger Regen und weniger Wolken. ⓘ

In Südamerika blockiert das Andengebirge die Feuchtigkeit des Pazifiks, die auf diesen Kontinent gelangt, was zu einem wüstenähnlichen Klima im Westen Argentiniens führt. Die Sierra Nevada hat den gleichen Effekt in Nordamerika, wo sie das Great Basin und die Mojave-Wüste bildet. ⓘ

In den Tropen

Niederschlagsverteilung nach Monaten in Cairns, die das Ausmaß der Regenzeit an diesem Ort zeigt ⓘ

Die Regenzeit ist die Zeit des Jahres, die einen oder mehrere Monate umfasst, in der der größte Teil der durchschnittlichen jährlichen Niederschlagsmenge in einer Region fällt. Der Begriff "grüne Jahreszeit" wird von den Tourismusbehörden manchmal auch als Euphemismus verwendet. Gebiete mit feuchten Jahreszeiten sind über Teile der Tropen und Subtropen verstreut. Savannenklimata und Gebiete mit Monsunregimen haben feuchte Sommer und trockene Winter. In den tropischen Regenwäldern gibt es technisch gesehen keine Trocken- oder Regenzeiten, da die Niederschläge gleichmäßig über das Jahr verteilt sind. In einigen Gebieten mit ausgeprägten Regenzeiten kommt es mitten in der Saison zu einer Unterbrechung der Niederschläge, wenn sich die intertropische Konvergenzzone oder der Monsuntrog in der Mitte der warmen Jahreszeit polwärts von ihrem Standort entfernt. Fällt die Regenzeit in die warme Jahreszeit oder den Sommer, regnet es vor allem in den späten Nachmittags- und frühen Abendstunden. Die Regenzeit ist eine Zeit, in der sich die Luftqualität verbessert, die Süßwasserqualität steigt und die Vegetation deutlich wächst. ⓘ

Tropische Wirbelstürme, eine Quelle sehr starker Regenfälle, bestehen aus großen Luftmassen mit einem Durchmesser von mehreren hundert Meilen, in deren Zentrum ein Tiefdruckgebiet herrscht und deren Winde entweder im Uhrzeigersinn (Südhalbkugel) oder gegen den Uhrzeigersinn (Nordhalbkugel) auf das Zentrum zu wehen. Obwohl Wirbelstürme einen enormen Tribut an Menschenleben und persönlichem Eigentum fordern können, sind sie auch wichtige Faktoren für die Niederschlagsverhältnisse in den von ihnen betroffenen Gebieten, da sie dringend benötigte Niederschläge in ansonsten trockene Regionen bringen können. Gebiete in ihrem Einzugsbereich können durch den Durchzug eines tropischen Wirbelsturms Niederschläge im Wert eines ganzen Jahres erhalten. ⓘ

Menschlicher Einfluss

Das Bild von Atlanta, USA, zeigt die Temperaturverteilung, wobei blau für kühle Temperaturen, rot für warme und weiß für heiße Gebiete steht. ⓘ

Durchschnittliche Oberflächentemperaturen von 2011 bis 2020 im Vergleich zum Durchschnitt von 1951-1980. Quelle: NASA ⓘ

Der durch Autoabgase und andere menschliche Verschmutzungsquellen erzeugte Feinstaub bildet Wolkenkondensationskerne, führt zur Bildung von Wolken und erhöht die Regenwahrscheinlichkeit. Da sich die Verschmutzung durch Pendler und den gewerblichen Verkehr im Laufe der Woche immer weiter anhäuft, steigt die Regenwahrscheinlichkeit: Sie erreicht ihren Höhepunkt am Samstag, nachdem sich die Verschmutzung an fünf Tagen der Woche aufgebaut hat. In dicht besiedelten Gebieten in Küstennähe, wie z. B. an der Ostküste der Vereinigten Staaten, kann der Effekt dramatisch sein: Die Wahrscheinlichkeit, dass es samstags regnet, ist um 22 % höher als an Montagen. Der städtische Wärmeinseleffekt führt dazu, dass sich die Städte um 0,6 bis 5,6 °C (1,1 bis 10,1 °F) stärker erwärmen als die umliegenden Vorstädte und ländlichen Gebiete. Diese zusätzliche Wärme führt zu einer stärkeren Aufwärtsbewegung, die zusätzliche Schauer- und Gewitteraktivität auslösen kann. Die Niederschlagsmengen im Windschatten von Städten nehmen um 48 % bis 116 % zu. Teilweise als Folge dieser Erwärmung ist die monatliche Niederschlagsmenge in einer Entfernung von 32 bis 64 km (20 bis 40 Meilen) windabwärts von Städten um etwa 28 % höher als windaufwärts. In einigen Städten nimmt der Gesamtniederschlag um 51 % zu. ⓘ

Steigende Temperaturen erhöhen tendenziell die Verdunstung, was zu mehr Niederschlag führen kann. Von 1900 bis 2005 haben die Niederschläge über Land nördlich von 30°N generell zugenommen, während sie in den Tropen seit den 1970er Jahren zurückgegangen sind. Weltweit gab es im letzten Jahrhundert keinen statistisch signifikanten Gesamttrend bei den Niederschlägen, obwohl die Trends je nach Region und im Laufe der Zeit sehr unterschiedlich waren. Die östlichen Teile Nord- und Südamerikas, Nordeuropa sowie Nord- und Zentralasien sind feuchter geworden. Die Sahelzone, der Mittelmeerraum, das südliche Afrika und Teile Südasiens sind trockener geworden. Die Zahl der Starkniederschlagsereignisse hat im vergangenen Jahrhundert in vielen Gebieten zugenommen, ebenso wie die Häufigkeit von Dürren - vor allem in den Tropen und Subtropen - seit den 1970er Jahren gestiegen ist. Veränderungen bei den Niederschlägen und der Verdunstung über den Ozeanen werden durch den verringerten Salzgehalt der Gewässer in mittleren und hohen Breitengraden (was auf mehr Niederschläge hindeutet) und den erhöhten Salzgehalt in niedrigeren Breitengraden (was auf weniger Niederschläge und/oder mehr Verdunstung hindeutet) deutlich. In den zusammenhängenden Vereinigten Staaten hat der jährliche Gesamtniederschlag seit 1900 um durchschnittlich 6,1 Prozent zugenommen, wobei der größte Anstieg in der Klimaregion East North Central (11,6 Prozent pro Jahrhundert) und im Süden (11,1 Prozent) zu verzeichnen war. Hawaii war die einzige Region, die einen Rückgang verzeichnete (-9,25 %). ⓘ

Eine Analyse von 65 Jahren Niederschlagsaufzeichnungen der Vereinigten Staaten von Amerika zeigt, dass in den unteren 48 Bundesstaaten seit 1950 eine Zunahme von Starkregenereignissen zu verzeichnen ist. Die größten Zuwächse sind im Nordosten und im Mittleren Westen zu verzeichnen, wo es in den letzten zehn Jahren 31 bzw. 16 Prozent mehr Starkniederschläge gab als in den 1950er Jahren. Rhode Island ist der Staat mit dem größten Anstieg, nämlich 104 %. McAllen, Texas, ist die Stadt mit dem größten Anstieg (700 %). Starke Niederschläge sind in der Analyse die Tage, an denen die Gesamtniederschlagsmenge das oberste Prozent aller Regen- und Schneetage in den Jahren 1950-2014 überstieg. ⓘ

Zu den erfolgreichsten Versuchen, das Wetter zu beeinflussen, gehört das sogenannte Cloud Seeding, d. h. Techniken, die eingesetzt werden, um die Winterniederschläge über Gebirgen zu erhöhen und Hagel zu unterdrücken. ⓘ

Merkmale

Muster

Gewitterband auf einem Wetterradarbildschirm ⓘ

Rainbands sind Wolken- und Niederschlagsgebiete, die sich deutlich in die Länge ziehen. Regenbänder können schichtförmig oder konvektiv sein und werden durch Temperaturunterschiede erzeugt. Auf Wetterradarbildern wird diese Niederschlagsausdehnung als Bandstruktur bezeichnet. Regenbänder vor warmen Okklusionsfronten und Warmfronten sind mit einer schwachen Aufwärtsbewegung verbunden und neigen dazu, breit und schichtförmig zu sein. ⓘ

Regenbänder, die in der Nähe von und vor Kaltfronten entstehen, können Böenlinien sein, die Tornados hervorbringen können. Regenbänder, die mit Kaltfronten verbunden sind, können durch Gebirgsbarrieren, die senkrecht zur Ausrichtung der Front stehen, aufgrund der Bildung eines Tiefdruckgebiets verzogen werden. Gewitterbänder können sich an den Grenzen von See- und Landbrisen bilden, wenn genügend Feuchtigkeit vorhanden ist. Wenn Seebrise-Regenbänder kurz vor einer Kaltfront aktiv genug werden, können sie die Lage der Kaltfront selbst verdecken. ⓘ

Sobald ein Wirbelsturm okkludiert, wird eine okkludierte Front (ein Trog warmer Luft in der Höhe) durch starke Südwinde an seiner östlichen Peripherie verursacht, die in der Höhe um seine nordöstliche und schließlich nordwestliche Peripherie rotieren (auch als warmes Förderband bezeichnet) und einen Trog an der Oberfläche dazu zwingen, sich auf einer ähnlichen Kurve wie die okkludierte Front in den kalten Sektor fortzusetzen. Die Front bildet den Teil einer okkludierten Zyklone, der aufgrund der kommaähnlichen Form der mitteltroposphärischen Bewölkung, die das Merkmal begleitet, als Kommakopf bezeichnet wird. Sie kann auch der Brennpunkt von lokalem Starkniederschlag sein, wobei Gewitter möglich sind, wenn die Atmosphäre entlang der Front instabil genug für Konvektion ist. Die Bänderung innerhalb des Kommakopf-Niederschlagsmusters eines außertropischen Wirbelsturms kann zu erheblichen Regenmengen führen. Hinter außertropischen Wirbelstürmen können sich im Herbst und Winter im Windschatten von relativ warmen Gewässern wie den Großen Seen Regenbänder bilden. Im Windschatten von Inseln können sich aufgrund der Windkonvergenz in niedriger Höhe im Windschatten der Inselränder Schauer- und Gewitterbänder bilden. Vor der Küste Kaliforniens ist dies im Gefolge von Kaltfronten beobachtet worden. ⓘ

Die Regenbänder innerhalb tropischer Wirbelstürme sind gekrümmt ausgerichtet. Die Regenbänder tropischer Wirbelstürme enthalten Schauer und Gewitter, die zusammen mit der Augenwand und dem Auge einen Hurrikan oder tropischen Sturm bilden. Das Ausmaß der Regenbänder um einen tropischen Wirbelsturm kann dazu beitragen, die Intensität des Wirbelsturms zu bestimmen. ⓘ

Säure

Quellen des sauren Regens ⓘ

Der Begriff saurer Regen wurde erstmals 1852 von dem schottischen Chemiker Robert Augus Smith verwendet. Der pH-Wert des Regens variiert, insbesondere aufgrund seiner Herkunft. An der Ostküste Amerikas hat Regen, der vom Atlantik kommt, in der Regel einen pH-Wert von 5,0 bis 5,6; Regen, der vom Westen über das Festland kommt, hat einen pH-Wert von 3,8 bis 4,8; und lokale Gewitter können einen pH-Wert von bis zu 2,0 haben. Regen wird vor allem durch zwei starke Säuren, Schwefelsäure (H₂SO₄) und Salpetersäure (HNO₃), sauer. Schwefelsäure stammt aus natürlichen Quellen wie Vulkanen und Feuchtgebieten (sulfatreduzierende Bakterien) sowie aus anthropogenen Quellen wie der Verbrennung fossiler Brennstoffe und dem Bergbau, wo H₂S vorhanden ist. Salpetersäure wird durch natürliche Quellen wie Blitze, Bodenbakterien und natürliche Brände erzeugt, aber auch anthropogen durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe und in Kraftwerken. In den letzten 20 Jahren sind die Konzentrationen von Salpeter- und Schwefelsäure im Regenwasser zurückgegangen, was möglicherweise auf den erheblichen Anstieg von Ammonium (höchstwahrscheinlich als Ammoniak aus der Viehzucht) zurückzuführen ist, das im sauren Regen als Puffer wirkt und den pH-Wert anhebt. ⓘ

Köppen-Klimaklassifizierung

Aktualisierte Köppen-Geiger-Klimakarte

Af   Am   Aw

BWh   BWk   BSh   BSk

Csa   Csb

Cwa   Cwb

Cfa   Cfb   Cfc

Dsa   Dsb   Dsc   Dsd

Dwa   Dwb   Dwc   Dwd

Dfa   Dfb   Dfc   Dfd

ET   EF ⓘ

Die Köppen-Klassifizierung basiert auf den monatlichen Durchschnittswerten von Temperatur und Niederschlag. Die am häufigsten verwendete Form der Köppen-Klassifikation umfasst fünf Haupttypen mit den Bezeichnungen A bis E. Die Haupttypen sind A, tropisch; B, trocken; C, mild, mittlere Breiten; D, kalt, mittlere Breiten; und E, polar. Die fünf primären Klassifizierungen können weiter in sekundäre Klassifizierungen wie Regenwald, Monsun, tropische Savanne, feuchtes subtropisches Klima, feuchtes kontinentales Klima, ozeanisches Klima, mediterranes Klima, Steppe, subarktisches Klima, Tundra, polare Eiskappe und Wüste unterteilt werden. ⓘ

Regenwälder zeichnen sich durch hohe Niederschlagsmengen aus, wobei die Mindestniederschlagsmenge zwischen 1.750 und 2.000 mm pro Jahr definiert ist. Eine tropische Savanne ist ein Grasland-Biom in halbtrockenen bis halbfeuchten Klimaregionen der subtropischen und tropischen Breiten, mit Niederschlägen zwischen 750 und 1.270 mm pro Jahr. Sie sind in Afrika weit verbreitet und kommen auch in Indien, den nördlichen Teilen Südamerikas, Malaysia und Australien vor. In der feucht-subtropischen Klimazone fallen die Niederschläge im Winter in Verbindung mit großen Stürmen, die die Westwinde von Westen nach Osten lenken. Die meisten Sommerniederschläge fallen bei Gewittern und durch gelegentliche tropische Wirbelstürme. Feuchte subtropische Klimate liegen auf der Ostseite der Kontinente, etwa zwischen 20° und 40° Breitengrad vom Äquator entfernt. ⓘ

Ein ozeanisches (oder maritimes) Klima findet sich typischerweise an den Westküsten der mittleren Breiten aller Kontinente, die an kühle Ozeane grenzen, sowie im Südosten Australiens, und geht mit ganzjährig reichlichen Niederschlägen einher. Das mediterrane Klimaregime ähnelt dem Klima der Länder im Mittelmeerraum, Teilen des westlichen Nordamerikas, Teilen von West- und Südaustralien, im südwestlichen Südafrika und in Teilen Zentralchiles. Das Klima ist durch heiße, trockene Sommer und kühle, feuchte Winter gekennzeichnet. Eine Steppe ist ein trockenes Grasland. Subarktische Klimazonen sind kalt mit anhaltendem Permafrost und wenig Niederschlag. ⓘ

Messung

Messgeräte

Standard-Regenmesser ⓘ

Regen wird in Längeneinheiten pro Zeiteinheit gemessen, in der Regel in Millimetern pro Stunde, oder in Ländern, in denen imperiale Einheiten gebräuchlicher sind, in Zoll pro Stunde. Die gemessene "Länge" oder, genauer gesagt, "Tiefe" ist die Tiefe des Regenwassers, das sich auf einer flachen, horizontalen und undurchlässigen Oberfläche während einer bestimmten Zeit, in der Regel einer Stunde, ansammeln würde. Ein Millimeter Niederschlag entspricht einem Liter Wasser pro Quadratmeter. ⓘ

Die Standardmethode zur Messung von Niederschlag oder Schneefall ist der Standard-Regenmesser, den es in 100-mm- (4-in) Kunststoff- und 200-mm- (8-in) Metallvarianten gibt. Der innere Zylinder wird mit 25 mm (0,98 in) Regen gefüllt, wobei der Überlauf in den äußeren Zylinder fließt. Kunststoffmessgeräte haben auf dem inneren Zylinder Markierungen mit einer Auflösung von 0,25 mm, während bei Metallmessgeräten ein Stab mit den entsprechenden 0,25 mm-Markierungen verwendet werden muss. Nach dem Befüllen des inneren Zylinders wird die darin befindliche Menge verworfen und dann mit der verbleibenden Niederschlagsmenge in den äußeren Zylinder gefüllt, bis die gesamte Flüssigkeit im äußeren Zylinder verbraucht ist, was zur Gesamtsumme beiträgt, bis der äußere Zylinder leer ist. Andere Arten von Messgeräten sind der beliebte Keilmesser (der billigste und zerbrechlichste Regenmesser), der Kippwaagen-Regenmesser und der Wiegeregenmesser. Wer die Niederschlagsmenge am kostengünstigsten messen möchte, kann eine zylindrische Dose mit geraden Seiten als Regenmesser verwenden, wenn sie im Freien steht, aber die Genauigkeit hängt davon ab, mit welchem Lineal der Regen gemessen wird. Jeder der oben genannten Regenmesser kann mit genügend Know-how zu Hause selbst hergestellt werden. ⓘ

Wenn eine Niederschlagsmessung vorgenommen wird, gibt es in den Vereinigten Staaten und anderswo verschiedene Netze, über die Niederschlagsmessungen über das Internet übermittelt werden können, wie CoCoRAHS oder GLOBE. Wenn in dem Gebiet, in dem man lebt, kein Netz zur Verfügung steht, ist wahrscheinlich das nächstgelegene Wetter- oder Met-Büro an der Messung interessiert. ⓘ

Ein Millimeter Niederschlagshöhe entspricht somit einem Liter Niederschlagsmenge auf einem Quadratmeter. Diese Angabe entspricht auch der Höhe, um die der Wasserspiegel in einem Auffanggefäß (z. B. einer leeren Konservendose) steigen würde. ⓘ

Neuere Methoden zur Regenmessung sind das Niederschlagsradar und Wettersatelliten, ein dichtes Netz von Regensammlern liefert allerdings genauere Werte. ⓘ

Weiterhin gibt es noch Regensensoren – diese dienen nicht der Messung, sondern lediglich der Steuerung technischer Prozesse. ⓘ

Fernerkundung

Vierundzwanzigstündige Niederschlagsakkumulation auf dem Radar von Val d'Irène in Ostkanada. Die Zonen ohne Daten im Osten und Südwesten werden durch die Blockierung der Strahlen durch die Berge verursacht. (Quelle: Environment Canada) ⓘ

Einer der wichtigsten Einsatzbereiche von Wetterradar ist es, die Niederschlagsmenge über großen Einzugsgebieten für hydrologische Zwecke zu ermitteln. So sind beispielsweise der Hochwasserschutz an Flüssen, die Kanalisation und der Bau von Dämmen Bereiche, in denen die Planer Daten über die Niederschlagsmenge benötigen. Die vom Radar abgeleiteten Niederschlagsschätzungen ergänzen die Daten von Oberflächenstationen, die zur Kalibrierung verwendet werden können. Zur Erstellung von Radarakkumulationen werden die Regenmengen über einem Punkt anhand der Werte der Reflektivitätsdaten an einzelnen Gitterpunkten geschätzt. Dann wird eine Radargleichung verwendet, die wie folgt lautet

$$Z=AR^{b},$$

wobei Z für die Radarreflexion, R für die Niederschlagsmenge und A und b für Konstanten stehen. Bei satellitengestützten Niederschlagsschätzungen werden passive Mikrowelleninstrumente an Bord von polumlaufenden und geostationären Wettersatelliten verwendet, um die Niederschlagsmengen indirekt zu messen. Will man die akkumulierte Niederschlagsmenge über einen bestimmten Zeitraum ermitteln, so muss man alle Niederschlagsmengen aus den einzelnen Rasterfeldern der Bilder während dieses Zeitraums addieren. ⓘ

Regen 1988 in den USA. Der stärkste Regen ist in den roten und gelben Farbtönen zu sehen.

Regen 1993 in den USA. ⓘ

Intensität

Starker Regen in Zapopan ⓘ

Die Niederschlagsintensität wird nach der Niederschlagsmenge klassifiziert, die von der betrachteten Zeit abhängt. Die folgenden Kategorien werden zur Klassifizierung der Niederschlagsintensität verwendet:

• Leichter Regen - wenn die Niederschlagsmenge < 2,5 mm (0,098 in) pro Stunde beträgt
• Mäßiger Regen - wenn die Niederschlagsmenge zwischen 2,5 mm (0,098 in) - 7,6 mm (0,30 in) oder 10 mm (0,39 in) pro Stunde liegt
• Starkregen - wenn die Niederschlagsmenge > 7,6 mm (0,30 in) pro Stunde oder zwischen 10 mm (0,39 in) und 50 mm (2,0 in) pro Stunde beträgt
• Starker Regen - wenn die Niederschlagsmenge mehr als 50 mm pro Stunde beträgt ⓘ

Zu den Euphemismen für einen starken oder heftigen Regen gehören Gullywäscher, Müllschlucker und Krötenstrangler. Die Intensität kann auch durch den R-Faktor der Niederschlagserosivität oder durch den N-Index der Niederschlagszeitstruktur ausgedrückt werden. ⓘ

Wiederkehrperiode

Die durchschnittliche Zeit zwischen dem Auftreten eines Ereignisses mit einer bestimmten Intensität und Dauer wird als Wiederkehrperiode bezeichnet. Die Intensität eines Gewitters kann für jede Wiederkehrperiode und Gewitterdauer anhand von Diagrammen vorhergesagt werden, die auf historischen Daten für den jeweiligen Ort basieren. Die Wiederkehrperiode wird oft als ein n-jähriges Ereignis ausgedrückt. Ein 10-jähriges Unwetter beispielsweise beschreibt ein seltenes Niederschlagsereignis, das im Durchschnitt einmal in 10 Jahren auftritt. Die Niederschlagsmenge ist größer und die Überschwemmungen sind schlimmer als der schlimmste zu erwartende Sturm in einem einzelnen Jahr. Ein 100-jähriges Unwetter beschreibt ein extrem seltenes Niederschlagsereignis, das im Durchschnitt einmal in einem Jahrhundert auftritt. Die Niederschläge werden extrem sein und die Überschwemmungen schlimmer als bei einem 10-jährigen Ereignis. Die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses in einem beliebigen Jahr ist der Kehrwert der Wiederkehrperiode (unter der Annahme, dass die Wahrscheinlichkeit für jedes Jahr gleich bleibt). So hat beispielsweise ein 10-jähriges Unwetter eine Wahrscheinlichkeit von 10 % in einem bestimmten Jahr, und ein 100-jähriges Unwetter tritt mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 % in einem Jahr auf. Wie bei allen wahrscheinlichen Ereignissen ist es möglich, wenn auch unwahrscheinlich, mehrere 100-jährige Stürme in einem einzigen Jahr zu erleben. ⓘ

Vorhersage

Beispiel für eine fünftägige Niederschlagsvorhersage des Hydrometeorologischen Vorhersagezentrums ⓘ

Bei der quantitativen Niederschlagsvorhersage (abgekürzt QPF) handelt es sich um die erwartete Menge an flüssigem Niederschlag, die sich über einen bestimmten Zeitraum in einem bestimmten Gebiet ansammelt. Eine QPF wird angegeben, wenn eine messbare Niederschlagsart, die eine Mindestschwelle erreicht, für eine beliebige Stunde während des Gültigkeitszeitraums der QPF vorhergesagt wird. Die Niederschlagsvorhersagen sind in der Regel an synoptische Stunden wie 0000, 0600, 1200 und 1800 GMT gebunden. Das Gelände wird in QPFs durch die Verwendung der Topografie oder auf der Grundlage klimatologischer Niederschlagsmuster aus detaillierten Beobachtungen berücksichtigt. Ab Mitte bis Ende der 1990er Jahre wurden QPFs in hydrologischen Vorhersagemodellen verwendet, um die Auswirkungen auf Flüsse in den gesamten Vereinigten Staaten zu simulieren. Vorhersagemodelle reagieren sehr empfindlich auf den Feuchtigkeitsgehalt in der planetarischen Grenzschicht oder in den untersten Schichten der Atmosphäre, der mit der Höhe abnimmt. QPF können quantitativ (Vorhersage von Mengen) oder qualitativ (Vorhersage der Wahrscheinlichkeit einer bestimmten Menge) erstellt werden. Vorhersagetechniken mit Radarbildern zeigen innerhalb von 6 bis 7 Stunden nach dem Radarbild eine höhere Genauigkeit als Modellvorhersagen. Die Vorhersagen können anhand von Regenmesser-Messungen, Wetterradar-Schätzungen oder einer Kombination aus beidem überprüft werden. Um den Wert der Niederschlagsvorhersage zu messen, können verschiedene Skill Scores bestimmt werden. ⓘ

Auswirkungen

Landwirtschaft

Niederschlagsvorhersagen für Südjapan und die umliegende Region vom 20. bis 27. Juli 2009. ⓘ

Niederschlag, insbesondere Regen, hat dramatische Auswirkungen auf die Landwirtschaft. Alle Pflanzen brauchen zumindest etwas Wasser, um zu überleben, daher ist Regen (als effektivstes Mittel zur Bewässerung) für die Landwirtschaft wichtig. Während ein regelmäßiger Regen für gesunde Pflanzen in der Regel unerlässlich ist, kann zu viel oder zu wenig Regen schädlich, ja sogar verheerend für die Ernten sein. Trockenheit kann die Pflanzen abtöten und die Erosion verstärken, während zu nasses Wetter zu schädlichem Pilzwachstum führen kann. Pflanzen brauchen unterschiedliche Mengen an Niederschlag, um zu überleben. Bestimmte Kakteen beispielsweise benötigen nur geringe Mengen an Wasser, während tropische Pflanzen bis zu hundert Zentimeter Regen pro Jahr benötigen, um zu überleben. ⓘ

In Gebieten mit feuchten und trockenen Jahreszeiten nehmen die Nährstoffe im Boden ab und die Erosion nimmt während der Regenzeit zu. Tiere verfügen über Anpassungs- und Überlebensstrategien für die feuchteren Jahreszeiten. Die vorangegangene Trockenzeit führt in der Regenzeit zu Nahrungsmittelknappheit, da die Pflanzen noch nicht reif sind. Entwicklungsländer haben festgestellt, dass ihre Bevölkerung saisonale Gewichtsschwankungen aufweist, die auf Nahrungsmittelknappheit vor der ersten Ernte zurückzuführen sind, die spät in der Regenzeit eintritt. Regen kann durch die Verwendung von Regenwassertanks aufgefangen und für den Trink- oder Nichttrinkgebrauch in Gebäuden oder zur Bewässerung aufbereitet werden. Übermäßiger Regen in kurzen Zeitabschnitten kann Sturzfluten verursachen. ⓘ

Kultur und Religion

Ein Regentanz wird in Harar, Äthiopien, aufgeführt ⓘ

Die kulturelle Einstellung zum Regen ist weltweit unterschiedlich. In gemäßigten Klimazonen fühlen sich die Menschen eher gestresst, wenn das Wetter unbeständig oder bewölkt ist, wobei Männer stärker betroffen sind als Frauen. Regen kann aber auch Freude bereiten, da er von manchen als beruhigend empfunden wird oder sie die Ästhetik des Regens genießen. In trockenen Gegenden wie Indien oder während Dürreperioden hebt der Regen die Stimmung der Menschen. In Botswana wird das Setswana-Wort für Regen, Pula, als Name der Landeswährung verwendet, um die wirtschaftliche Bedeutung des Regens in diesem Land zu würdigen, das ein Wüstenklima hat. Mehrere Kulturen haben Mittel entwickelt, um mit Regen umzugehen, und haben zahlreiche Schutzvorrichtungen wie Regenschirme und Regenmäntel sowie Ableitungsvorrichtungen wie Dachrinnen und Regenabflüsse entwickelt, die den Regen in die Kanalisation leiten. Viele Menschen empfinden den Geruch während und unmittelbar nach dem Regen als angenehm oder unverwechselbar. Die Quelle dieses Geruchs ist Petroleum, ein Öl, das von Pflanzen produziert, dann von Steinen und Erde aufgenommen und später bei Regen in die Luft abgegeben wird. ⓘ

Regen, abgebildet in der Nürnberger Chronik von 1493 ⓘ

Regen hat in vielen Kulturen eine wichtige religiöse Bedeutung. Die alten Sumerer glaubten, der Regen sei der Samen des Himmelsgottes An, der vom Himmel fiel, um seine Gefährtin, die Erdgöttin Ki, zu befruchten, so dass sie alle Pflanzen der Erde gebar. Die Akkader glaubten, dass die Wolken die Brüste von Anus Gemahlin Antu seien und dass der Regen die Milch ihrer Brüste sei. Nach jüdischer Überlieferung beendete der jüdische Wundertäter Honi ha-M'agel im ersten Jahrhundert v. Chr. eine dreijährige Dürre in Judäa, indem er einen Kreis in den Sand zeichnete und um Regen betete, wobei er sich weigerte, den Kreis zu verlassen, bis sein Gebet erhört wurde. Der römische Kaiser Marcus Aurelius bewahrt in seinen Meditationen ein Gebet der Athener an den griechischen Himmelsgott Zeus um Regen auf. Es ist bekannt, dass verschiedene indianische Stämme in der Vergangenheit Regentänze abhielten, um den Regen zu fördern. Auch in vielen afrikanischen Kulturen spielen Rituale zur Regenerzeugung eine wichtige Rolle. In den heutigen Vereinigten Staaten haben verschiedene Gouverneure von Bundesstaaten Gebetstage für Regen abgehalten, darunter auch die Gebetstage für Regen im Bundesstaat Texas im Jahr 2011. ⓘ

Globale Klimatologie

Jedes Jahr fallen weltweit etwa 505.000 km³ (121.000 cu mi) Wasser als Niederschlag, davon 398.000 km³ (95.000 cu mi) über den Ozeanen. In Anbetracht der Erdoberfläche bedeutet dies, dass der durchschnittliche Jahresniederschlag 990 mm (39 in) beträgt. Wüsten sind definiert als Gebiete mit einem durchschnittlichen Jahresniederschlag von weniger als 250 mm (10 in) pro Jahr oder als Gebiete, in denen mehr Wasser durch Verdunstung verloren geht als als Niederschlag fällt. ⓘ

Wüsten

Größte Wüsten ⓘ

Vereinzelt aufragende vertikale Wüstenschauer ⓘ

Die nördliche Hälfte Afrikas wird von der Sahara, der größten heißen und trockenen Region der Welt, beherrscht. Einige Wüsten nehmen auch einen großen Teil des südlichen Afrikas ein: die Namib und die Kalahari. In ganz Asien erstreckt sich ein großes jährliches Niederschlagsminimum, das hauptsächlich aus Wüsten besteht, von der Wüste Gobi in der Mongolei in west-südwestlicher Richtung durch Westpakistan (Belutschistan) und den Iran bis zur Arabischen Wüste in Saudi-Arabien. Der größte Teil Australiens ist halbtrocken oder eine Wüste, was es zum trockensten bewohnten Kontinent der Welt macht. In Südamerika blockiert das Andengebirge die Feuchtigkeit des Pazifiks, die auf diesen Kontinent gelangt, was zu einem wüstenähnlichen Klima im Westen Argentiniens führt. Die trockensten Gebiete der Vereinigten Staaten sind die Regionen, in denen die Sonoran-Wüste den Südwesten der Wüste, das Great Basin und das zentrale Wyoming bedeckt. ⓘ

Gefrierender Regen (Raueis)

Gefrierender Regen (allgemein Eisregen und Blitzeis, wie das Vorhergehende) hat seinen Namen nach der Wirkung am Boden, es entsteht beim Auftreffen auf dem Boden dann plötzliches Raueis. ⓘ

Solche Ereignisse kommen primär in den gemäßigten Breiten und Subpolargebieten vor und können einige Minuten bis wenige Stunden dauern. In den Tropen und Subtropen kann gefrierender Regen nur im Gebirge auftreten. Gefrierender Regen hat eine Temperatur von über 0 °C, ist also nicht unterkühlt, und gefriert erst nach dem Auftreffen auf eine wesentlich kältere Oberfläche. Diese bildet oft ein nicht durch eine Schneedecke isolierter Boden, der über einen längeren Zeitraum hinweg bei starkem Frost bis in tiefe Lagen ausgekühlt ist. „Gefrierender Regen“ und „Eisregen“ werden oft fälschlich für bedeutungsgleich gehalten. Massives Glatteis auf Fahrbahnen ist in den gemäßigten Breiten oft durch gefrierenden Regen verursacht (weitaus häufiger aber durch überfrierende Luftfeuchtigkeit oder Nebel). Gefährlich ist gefrierender Regen auch für Flugzeuge, da die Eisschicht das Flugzeug schwerer macht (und dadurch den Verbrauch des vor dem Start wohlkalkulierten Treibstoffs und das Landegewicht erhöht) und das Tragflächenprofil verändert, was den Auftrieb der Flügel vermindert (siehe Flugzeugenteisung). ⓘ

Da Regen nur in flüssiger Form fällt, fällt er nur selten, wenn die Oberflächentemperaturen unter dem Gefrierpunkt liegen, es sei denn, es befindet sich eine warme Luftschicht in der Luft, in der er zu gefrierendem Regen wird. Da die gesamte Atmosphäre die meiste Zeit unter dem Gefrierpunkt liegt, gibt es in sehr kalten Klimazonen nur sehr wenig Niederschlag, so dass sie oft als Polarwüsten bezeichnet werden. Ein häufiges Biom in diesem Gebiet ist die Tundra, die im Sommer kurz taut und im Winter lange gefriert. Auf den Eiskappen regnet es überhaupt nicht, so dass die Antarktis der trockenste Kontinent der Welt ist. ⓘ

Regenwälder

Regenwälder sind Gebiete auf der Welt, in denen es sehr viel regnet. Es gibt sowohl tropische als auch gemäßigte Regenwälder. Tropische Regenwälder erstrecken sich über einen großen Teil der Erde, vor allem entlang des Äquators. Die meisten gemäßigten Regenwälder befinden sich an den gebirgigen Westküsten zwischen dem 45. und 55. Breitengrad, sind aber auch in anderen Gebieten zu finden. ⓘ

Etwa 40-75 % des gesamten biotischen Lebens ist in Regenwäldern zu finden. Regenwälder sind auch für 28 % des weltweiten Sauerstoffumsatzes verantwortlich. ⓘ

Monsun

Die äquatoriale Region in der Nähe der intertropischen Konvergenzzone (ITCZ) oder des Monsuntrogs ist der feuchteste Teil der Kontinente. Jedes Jahr wandert der Regengürtel in den Tropen bis August nach Norden und zieht dann im Februar und März wieder nach Süden in die südliche Hemisphäre. In Asien werden Niederschläge im südlichen Teil von Indien nach Osten und Nordosten über die Philippinen und Südchina bis nach Japan begünstigt, da der Monsun Feuchtigkeit hauptsächlich aus dem Indischen Ozean in die Region transportiert. Der Trog des Monsuns kann im August bis zum 40. Breitengrad in Ostasien vordringen, bevor er danach nach Süden abzieht. Seine polwärts gerichtete Bewegung wird durch das Einsetzen des Sommermonsuns beschleunigt, der durch die Entwicklung eines niedrigeren Luftdrucks (eines thermischen Tiefs) über dem wärmsten Teil Asiens gekennzeichnet ist. Ähnliche, aber schwächere Monsunzirkulationen gibt es auch über Nordamerika und Australien. Während des Sommers bringt der Südwestmonsun in Verbindung mit der Feuchtigkeit im Golf von Kalifornien und im Golf von Mexiko, die sich um den subtropischen Rücken im Atlantik bewegt, nachmittags und abends Gewitter im Süden der Vereinigten Staaten und in den Great Plains mit sich. Die östliche Hälfte der zusammenhängenden Vereinigten Staaten östlich des 98. Meridians, die Berge des pazifischen Nordwestens und die Sierra Nevada sind die feuchteren Teile des Landes mit durchschnittlichen Niederschlagsmengen von über 760 mm pro Jahr. Tropische Wirbelstürme verstärken die Niederschläge in den südlichen Teilen der Vereinigten Staaten sowie in Puerto Rico, den Jungferninseln der Vereinigten Staaten, den Nördlichen Marianen, Guam und Amerikanisch-Samoa. ⓘ

Auswirkungen der Westwinde

Langfristiger mittlerer Niederschlag nach Monat ⓘ

Westliche Strömungen aus dem milden Nordatlantik führen in ganz Westeuropa, insbesondere in Irland und im Vereinigten Königreich, zu Niederschlägen, die an den Westküsten zwischen 1.000 mm auf Meereshöhe und 2.500 mm auf den Bergen pro Jahr liegen können. Bergen, Norwegen, ist eine der berühmtesten europäischen Regenstädte mit einer jährlichen Niederschlagsmenge von durchschnittlich 2.250 mm (89 in). Im Herbst, Winter und Frühjahr bringen pazifische Sturmsysteme einen Großteil der Niederschläge nach Hawaii und in den Westen der Vereinigten Staaten. Über der Spitze des Rückens bringt der Jetstream ein sommerliches Niederschlagsmaximum zu den Großen Seen. Große Gewittergebiete, die als mesoskalige konvektive Komplexe bekannt sind, ziehen während der warmen Jahreszeit über die Plains, den Mittleren Westen und die Großen Seen und tragen bis zu 10 % des jährlichen Niederschlags in der Region bei. ⓘ

Die El-Niño-Südliche Oszillation beeinflusst die Niederschlagsverteilung, indem sie die Niederschlagsmuster im Westen der Vereinigten Staaten, im Mittleren Westen, im Südosten und in den Tropen verändert. Es gibt auch Hinweise darauf, dass die globale Erwärmung zu vermehrten Niederschlägen in den östlichen Teilen Nordamerikas führt, während Dürren in den Tropen und Subtropen immer häufiger werden. ⓘ

Die nassesten bekannten Orte

Cherrapunji, an den südlichen Hängen des östlichen Himalaya in Shillong, Indien gelegen, ist mit einer durchschnittlichen jährlichen Niederschlagsmenge von 11.430 mm der nachweislich feuchteste Ort der Erde. Die höchste aufgezeichnete Niederschlagsmenge in einem einzigen Jahr war 22.987 mm im Jahr 1861. Der 38-Jahres-Durchschnitt im nahe gelegenen Mawsynram, Meghalaya, Indien, liegt bei 11.873 mm (467,4 in). Der feuchteste Ort Australiens ist Mount Bellenden Ker im Nordosten des Landes, wo durchschnittlich 8.000 mm pro Jahr fallen, wobei im Jahr 2000 über 12.200 mm Regen gemessen wurden. Der Big Bog auf der Insel Maui hat mit 10.300 mm die höchste durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge auf den Hawaii-Inseln. Der Mount Waiʻaleʻale auf der Insel Kauaʻi erreicht ähnliche sintflutartige Regenfälle, wenn auch etwas weniger als der Big Bog, mit 9.500 mm (373 in) Regen pro Jahr in den letzten 32 Jahren, mit einem Rekord von 17.340 mm (683 in) im Jahr 1982. Sein Gipfel gilt als einer der regenreichsten Orte der Erde, mit 350 Regentagen pro Jahr. ⓘ

Lloró, eine Stadt im kolumbianischen Chocó, ist mit durchschnittlich 13 300 mm pro Jahr wahrscheinlich der Ort mit den höchsten Niederschlagsmengen der Welt. Das Departement Chocó ist außerordentlich feucht. Tutunendaó, eine kleine Stadt im selben Departement, ist mit durchschnittlich 11.394 mm pro Jahr einer der feuchtesten Orte der Erde. 1974 erhielt die Stadt mit 26.303 mm den höchsten in Kolumbien gemessenen Jahresniederschlag. Im Gegensatz zu Cherrapunji, wo die meisten Niederschläge zwischen April und September fallen, regnet es in Tutunendaó fast gleichmäßig über das ganze Jahr verteilt. Quibdó, die Hauptstadt des Chocó, ist die regenreichste Stadt der Welt unter den Städten mit mehr als 100.000 Einwohnern: 9.000 mm pro Jahr. Bei Stürmen im Chocó können an einem Tag 500 mm Niederschlag fallen. Diese Menge ist mehr als in vielen Städten in einem Jahr fällt. ⓘ

Kontinent	Höchster Durchschnitt		Ort	Höhenlage		Jahre der Aufzeichnung ⓘ
	in	mm		ft	m
Südamerika	523.6	13,299	Lloró, Kolumbien (geschätzt)	520	158	29
Asien	467.4	11,872	Mawsynram, Indien	4,597	1,401	39
Afrika	405.0	10,287	Debundscha, Kamerun	30	9.1	32
Ozeanien	404.3	10,269	Big Bog, Maui, Hawaii (USA)	5,148	1,569	30
Südamerika	354.0	8,992	Quibdo, Kolumbien	120	36.6	16
Australien	340.0	8,636	Mount Bellenden Ker, Queensland	5,102	1,555	9
Nord-Amerika	256.0	6,502	Hucuktlis Lake, Britisch-Kolumbien	12	3.66	14
Europa	183.0	4,648	Crkvice, Montenegro	3,337	1,017	22
Quelle (ohne Umrechnungen): Global Measured Extremes of Temperature and Precipitation, National Climatic Data Center. 9. August 2004.

	Kontinent	Ort	Höchste Niederschlagsmenge ⓘ
			in	mm
Höchste durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge	Asien	Mawsynram, Indien	467.4	11,870
Höchste Niederschlagsmenge in einem Jahr	Asien	Cherrapunji, Indien	1,042	26,470
Höchste Niederschlagsmenge in einem Kalendermonat	Asien	Cherrapunji, Indien	366	9,296
Höchste Niederschlagsmenge innerhalb von 24 Stunden	Indischer Ozean	Foc Foc, La Réunion	71.8	1,820
Höchster Wert in 12 Stunden	Indischer Ozean	Foc Foc, La Réunion	45.0	1,140
Höchster Wert in einer Minute	Nord-Amerika	Unionville, Maryland, USA	1.23	31.2

Außerhalb der Erde

Es wird vermutet, dass es auf den Gasriesenplaneten Jupiter und Saturn sowie auf den Eisriesenplaneten Uranus und Neptun Diamanten regnet. Es ist wahrscheinlich, dass es in den oberen Atmosphären der Gasriesen Regen verschiedener Zusammensetzungen gibt und dass sich in den tiefen Atmosphären flüssiges Neon niederschlägt. Auf Titan, dem größten natürlichen Trabanten des Saturn, wird vermutet, dass seltener Methanregen die zahlreichen Oberflächenkanäle des Mondes ausbildet. Auf der Venus verdampft die Schwefelsäurevirga 25 km von der Oberfläche entfernt. Auf dem extrasolaren Planeten OGLE-TR-56b im Sternbild Schütze wird Eisenregen vermutet. Dementsprechend zeigen Forschungen der Europäischen Südsternwarte, dass WASP-76b Schauer aus brennenden flüssigen Eisentröpfchen erzeugen kann, sobald die Temperatur während der Nachtstunden des Planeten sinkt. Proben von Basalt, die von den Apollo-Missionen mitgebracht wurden, weisen darauf hin, dass es auf dem Mond Lava-Regen gegeben hat. ⓘ

Regenformen

Definition nach dem primären Entstehungsprozess

Im Allgemeinen entsteht Regen durch einen primären Entstehungsprozess, nach dem die Regenform benannt werden kann. Folgende Formen sind möglich: ⓘ

Frontregen (stratiformer Regen)

Entstehung von Frontregen ⓘ

Frontregen (Zyklonenregen, stratiformer Regen) entsteht in einer Warm- oder Kaltfront und kommt in den Subtropen und gemäßigten Zonen vor. Die Dauer des Frontregens ist unmittelbar abhängig von der Aufenthaltsdauer der Front über dem Beobachtungsstandort und von der Temperaturdifferenz an der Front. Frontregen wandert mit der Front mit, Frontregen tritt auch an der Rückseite von Wolkenfeldern auf, die durch Winde anderer Mitteltemperatur in ein Frontensystem geschoben werden. Dann setzt der Regen kurzzeitig ein, wenn kurz vor Ende der Passage des Wolkenfeldes der Himmel bereits wieder aufklart. ⓘ

Frontregen tritt auf, wenn warme und feuchte Luftmassen (oft aus tropischen Gebieten) auf kalte (polare) Luftmassen treffen. Bei einer Warmfront gleitet die leichtere Warmluft auf die schwerere Kaltluft auf, bei einer Kaltfront schiebt sich die schwerere Kaltluft unter die vorhandene Warmluft. ⓘ

Beim Aufsteigen kühlt sich die feuchtwarme Luft ab, der gespeicherte Wasserdampf kondensiert, Wolken bilden sich und es regnet. Das Entstehungsprinzip ähnelt dem des Steigungsregens, mit dem Unterschied, dass Luftmassen statt fester Hindernisse den Transport der feuchten Luft in die Höhe bewirken. ⓘ

Ergänzende Formen

Diese Formen beschreiben meist die Auswirkung und das Empfinden durch den Beobachter am Boden, der primäre Entstehungsprozess wird bei der Betrachtung meist vernachlässigt. ⓘ

Dauerregen (Landregen)

Als Dauerregen oder Landregen bezeichnet man ein lang andauerndes Niederschlagsereignis. In den gemäßigten Breiten fällt er fast ausschließlich aus Nimbostratuswolken. Dauerregen kann in den Tropen, Subtropen und gemäßigten Breiten beobachtet werden und mehrere Stunden bis Tage dauern, selten jedoch auch mehrere Wochen. In den gemäßigten Breiten tritt er meist im Zusammenhang mit einer Warmfrontpassage auf. Die jeweilige Definition eines Dauerregens kann je nach Klimagebiet unterschiedlich sein. In Mitteleuropa spricht man im Allgemeinen dann von einem Dauerregen, wenn er mit ununterbrochenen Regenfällen und einer Intensität von über 0,5 Millimeter Niederschlag pro Stunde über einen Zeitraum von mindestens sechs Stunden anhält. ⓘ

Starkregen

Starkregen einer Gewitterfront über Koh Samui, Thailand (Mai 2005) ⓘ

Mit Starkregen werden in der Meteorologie große Mengen Regen bezeichnet, die in kurzer Zeit fallen. Diese Art des Regens ist somit nach seiner Intensität und Dauer definiert. Starkregen kommt in den Tropen, Subtropen und gemäßigten Breiten vor und kann von wenigen Minuten bis zu einigen Stunden dauern. Die DIN 4094-3 von 1994 definiert Starkregen qualitativ, also ohne konkrete Niederschlagsmengen zu nennen:

„Regen, der im Verhältnis zu seiner Dauer eine hohe Niederschlagsintensität hat und daher selten auftritt, z. B. im Mittel höchstens zweimal jährlich.“ ⓘ

Starkregen einer Schauer­staffel über der Schwäbischen Alb (August 2003) ⓘ

In der Praxis gilt ein Regen als Starkregen, wenn mindestens 5 Liter auf den Quadratmeter in 5 Minuten oder mehr als 17 Liter pro Quadratmeter in einer Stunde gefallen sind. Starkregenereignisse können jedoch wesentlich heftiger ausfallen. Ereignisse bei Gewittern, bei denen in 30 Minuten 30 Liter auf den Quadratmeter fallen, sind in Mitteleuropa relativ selten, können aber unter Umständen bereits durch Überschwemmungen zu überfluteten Kellern führen. Je stärker und länger anhaltend diese Ereignisse sind, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens. Kurze, aber heftige Niederschläge sind wahrscheinlicher als langanhaltende kräftige Niederschläge, die in wenigen Tagen in Mitteleuropa bis zu 200 mm Niederschlag bringen können. Länger anhaltender Starkregen fällt in Europa insbesondere bei Vb-Wetterlagen (sprich „5 b“). ⓘ

Beispiele:

• Am 3. Juli 1975 fielen in Shangdi in der Region „Innere Mongolei“ in China 401 Liter auf den Quadratmeter in einer Stunde.
• Am 26. November 1970 fielen 38 Liter Regen pro Quadratmeter in einer Minute auf Basse-Terre, einem Inselteil von Guadeloupe.
• Am 6. Juni 2011 fielen in einigen Stadtteilen Hamburgs 80 Liter Niederschlag pro Quadratmeter innerhalb von 45 Minuten.
• Am 28. Juli 2014 hat es in Münster 292 l/m² innerhalb von sieben Stunden geregnet.
• Im Juli 2021 verursachte das Tief „Bernd“ Starkregen an vielen Orten und dann großflächigen Starkregen. Am 14. Juli gab es zwischen der Kölner Bucht und der Eifel einen Jahrhundertregen. Über 100 Liter Regen pro Quadratmeter fielen innerhalb von 24 Stunden auf den vielerorts durchnässten Boden. In Deutschland starben 184 Menschen, 133 davon im Landkreis Ahrweiler, als Flutwellen der Ahr und einiger ihrer Nebenflüsse Orte im Ahrtal stark beschädigten. ⓘ

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) weist seit 2001 Starkregen in seinen Wetterbilanzen als eigene Kategorie aus. ⓘ

Starkregen der Klimazonen

In den Tropen ist die Neigung zu Starkregen sehr hoch, insbesondere während der Regenzeit in der innertropischen Konvergenzzone. Auch tropische Wirbelstürme führen zu hohen Niederschlagsmengen, vor allem über dem Meer und an den Küsten. In vegetationsarmen Gebieten der wechselfeuchten Tropen und trockenen Subtropen können durch Starkregen („Ruckregen“) katastrophale, stark abtragende Schichtfluten ausgelöst werden. In Europa sind subkontinentale oder kontinentale Bereiche betroffen. In den Küsten- oder Seeklimaten der gemäßigten Zone treten Starkregenereignisse nur sehr selten auf. ⓘ

Die seit 1998 bekannten atmosphärischen Flüsse können große Wassermengen in nicht-tropische Küstengebiete der Ozeane verlagern und dort extreme Starkregen erzeugen, wie sie beispielsweise im Arkstorm-Szenario des United States Geological Survey verarbeitet werden. ⓘ

Starkregen und Klimawandel

Im Zusammenhang mit der weltweiten globalen Erwärmung durch die anthropogene Zunahme von Treibhausgasen in der Atmosphäre wird auch eine mögliche Zunahme von Starkregenereignissen diskutiert. Dabei zeigte sich 2011 in einer Studie des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV), dass es regionale Unterschiede gibt. So ist im Süden Deutschlands eine Zunahme zu beobachten, während die Zahl der Ereignisse in Norddeutschland rückläufig ist. 2016 wurde bestätigt, dass mit steigender CO₂-Konzentration in der Atmosphäre die Starkniederschläge zunehmen. ⓘ

Platzregen

Platzregen beleuchtet durch die Abendsonne ⓘ

Platzregen bezeichnet einen Regen, der sich zeitlich und räumlich nur auf einem kleinen Gebiet abregnet. Er dauert meistens nur wenige Minuten und betrifft oft weniger als einen Quadratkilometer. Das Gebiet ist dabei durch seine Topografie nicht besonders prädestiniert für Regen, so dass es in der Regel weder vorhersehbar noch im Nachhinein erklärbar ist, warum sich diese einzelne Wolke ausgerechnet hier und jetzt abregnet, eine benachbarte Wolke aber nicht. Typische Wetterlagen, die das Auftreten von Platzregen befördern, sind die Rückseiten von langsam durchziehenden Kaltfronten, die noch von der Warmfront übriggebliebene Wolkenreste zum Abregnen bringen. Ebenso können starke Vertikalbewegungen der Luft zum Abregnen von an sich stabilen Wolken führen. Platzregen können sehr heftig sein (Starkregen) und sind dann schwer vom Schauer abzugrenzen. Im Gegensatz zu den verschiedenen Arten des Schauers ist der Platzregen aber nicht frühzeitig an seiner Wolkenentwicklung erkennbar. Je nach regionaler Gepflogenheit wird umgangssprachlich nicht zwischen Schauer und Platzregen unterschieden. In populärwissenschaftlichen Wettervorhersagen werden Platzregen oft mit Formulierungen wie „heiter bis wolkig mit möglicher lokaler Schauertätigkeit“ oder „örtliche Schauerneigung“ angekündigt. Bei Wettervorhersagen gibt es ein Symbol für Schauer und eines für Regen. ⓘ

Sprühregen

Sprühregen oder Nieselregen wird nach seiner Form definiert. Er kommt in der Antarktis, den Tropen, Subtropen und gemäßigten Breiten vor und kann, abhängig vom Hauptereignis, Stunden bis Tage dauern. Sprühregen besteht aus kleinen Tröpfchen, die üblicherweise aus Stratuswolken fallen. Die Tröpfchen haben einen Durchmesser, der kleiner als 0,5 Millimeter ist. Die Sicht ist bei Sprühregen oft eingeschränkt. Sprühregenschauer kommen nur über der See vor, fallen aus Stratocumuluswolken und werden auch als Miniaturschauer bezeichnet. Bei einer Niederschlagsintensität von bis zu 0,2 Millimeter je Stunde spricht man von einem leichten, bei 0,2 bis 0,5 Millimeter je Stunde von einem mäßigen und bei über 0,5 Millimeter je Stunde von einem starken Sprühregen. In Österreich, insbesondere im Salzkammergut, wird ein wegen der Nordstaulage meist länger anhaltender Nieselregen auch Schnürlregen genannt. ⓘ

Lokale Formen

Lokale Formen sind Regenereignisse bzw. Regenformen, die an ganz bestimmte Gebiete der Erde gebunden sind. ⓘ

Tropenregen

Allgemein versteht man unter einem Tropenregen einen oft lange anhaltenden warmen Regen mit mäßiger Intensität, der in den Tropen oder Subtropen vorkommt. Er kann durch unterschiedliche Prozesse gebildet werden, als Hauptursachen gelten jedoch Zenitalregen der ITC und Steigungs- oder Konvektionsprozesse in der sekundären ITC, in manchen Fällen auch Ausläufer von tropischer Wirbelstürmen. Alexander von Humboldt beschrieb Tropenregen als Konvektionsregen, der nur innerhalb der Wendekreise vorkommt. Seiner und der allgemeinen Definition zufolge befinden sich tropische Regenwälder im Gebiet des Tropenregens. In der Literatur wird aber warmer Regen teilweise mit Tropenregen gleichgesetzt. ⓘ

Monsunregen

Monsunregen wird durch den Monsun hervorgerufen und kommt vor allem im Raum des Indischen Ozeans (Indien, Bangladesch, Ost-Australien, Ostafrika, das Dhofar auf der Arabischen Halbinsel) vor. Die Bezeichnung Tropenregen wird oft auch für monsunartigen Regen verwendet. Laut Definition handelt es sich bei Monsunregen um ein langfristiges Ereignis, das nach seiner Entstehungsform am ehesten dem Stauregen zuzuordnen ist. Monsunregen fällt über eine Periode von mehreren Wochen. Dabei sind mehrere abgesetzte und wenige Stunden dauernde, intensive Regenereignisse am Tag typisch. Er kann jedoch als leichter Dauerregen auftreten (siehe Regionale Monsunphänomene). ⓘ

Zusammensetzung

Hauptbestandteil von Regen ist Wasser in flüssiger Form. Das Wasser kann eine Temperatur zwischen −40 °C (unterkühlt, aber nicht gefroren) und über 20 °C haben. Daneben kann der Regen je nach Entstehungsort weitere chemische Elemente und Verbindungen enthalten. Die Anreicherung des Regens mit zusätzlichen Stoffen reinigt die Luft, kann aber für das Regenwasser die Verunreinigung mit unerwünschten Substanzen mit sich bringen. ⓘ

Die im Regen enthaltenen Stoffe können sowohl natürlichen Ursprungs als auch anthropogen, das heißt vom Menschen verursacht, sein. ⓘ

Mit aufgewirbelter Gischt gelangen Na⁺, Cl⁻, Mg²⁺ und K⁺ als Seesalz-Aerosol in die Atmosphäre. Im Regenwasser nehmen die Konzentrationen dieser Ionen landeinwärts ab. Dagegen stammen Ca²⁺, NH₄⁺, HCO₃⁻ und NO₃⁻ im Niederschlag überwiegend aus dem über Landoberflächen fortgewehten Staub. Aufgrund des gelösten Kohlenstoffdioxids hat unbelastetes Regenwasser einen pH-Wert von 5,6. In erster Linie natürlichen Ursprungs sind auch die im Regenwasser enthaltenen Spuren von Sauerstoff, Stickstoff, Ozon, Pollen und einigen organischen Verbindungen, z. B. Ameisensäure. ⓘ

Durch den Menschen gelangen weitere Emissionen in die Atmosphäre, wie etwa Staub, Rauch und Verbrennungsabgase aus Industrie, Verkehr und Hausbrand. Sie können direkt oder in Form ihrer Umwandlungsprodukte die Zusammensetzung des Regenwassers beeinflussen. Auch radioaktive Emissionen in Form von Partikeln und Gas können mit dem Wind verfrachtet und Tage später mit Regen aus der Luft gewaschen und niedergeschlagen werden, z. B. nach der Nuklearkatastrophe von Tschernobyl 1986 in Teilen Europas. ⓘ

Blutregen

Blutregen ist Regen in Mitteleuropa, der durch Saharastaub verunreinigt ist. ⓘ

Fallgeschwindigkeit

Berechnung

Das Kräftegleichgewicht von Gewichtskraft und Reibung bei konstanter Fallgeschwindigkeit bildet den Ansatz für die Berechnung mittels C_w-Wert, oder mittels Gesetz von Stokes. Zur Vereinfachung werden keine Vorzeichen oder Vektoren verwendet, die Fallrichtung ist immer in Richtung Erde und der Luftwiderstand wirkt entgegen. Zusätzliche Einflüsse wie Luftströmungen (Auftrieb), Temperatur, Oberflächenspannung des Tropfens (Materialbeschaffenheit) oder veränderliche Form des Tropfens werden hier nicht berücksichtigt. ⓘ

Kräftegleichgewicht, Ansatz für folgende Betrachtungen:

${\begin{matrix}{\text{Gewichtskraft}}&=&{\text{Reibungskraft}}\\F_{\mathrm {g} }&=&F_{\mathrm {r} }\\\end{matrix}}$ ⓘ

Auftreffender Regentropfen ⓘ

Fossile Regentropfentrichter im Sedimentgestein ⓘ

Folgende Größen werden dabei verwendet:

Formelzeichen	Beschreibung	SI-Einheit	Standardwerte
$F_{\mathrm {r} }$	Reibungskraft	N
$F_{\mathrm {g} }$	Gewichtskraft	N
$g$	Erdbeschleunigung	m/s²	(9,81 m/s²)
$c_{\mathrm {w} }$	Strömungswiderstandskoeffizient des Tropfens		(≈0,35 bis 1,3, geschwindigkeitsabhängig)
$A_{\mathrm {T} }$	Kreisfläche des Tropfens als Widerstandsfläche	m²
$m_{\mathrm {T} }$	Masse des Tropfens	kg
$\rho _{\mathrm {L} }$	Dichte der Luft	kg/m³	(≈1,3 kg/m³)
$\rho _{\mathrm {T} }$	Dichte des Tropfens (Wassers)	kg/m³	(≈990 kg/m³)
$v_{\mathrm {T} }$	Geschwindigkeit des Tropfens	m/s
$r$	Radius des Tropfen	m	(0,0001 bis 0,003 m)
$\eta _{\mathrm {L} }$	Viskosität der Luft	Pa·s	(≈17,1 µPa·s)

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Die Fallgeschwindigkeit von Partikeln bis ≈1 Millimeter nach dem Gesetz von Stokes ergibt sich aus folgender Kräftegleichung:

$6\cdot \pi \cdot \eta _{\mathrm {L} }\cdot r\cdot v_{\mathrm {T} }=(\rho _{\mathrm {T} }-\rho _{\mathrm {L} })\cdot g\cdot {\frac {4}{3}}\cdot \pi \cdot r^{3}$ ⓘ

Wenn $\rho _{\mathrm {L} }\ll \rho _{\mathrm {T} }$, dann folgt für die Geschwindigkeit:

$v_{\mathrm {T} }={\frac {2}{9}}\cdot {\frac {\rho _{\mathrm {T} }\cdot g}{\eta _{\mathrm {L} }}}\cdot r^{2}$ ⓘ

Für $\rho _{\mathrm {T} }=1000\,\mathrm {kg/m^{3}} ,\;g=9{,}8\,\mathrm {m/s} ,\;\eta _{\mathrm {L} }=17\cdot 10^{-6}\,\mathrm {Pa\cdot s}$ und $2r=d=0{,}1\,\mathrm {mm}$ erhält man eine Geschwindigkeit von $0{,}32\,\mathrm {m/s}$. Die Reynolds-Zahl ist dann mit ⓘ

${\mathit {Re}}={\frac {\rho \,v\,d}{\eta }}=2{,}4$ ⓘ

eigentlich schon zu groß für die Gültigkeit der Stokesschen Gleichung. Mit dieser Formel lassen sich also eher Sinkgeschwindigkeiten von Aerosolen berechnen. ⓘ

Für die Fallgeschwindigkeit von Tropfen zwischen ≈0,1 Millimeter bis 3 Millimeter muss die Kräftegleichung angepasst werden. Je nach Gewicht und Tropfenform – die ja selbst wieder geschwindigkeitsabhängig ist – variiert der C_w-Wert hier zwischen 0,35 (Kugel) bis 1,3 (fallschirmartig oder offene Halbkugel), aus:

$m_{\mathrm {T} }\cdot g=c_{\mathrm {w} }\cdot A_{\mathrm {T} }\cdot {\frac {\rho _{\mathrm {L} }}{2}}\cdot {v}^{2}\quad {\text{mit}}\quad A_{\mathrm {T} }=\pi \cdot r^{2}$ (umströmte Querschnittsfläche einer Halbkugel) ⓘ

folgt für die Geschwindigkeit:

$v={\sqrt {\frac {8\cdot r\cdot g\cdot \rho _{\mathrm {T} }}{3\cdot c_{\mathrm {w} }\cdot \rho _{\mathrm {L} }}}}$ ⓘ

Als grobe Abschätzung empfiehlt sich folgende Formel: Fallgeschwindigkeit in m/s ≈ 6 · Tropfendurchmesser in Millimeter (nur in einem Bereich von 0,5 bis max. 1,5 mm Tropfengröße annähernd richtig). Ein Tropfen der Größe 1 mm fällt mit einer Geschwindigkeit von etwa 6 m/s ≈ 20 km/h. ⓘ

Wirkung

Durch Starkregen zerstörter Schotterweg im Großen Höllental ⓘ

Leichter Dauerregen (Niederlande) ⓘ

Regen ist die häufigste Form von Niederschlag und trägt dazu bei, den Wasserkreislauf zu schließen, der für das Leben auf der Erde ein entscheidender Faktor ist. Langfristig tragen die durch Regen gespeisten Bäche und Flüsse ganze Gebirge ab. Bei entsprechenden geologischen Verhältnissen können Schluchten und Canyons entstehen. Regen reinigt die Luft und wäscht Staub, Pollen und sonstige Partikel aus. Er löst weiterhin Sauerstoff, Stickstoff, Kohlensäure, Schwefelsäure und Salpetersäure aus der Luft. Die gelösten Stoffe führen zu einer erhöhten Erosion und der Verwitterung von Gestein und Boden, sowie zu einer erhöhten Regenerosion bei Gebäuden, Maschinen und Anlagen (zum Beispiel an Flugzeugflügeln). Regen löst außerdem Mineralien aus Gestein und Boden, die als Nährstoff für Pflanzen sowie andere Lebensformen dienen. Treffen Regentropfen auf feinkörnige Lockersedimente, bilden sich kleine geomorphologische Strukturen, die sogenannten Regentropfeneinschlagkrater, die ebenfalls zur Spritzerosion beitragen. ⓘ

Übermäßiger Regen kann langfristig zu einer Veränderung des lokalen Klimas (Mikroklima und Mesoklima), und damit auch zu einer Veränderung von Fauna und Flora führen. Ebenso kann dadurch eine Abspülung (Denudation), beziehungsweise flächenhafte Erosion oder Vernässung des Bodens erfolgen. Kurzfristiger übermäßiger Regen kann lokal zu Sturzbächen und Überflutungen führen. Bei Hanglagen und im Gebirge kann er Hang- oder Erdrutsche und Gerölllawinen hervorrufen. ⓘ

Ausbleibender Regen führt langfristig zu Dürre und somit zu einer Veränderung des lokalen Klimas, was ebenso Veränderungen bei Fauna und Flora hervorrufen kann. Dieser Prozess fördert die Desertifikation. Durch die verringerte Regenerosion bleiben aber Bauwerke, Anlagen und Maschinen unter Umständen länger erhalten; die Pyramiden von Gizeh sind ein Beispiel für geringe Erosion über Jahrtausende. Kurzfristig ausbleibender Regen (Austrocknung) verändert das lokale Klima nicht und stellt somit keine Bedrohung für Fauna und Flora dar. ⓘ

Kulturgeschichte

Hydraulische Gesellschaften

Karl August Wittfogel These von der Hydraulischen Gesellschaft prägte lange die Vorstellung von Gesellschaften, bei denen die Verteilung und Regulierung der Wasservorkommen und seltener Regenfälle zentral war. Zentral war diesen Gesellschaften ein Staatskult (mit einer mächtigen Beamten- und Priesterschaft) und zentralisierte typische Herrschaftsformen eines „Hydraulischen Despotismus“. ⓘ

Er nannte dabei die im Altertum das chinesische Kaisertum zur Zähmung des Huang Hes, die im Punjab am Indus früh erscheinende Hochkultur, die Regulierung des Euphrat und Tigris in Mesopotamien (vgl. Babylonisches Reich), das ägyptische Pharaonentum am mittleren und unteren Nil und – mit Abstrichen – das Aztekenreich in Mexiko (vgl. Tenochtitlán) bzw. Inkareich in Peru vor ihrer Zerstörung durch den spanischen Imperialismus. Technische Kenntnisse, in der Wasserbewirtschaftung wie im Bereich der Astronomie (bzw. Astrologie) spielten dabei eine zentrale Rolle. ⓘ

In altorientalischen Regionen und Epochen wurden Gewitter und Sturm als numinose Gewalt empfunden, mit wichtigen Unterschieden in der jeweiligen Mythologie. So spielte der Wettergott im vom Bewässerungsfeldbau geprägten Babylonien weniger eine Rolle als Regenspender, sondern stärker als Herr der Stürme. In den stärker vom Regenfeldbau geprägten Gebieten des Alten Orients, also in Obermesopotamien, Syrien, Anatolien und auch in Assyrien, nahm er eine bedeutendere Stellung unter den großen Gottheiten ein als in Babylonien. ⓘ

In China war der Regen Symbol für Fruchtbarkeit und Zeugung. Nach alten mythologischen Vorstellungen erzeugte ihn der Drache mit Hilfe von Bällen. Unter Wolken-und-Regen-Spiel verstand man damals in China auch die geschlechtliche Vereinigung von Mann und Frau. ⓘ

Regenmacher und Hagelabwehr

Regenmacher, Kaktusrohr, ca. 75 cm lang, 5 cm Durchmesser ⓘ

Der Beginn der modernen Wetterkunde wird auf den Bau des ersten Thermometers durch Galileo Galilei um 1600 datiert. Zuvor versuchte man dem erhofften Niederschlag auch durch magische Praktiken nachzuhelfen; ein Beispiel dafür sind die Regentänze verschiedener afrikanischer und indigener Völker. Der Regenmacher ist ein in Chile solchen Praktiken entstammendes Musikinstrument. Scherzhaft wird die seit dem letzten Jahrhundert beschriebene technische Regenerzeugung durch mit Hagelfliegern verbreitetes Silberjodid auch so genannt. Bei den Olympischen Sommerspielen in Peking 2008 wurde Silberiodid mit Hilfe von Raketen in Regenwolken eingebracht, um diese an der Störung der Eröffnungsfeierlichkeiten zu hindern. In Deutschland wird die Regenerzeugung im Landkreis Rosenheim und in Österreich in der Süd-, West- und Ost-Steiermark regulär zur Hagelabwehr verwendet. In Thailand spielt die auf eine Initiative von König Bhumibol zurückgehende Erzeugung von Fon luang (Thai: ฝนหลวง, königlicher Regen) eine zentrale Rolle im Verhältnis zur dortigen Monarchie. ⓘ

Volkskundliche Aspekte

Doppelregenbogen in Alaska ⓘ

In Deutschland ist Münster für sein häufig regnerisches Wetter bekannt. Obwohl die Niederschläge im Jahresmittel nicht aus der Reihe fallen, gilt als sprichwörtlich „In Münster regnet’s, oder es läuten die Glocken, und wenn beides ist, ist Sonntag“. Darüber hinaus wird mit meimeln im lokalen Dialekt Masematte ein flüchtiger leichter Dauerregen bezeichnet. Im niederbayrischen Regen wird gegenüber dem lokalen Rivalen Zwiesel gern angeführt: „In Zwiesel konns reign, aba in Reign konns nit zwieseln.“ Sprichwörtlich wird überregional „Auf Regen folgt Sonnenschein“ verwendet. Im Mittelalter hielt sich die Theorie, dass Blattläuse im Sommer durch Regen, den sogenannten Neffenregen, gehäuft Nutzpflanzen befielen. ⓘ

In Österreich ist insbesondere Salzburg und das angrenzende Salzkammergut für seinen lang anhaltenden Schnürlregen bekannt. ⓘ

Im insbesondere katholischen Christentum gilt der Heilige Georg als einer der Vierzehn Nothelfer und ist unter anderem für gutes Wetter zuständig, die Tradition der Georgiritte geht unter anderem darauf zurück. Eine zentrale Rolle als Hoffnungssymbol und besondere Naturerscheinung spielt in vielen Kulturen der Regenbogen, im Christentum als zentrale Verheißung Gottes, die Sintflut nicht zu wiederholen und den Bund mit den Menschen zu erneuern. ⓘ