Wetternews: Wie Ozon verhindert, dass Gewitter in den Himmel wachsen

Die Ozonschicht schützt uns vor sehr aggressiver UV-Strahlung.

Dies ist Allgemeinwissen. Weniger bekannt ist dagegen die Tatsache, dass diese Ozonschicht auch bestimmt, wie hoch Wolken steigen können.

Kennen Sie den Unterschied zwischen einem Normalbürger und einem Meteorologen resp. dem Autor dieses Blogs? Wenn ein Normalbürger die Geschirrwaschmaschine öffnet, dann schaut er in die Maschine, um die Sauberkeit des Geschirrs zu prüfen. Der Meteorologe dagegen betrachtet fasziniert den Dampf, welcher aus der Maschine steigt.

Schliesslich handelt es sich um eine Wolke und ist somit eine Herzensangelegenheit. Der Dampf ist inzwischen an der Decke angekommen und breitet sich in alle Richtungen aus, bevor er sich langsam auflöst. Mit etwas Vorstellungsvermögen – welcher der Meteorologe zumindest in solchen Angelegenheiten hat – lässt sich die Gewitterwolke erkennen. Über der offenen Tür der Geschirrwaschmachine befindet sich der Gewitterturm, an der Decke der Amboss.

Der Vergleich ist dabei nicht einmal so sehr an den Haaren herbeigezogen. Auch die richtige Gewitterwolke hat ihre Ambossform, weil sie oben anstösst. Selbstverständlich nicht an einer Decke, aber an einer ähnlich wirkenden Sperrschicht aus warmer Luft. Und hier kommt das Ozon ins Spiel.

So wie der Dampf aus der Geschirrwaschmaschine an der Decke auseinanderströmt, so fliesst auch diese Gewitterwolke an der Sperrschicht (Tropopause) auseinander. Die kleineren Wolken links und rechts können dagegen vorerst noch ungehindert in die Höhe quellen. (Andreas Hostettler)

Plötzlich wird es weiter oben wieder wärmer

Unten ist es warm, oben ist es kalt. Jeder weiss dies. Beim Bad im warmen See mit Blick auf die (noch) schneebedeckten Alpengipfel wird einem dies von der Natur zur Zeit auch sehr schön demonstriert. Der Grund für die Temperaturabnahme mit der Höhe ist der abnehmende Luftdruck. Da der Druck mit zunehmender Höhe kontinuierlich abnimmt, könnte man nun auch erwarten, dass auch die Temperaturabnahme immer weiter geht. Aber dem ist nicht so. Ab etwa 10 km wird es mit zunehmender Höhe allmählich wieder wärmer. Der Grund für dieses unerwartete Phänomen ist die Ozonschicht.

Ozon, der Winkelried der Erde

Von der Sonne kommt nicht nur Licht, sondern auch reichlich aggressive, für uns tödliche Strahlung. Zum Glück fängt die Atmosphäre das meiste davon ab, wobei die Heldenrolle bei der UV-Strahlung klar dem Ozon zufällt.

Die Ozonschicht wirft sich quasi schützend vor die Erdoberfläche, indem es die besonders aggressive UVC-Strahlung absorbiert. Dabei wird das UV in Wärme umgewandelt, was der Grund ist, weshalb die Atmosphäre ab etwa 10-15 km mit zunehmender Höhe wieder wärmer wird.

An dieser Stelle noch eine kleine, fast schon philosophische Anmerkung für die besonders Interessierten. Dass das Ozon das UV absorbiert ist nur ein Teil der Geschichte. Tatsächlich existiert die Ozonschicht überhaupt erst, weil es die UV-Strahlung gibt. Das UV spaltet Sauerstoffmoleküle und in der Folge entsteht Ozon. Das entstandene Ozon absorbiert die UV-Strahlung und wird dabei wieder zum Teil zerstört. Die UV-Strahlung ist also gleichzeitig Erzeuger und Zerstörer des Ozons.

An dieser Stelle muss sich der Autor nun bremsen, denn die ganzen Prozesse hinter dem Ozon sind unglaublich vielfältig und spannend, aber dies wäre ein Thema für mindesten einen separaten Blog.

Die warme Schicht als Deckel

Gewitterwolken steigen auf, weil die Luft in der Wolke wärmer ist als die umgebende Luft. Der gleiche Grund also, wieso ein Heissluftballon aufsteigt. Steigt eine Gewitterwolke in den Bereich, wo das Ozon wieder für höhere Temperaturen sorgt, dann hört der Aufstieg auf, denn nun ist die umgebende Luft wärmer als die Wolke. Der Weg nach oben ist für die Wolke also versperrt und die Luft muss seitwärts ausweichen, genauso wie der Dampf an der Küchendecke. Dies ist der Grund für die Ambossform der Gewitterwolke.

Diese Sperrschicht, Tropopause genannt, stellt das obere Ende der Troposphäre dar. Dies ist die Schicht, in der das uns bekannte Wetter stattfindet. Über der Tropopause befindet sich die Stratosphäre, die Heimat der Ozonschicht.

Bei grösseren Gewitter verdecken oft andere Wolken Teile des Ambosses. Hier ist er aber immer noch gut zu erkennen. (Daniel Gerstgrasser)

Gewitter machen Sperrschicht sichtbar

Die Oberseite eines Gewitterambosses zeigt recht gut die Lage der Tropopause an. Ohne Ozonschicht gäbe es diese „Wetterbarriere“ nicht. Die Wolken könnten noch viel weiter aufsteigen und würde unter Umständen gar nie einen Amboss ausbilden. Nur würde das wohl niemand beobachten können, denn ohne Ozon hätte die aggressive UV-Strahlung die Entstehung von komplexen Lebewesen an Land wohl gar nie ermöglicht.