Regen
| left|25px|Begriffsklärung | Dieser Artikel befasst sich mit Regen als Niederschlag, weitere Bedeutungen unter Regen (Begriffsklärung) |
thumb|Regenschauer Mit Regen bezeichnet man einen flüssigen Niederschlag mit einer durchschnittlichen Tropfengröße zwischen 0,5 und 7 mm. Unterhalb von 0,5 mm spricht man von Nieselregen (auch Sprühregen). Regen ist außerhalb der Polargebiete die mengenmäßig bedeutendste Form des Niederschlages. Die Regenmenge wird in "mm Niederschlagshöhe" in einem genormten Auffangbehälter gemessen. 1 mm Niederschlag entspricht 1 Liter pro Quadratmeter, siehe dazu Regenhöhe.
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Entstehung und Formen
Regen entsteht aus Eiskristallen in der oberen Troposphäre, die als Kondensationskeime für die Ansammlung von weiteren Wassermengen dienen. Wenn sie dann aufgrund der Schwerkraft zur Erdoberfläche fallen, schmelzen sie und erhalten eine Tropfenform. Die Tropfengröße variiert. Der größte bisher fotografierte Tropfen hatte einen Durchmesser von 9 mm; dies ist aber sehr selten, da ein Tropfen in der Regel bereits ab 6 mm in kleinere Tropfen zerplatzt.
Unter bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen können Regentropfen auch verdampfen, bevor sie die Erdoberfläche erreichen (Geisterregen), bei tiefen Temperaturen in niedrigen Luftschichten hingegen auch gefrieren und als Eiskörner am Boden auftreffen (Eisregen, Hagel).
Ein Großteil des in der Erdatmosphäre enthaltenen Wasserdampfes verdunstet aus den Ozeanen. Daher sind Küstenlandstriche, an denen die vorherrschende Windrichtung landeinwärts und das Meer relativ warm ist, sehr niederschlagsreich.
Fallgeschwindigkeit
Der kondensierende Wasserdampf bildet zunächst Feinsttröpfchen, die mit zunehmender Größe immer schwerer werden. Wenn die Gewichtskraft der Tropfen größer als deren Auftriebskraft geworden ist, beginnt es zu Regnen. Die Regentropfen fallen mit zunehmender Geschwindigkeit zur Erde. Der Luftwiderstand, den die Tropfen erfahren, nimmt mit dem Quadrat der Fallgeschwindigkeit zu. Sind Gewichtskraft und Widerstandskraft gleich groß geworden, fällt der Regentropfen mit konstanter Fallgeschwindigkeit weiter. Dieses Kräftegleichgewicht bei konstanter Fallgeschwindigkeit ist Ansatzpunkt für die folgende annähernde Berechnung:
Diese Beziehung kann nach der Fallgeschwindigkeit aufgelöst werden:
Dabei haben die einzelnen Variablen folgende Bedeutung:
- m: Masse des Tropfens
- g: Erdbeschleunigung
- cW: Widerstandsbeiwert des Tropfens
- A: Kreisfläche des Tropfens als Widerstandsfläche
- ρL: Dichte der Luft
- vE: max. Fallgeschwindigkeit
- r: Tropfenradius
- ρW: Dichte des Wassers
Wirkung
Regen wäscht die Luft aus. Neben dem Staub löst er auch Sauerstoff, Stickstoff, Kohlensäure, Schwefelsäure und Salpetersäure. Dadurch fördert er die Verwitterung von Gesteinen und wirkt als Dünger. Diese Beimengungen können so hoch konzentriert sein, dass er sich färbt (gelber Schwefelregen, roter Blutregen).
Starker Regen führt zu Regenerosion des Bodens, aber auch an Maschinen (z.B. Flugzeugflügel), langanhaltender Regen kann zu Vernässung führen.
Weitere Informationsquellen
Wikipedia
- Regentropfen
- Gefrierender Regen
- Saurer Regen
- Zenitalregen
- Dauerregen (Landregen)
- Starkregen
- Regenzeit
- Regenwasser
- Regenradar
- Nieselregen
- Gewitter
- Wolke
- Wasserdampf