Inversionswetterlage

Was versteht man unter einer Inversionswetterlage? Wie entsteht Sie
und welche Auswirkungen hat sie?

Das Wort Inversion stammt vom lateinischen inversio und bedeutet
Umkehr. In Bezug auf die Atmosphäre heißt das, dass sich die
vertikalen Temperaturverhältnisse umkehren. Da der Luftdruck mit der
Höhe abnimmt, nimmt normalerweise auch die Temperatur mit der Höhe
ab. Bei einer Inversion befindet sich aber eine wärmere Luftschicht
über einer kühleren, sodass die Temperatur ab einer bestimmten Höhe
vorübergehend wieder ansteigt.

Es gibt verschieden Arten von Inversionen, die sich durch ihre
Entstehung unterscheiden: Die häufigste Art von Inversion ist die
Boden- oder Strahlungsinversion. Diese ist besonders in klaren
Herbst- oder Winternächten ausgeprägt. Der Boden strahlt
Wärmestrahlung (Infrarot-Strahlung) ins All ab. Gibt es keine
Wolkendecke, die die Abstrahlung blockiert, so kühlen die
Erdoberfläche und mit ihr die bodennahen Luftschichten in der Nacht
stärker aus. Da kalte Luft eine höhere Dichte als warme Luft hat,
oder anders gesagt, da kalte Luft schwerer ist als warme Luft, bleibt
die kalte Luft am Boden liegen. Die darüber liegende Luftschicht
kühlt weniger stark aus und es entsteht eine schwache Inversion, die
als Sperrfläche wirkt. Dadurch wird der Austausch und die
Durchmischung mit der darüber liegenden Warmluft unterbunden. Somit
können die bodennahen Luftschichten weiter auskühlen und sich die
Inversion im Laufe der Nacht weiter verstärken. Dies funktioniert
umso besser, je schwächer der Wind ist. Tagsüber reicht im
Winterhalbjahr oft die Sonnenstrahlung nicht aus, um die kalten
bodennahen Luftschichten soweit zu erwärmen, dass die Inversion
beseitigt wird, wodurch sie auch tagsüber erhalten bleibt.

Eine weitere Inversionsart ist die Absinkinversion. In
Hochdruckgebieten sinken Luftschichten großflächig von höheren
Schichten in tiefere ab. Beim Absinken steigt der Luftdruck und die
Luft wird zusammengedrückt. Dadurch erwärmt sich die Luft. Die
Temperatur eines Luftpaketes wird umso höher, je weiter es absinkt.
Dadurch verändert sich die Temperaturschichtung mit der Höhe.
Besonders im Winter bildet sich dann oft ein scharfer
Temperaturgradient mit warmer und sehr trockener Luft in der Höhe und
kühlerer feuchterer Luft am Boden.

Die letzte Inversionsart ist die Aufgleitinversion. Hier wird in
höheren Luftschichten warme Luft herangeführt, die auf eine kalte,
schwerere bodennahe Luftschicht aufgleitet. Dies ist vorwiegend bei
winterlichen Warmfronten häufiger der Fall. Nicht selten entsteht
dann in der höhenwarmen Schicht Regen, der in die darunterliegende
Kaltluftschicht fällt. Liegt die Temperatur dabei am Boden unter 0
°C, so führt dies zu Glatteis.

Durch Inversionen wird der vertikale Luftaustausch unterbunden.
Feuchtigkeit und Abgase sammeln sich unter der Inversionsschicht in
der bodennahen Kaltluft. Häufig bildet sich an der Grenze zur
Warmluftschicht dichter Nebel, aus dem die Berge wie Inseln
herausschauen.

Auch aktuell haben wir eine ausgeprägte Inversionswetterlage, wie die
Auswertung des Wetterballonaufstiegs von Stuttgart von heute früh in
der Abbildung zeigt. Die blaue Kurve zeigt den Temperaturverlauf mit
der Höhe. Die grüne gestrichelte kurve ist die Taupunkttemperatur.
Das ist diejenige Temperatur, auf die man die Luft abkühlen muss
sodass Feuchtesättigung eintritt. Sie ist somit ein Maß für die
Luftfeuchtigkeit. Zu erkennen ist eine Bodeninversion mit einer
darüber liegenden stark ausgeprägten Absinkinversion, die mit sehr
trockener Luft einhergeht und von absinkender Luft durch das aktuelle
Hoch über Mitteleuropa verursacht wird. Auch in der kommenden Woche
überwiegt das Hochdruckwetter, sodass sich vielerorts wieder eine
Inversion bildet oder sich verstärkt. Allerdings führt ein
Tiefausläufer am Montag und Dienstag deutlich feuchtere Luft heran,
sodass die Nebelneigung unter der Inversion deutlich zunimmt. Die
Taupunkt- und die Temperaturkurve werden dann recht nahe
beieinanderliegen.

Dipl.-Met. Christian Herold
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 24.10.2021

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