Wissenschaft kompakt

Das Vertikalprofil - ein zentrales Analyse-Werkzeug



Auch wenn dieser Tage keine klassische Gewitterlage ansteht, befinden
wir uns doch mitten in der Gewittersaison. In diesem Kontext geben
wir heute einen Überblick über die geläufigste Methode, den
Höhenverlauf von Temperatur, Luftfeuchtigkeit, und Wind darzustellen
- als zentrales Analyse-Werkzeug, nicht ausschließlich, aber
insbesondere bei Gewitterlagen.



Liest man dieser Tag den Wetter- oder Warnlagebericht, oder auch
speziellere Produkte wie die zweimal täglich vom DWD ausgegebene
Übersicht der synoptischen Kurzfristvorhersage, so wird aufgefallen
sein, dass relativ konsequent das Gewitterpotenzial besprochen wird ?
sei es, weil das Potenzial besonders hoch ist, weil Gewitter in
bestimmten Regionen nicht ausgeschlossen werden können, oder auch
weil das Ausbleiben von Gewittern erwähnenswert sein kann. Auch die
teils schweren Gewitterlagen der vergangenen Wochen (beispielsweise
am 29.05.2026) haben verdeutlicht, dass wir uns in der Gewittersaison
befinden. Das Potenzial für solch hochreichende Konvektion mit
elektrischer Entladung als zentrale Begleiterscheinung hängt, eng
verknüpft mit der zugrunde liegenden großskaligen Strömung,
maßgeblich von der lokalen vertikalen Schichtung der Atmosphäre ab.
Spezifischer, von den Vertikalprofilen der Temperatur, der
Luftfeuchtigkeit und des Windes in der Troposphäre - jener
erdnächsten Atmosphärenschicht in der das allgemeine Wettergeschehen
stattfindet.

Ein zentrales Analyse-Werkzeug in der Meteorologie insbesondere in
diesem Kontext ist das sogenannte log-p skew-T Diagramm: eine
spezielle und zweckdienliche Art den Höhenverlauf der oben genannten
zentralen Parameter darzustellen. Zweckdienlich dahingehend, dass das
geübte Auge aus dem Profil der Mess- oder Modellgrößen sowie den
dargestellten Hilfsparametern eine recht konkrete Abschätzung über
das Gewitterpotenzial sowie die Ausprägung der möglichen
Begleiterscheinungen ? Niederschlagsmenge, Windböen, und Hagelgröße ?
geben kann.

In Abbildung 1 werden zuerst die sich teils gegenseitig bedingenden
Koordinaten als Grundlage des log-p skew-T Diagramms sukzessive
hinzugefügt. In der vertikalen Achse ist der mit der Höhe
exponentiell abnehmende Luftdruck p logarithmisch aufgetragen, daher
das namensgebende log-p. Die Isothermen, die Linien konstanter
Temperatur sind nicht vertikal aufgetragen, sondern diagonal geneigt
- daher das skew ("geneigt") T. Die Isothermen sind in 10 Grad
Schritten aufgetragen, die 0 Grad Isotherme ist blau hervorgehoben.

Die Linien, die in der Abbildung als erstes neu erscheinen sind die
sogenannten Trockenadiabaten. Sie zeigen, wie sich die Temperatur
eines Luftpakets verändert, wenn es aufsteigt oder absinkt, unter der
Annahme, dass es keine Wärme mit seiner Umgebung austauscht. Die
zweite wichtige Bedingung für diese Temperaturänderung von etwa 1 °C
pro 100 m ist, dass die Luft noch nicht mit Wasserdampf gesättigt
ist. Das bedeutet, dass keine Kondensation stattfindet und kein
Wasser aus der Luft ausfällt.

Denn ebenso wie Energie benötigt wird, um die Bindungen von Wasser im
flüssigen Zustand zu lösen - beispielsweise beim Verdampfen von
Wasser - wird Energie frei, wenn gasförmiges Wasser wieder in den
flüssigen Zustand übergeht. Erreicht ein aufsteigendes Luftpaket
Sättigung und beginnt Wasserdampf zu kondensieren, so wird diese
sogenannte latente Wärme freigesetzt. Dadurch kühlt sich das
Luftpaket mit zunehmender Höhe langsamer ab als im ungesättigten
Fall. Der entsprechende Temperaturverlauf ist durch die sogenannten
Feuchtadiabaten dargestellt (grüne, als zweites eingeblendete Linien
in Abbildung 1).

Die zuletzt eingeblendeten grün gestrichelten Hilfslinien zeigen
konstante Wasserdampf-Mischungsverhältnisse an, also wie viel Gramm
Wasserdampf in einem Kilogramm Luft sind. Für jeden festen Wert des
Wasserdampf-Mischungsverhältnisses gibt es genau eine Temperatur, bei
der die Luft Sättigung erreicht. Somit sind diese Linien im Diagramm
eindeutig festgelegt. Sie ermöglichen es, sowohl aus dem
Temperaturverlauf abzulesen, wie viel Wasserdampf die Luft maximal
enthalten kann bevor Sättigung eintritt, als auch aus dem
Taupunktverlauf zu bestimmen wie viel Wasserdampf tatsächlich in der
Luft vorhanden ist.

Nachdem die beschriebenen Koordinaten und Hilfslinien in Abbildung 1
eingeblendet sind, folgen die eigentlichen Messwerte, von einem
Radiosonden-Aufstieg (Wetterballon) vom meteorologischen
Observatorium Lindenberg am vergangenen Donnerstag, dem 11.06.2026 um
12 Uhr: zuerst in schwarz der Verlauf der Temperatur mit der Höhe,
dann gestrichelt der Taupunkt als absolutes Maß der Luftfeuchtigkeit,
und zuletzt die Windfiedern.

An besagtem Tag befand sich ein Höhentrog über Deutschland, eine
Auslenkung von Luftmassen aus nördlicheren Breitengraden Richtung
Süden. Die bei einem Druckniveau von mehr als 300 hPa verhältnismäßig
tief liegende Tropopause deutet im Vertikalprofil darauf hin. Die
Luftmasse war tatsächlich mäßig labil geschichtet - "zu" warme und
ausreichend feuchte Luft befand sich in Bodennähe - so dass es zu
vertikaler Durchmischung kam und sich relativ verbreitet über
Deutschland Schauer und Gewitter bildeten. Die Luft in Bodennähe
stieg entlang der Trockenadiabate auf bis Sättigung erreicht war,
sprich bis das Mischungsverhältnis des bodennahen Taupunkts die
Aufstiegs-Trockenadiabate schnitt. Ab dort kühlte sich die Luft beim
weiteren Aufstieg aufgrund der Freisetzung latenter Wärme bei
Kondensation und Wolkenbildung weniger ab, und blieb somit bis es die
Tropopause erreichte wärmer und leichter als die durch die
Temperaturmessung repräsentierte Umgebungsluft.

Falls das Alles zunächst etwas viel Information auf einmal war, ist
das kein Grund zur Sorge ? das liegt gewissermaßen in der Natur
dieser eher unintuitiven, aber sehr aussagekräftigen Diagramme. Beim
Lesen und Interpretieren solcher Aufstiegsprofile hilft vor allem
Übung. Sollten Ihnen in einer späteren Lektüre, beispielsweise im
Thema des Tages, erneut ein solches Diagramm begegnen, können Sie
nach der heutigen Einführung (oder Auffrischung) hoffentlich bereits
etwas mehr daraus entnehmen ? sei es "nur" der Temperaturverlauf,
oder auch Hinweise auf das Potenzial für vertikale Luftbewegungen und
Durchmischung in der Troposphäre.


Dipl.-Met. Thorsten Kaluza

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 13.06.2026

Copyright (c) Deutscher Wetterdienst