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Warum Tallagen besonders frostgefährdet sind



In der Nacht zum Freitag gab es an einigen Orten erneut Bodenfröste,
vor allem in Tälern im Süden Deutschlands. An diesen Stationen fielen
die Temperaturen in Bodennähe unter 0 Grad Celsius. Doch warum sind
besonders diese Tallagen frostgefährdet?



Hierfür ist es wichtig zwischen Luftfrost und Bodenfrost zu
unterscheiden. Von Luftfrost spricht man, wenn die Temperatur in 2
Meter Höhe über Grund unter den Gefrierpunkt fällt. Damit Bodenfrost
auftritt, muss sich die Luft in einer Höhe von 5 Zentimeter über
Grund auf unter 0 Grad Celsius abkühlen, dabei kann die Temperatur
auf einer Höhe 2 Meter über Grund gemessen durchaus über dem
Gefrierpunkt liegen. Dies passiert in Herbstnächten dann, wenn drei
Faktoren erfüllt sind: wenig Bewölkung, eine geringe Luftfeuchte und
möglichst niedrige Windgeschwindigkeiten.
In der Nacht gibt die Erdoberfläche langwellige Wärmestrahlung an die
Atmosphäre ab und kühlt dadurch aus. Die bodennahe Luft wird dabei
ebenfalls abgekühlt, sodass ihre Temperatur sinkt. Bei einem
wolkenfreien Himmel kann diese Strahlung ungehindert ausstrahlen. Bei
starker Bewölkung würde diese Strahlung an der Wolkenunterseite
reflektiert werden und als sogenannte Gegenstrahlung wieder zurück
zur Erdoberfläche gelangen und schwächt die Abkühlung der
Erdoberfläche ab.
Auch die relative Luftfeuchte spielt eine Rolle. Wenn abkühlende Luft
viel Wasser enthält, also eine hohe Luftfeuchte aufweist, beginnt
dieses Wasser mit sinkenden Temperaturen zu kondensieren. Es wird
also flüssig. Bei dem Phasenübergang von gasförmig zu flüssig wird
aber viel Energie, die sogenannte latente Energie, freigesetzt. Diese
war zuvor im Wasserdampf gespeichert und sorgt, wenn sie freigesetzt
wird, für eine Erwärmung der Umgebungsluft (mehr dazu beim Thema des
Tages vom 22.09.2026). Somit verhindert Nebelbildung eine starke
Abkühlung.
Zuletzt braucht man noch geringe Windgeschwindigkeiten, damit keine
Durchmischung der Luftschichten stattfindet. Kalte Luft hat eine
höhere Dichte als warme Luft, sie ist also schwerer und sammelt sich
in Bodennähe. Würde nun ein starker Wind wehen, würde dieser die
kalte Bodenschicht mit den darüberliegenden wärmeren Schichten
vermischen. Zudem wird durch die Reibung zusätzliche Wärmeenergie
freigesetzt. Beide diese Faktoren verhindern eine starke Auskühlung,
aber genau diese benötigt man ja für das Auftreten von Bodenfrost.
Nun ist zwar klar wie es zu den niedrigen Temperaturen und damit zum
Bodenfrost kommt, aber warum sind dann Tallagen besonders häufig
davon betroffen?
Das liegt vor allem an ihrer Topographie, also ihrer Lage im Gelände.
Wie bereits beschrieben hat kalte Luft eine geringere Dichte als
warme Luft und sammelt sich in Bodennähe. Wenn sich nun Kaltluft in
der Bodenschicht der umliegenden Hänge eines Tals bildet, fließt
diese, angetrieben durch die Schwerkraft den Hang hinunter und
sammelt sich im Tal. Dies wir auch gravitative Dichteströmung
genannt.
Das Tal bildet die Kaltluft also nicht selbst, sondern wirkt viel
mehr als Sammelbecken für die Kaltluft der umliegenden Hänge. Die
kalte Luft sammelt sich also an der tiefsten Stelle im Gelände und
sorgt dort für besonders niedrige Temperaturen.
Damit es bereits im frühen Herbst zu Bodenfrost kommt, müssen all
diese Faktoren erfüllt sein. So kann es vorkommen, dass an einer
Station Temperaturen unter 0 Grad Celsius und Bodenfrost auftreten,
während wenige Kilometer weiter Plusgrade gemessen werden. Denn
bereits kleine Unterschiede in der Topographie, der Bewölkung, der
Windgeschwindigkeit oder der Luftfeuchtigkeit können dabei einen
deutlichen Einfluss auf die Temperatur in Bodennähe haben.
In der Nacht zum Freitag lässt sich gut der Unterschied der
Temperatur in 5 Zentimeter und 2 Meter Messhöhe und der Einfluss der
Bewölkung erkennen. An nahezu allen Stationen ohne Bewölkung wurde in
5 Zentimeter eine niedrigere Temperatur gemessen als in 2 Meter Höhe.
Die Bodenschicht konnte hier also stärker auskühlen. Im Nordosten
unter der Bewölkung dagegen, liegen die Temperaturen zum einen
deutlich höher als im restlichen Bundesgebiet, zum anderen sind kaum
Unterschiede zwischen den Höhen feststellbar.
An den Stationen in Gießen-Wettenberg (203 m) und am Hoherodskopf
(740 m) zeigt sich, dass in der Höheren Lage die Temperaturen nie
unter 3 Grad gefallen sind, während an der Messtation auf 203 m die
Temperaturen auf 0 Grad gefallen sind
Wenn all die hier beschriebenen Bedingungen erfüllt sind, entsteht
aber nicht nur Bodenfrost, sondern auch eine sogenannte
Bodeninversion. Unter einer Inversion versteht man in der
Meteorologie eine Umkehr des Temperaturverlaufs mit der Höhe.
Normalerweise nimmt die Lufttemperatur mit der Höhe ab. Bei einer
Inversion dagegen steigt die Temperatur mit der Höhe an. Um eine
Bodeninversion handelt es sich dann, wenn sich die Bodennahe
Luftschicht durch Ausstrahlung abkühlt und dadurch unter wärmeren
Schichten liegt. Die Bodeninversion kann man besonders gut durch
Radiosondenaufstiege erkennen, da hier die Temperatur mit steigender
Höhe gemessen wird.
Auch in der nächsten Nacht kann aufgrund des Hochdruckeinflusses und
der damit verbundenen trockenen Luft, niedrigen Windgeschwindigkeiten
und geringer Bewölkung das Phänomen Bodenfrost in Tallagen und
Inversionsbildung beobachtet werden.


MSc Sonja Hansen

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 25.09.2026

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