Stratus

• Bestimmung und Eigenschaften von Stratus

• Entstehung von Stratus

• Arten von Stratus

• Unterarten von Stratus

• Sonderformen von Stratus

• mögliche Verwechslungen von Stratus

• Deutung von Stratus

Bestimmung und Eigenschaften von Stratus

Diese schichtförmige Wolkenart des unteren Stockwerks wird auch Hochnebel genannt. Durch die tiefe Untergrenze ist auch der Blick in den Horizont begrenzt.

Die Untergrenze von Stratus ist strukturlos und diffus. Je nach Dichte der Wolke kann die Sonne verdeckt werden oder durchscheinen. Wenn die Sonne sichtbar ist, dann sind ihre Ränder scharf und deutlich (nie direkt in die Sonne blicken!), evtl. bildet sich auch ein Kranz. Die Wolke besteht ausschliesslich aus feinen Wassertröpfchen, die im Winter auch unterkühlt sein können. Selten treten bei tiefen Temperaturen auch Eiskristalle auf. In diesem Fall ist der Rand der durchscheinenden Sonne ähnlich dem Altostratus etwas verschwommen, auch sind dann sehr selten Halo-Effekte möglich.

Unterhalb einer Stratus-Wolke bei typischer Bisenlage im Schweizer Mittelland. Hier kann die Untergrenze mit Hilfe der nahe gelegenen Hügeln bestimmt werden (ca. 600-800 Meter über dem Erdboden)

Wenn der Stratus ganz am Boden aufliegt, dann spricht man korrekterweise von Nebel.

Bodennebel (genau genommen kein Stratus). Auf dem Bild ist schön zu sehen, wie der Rand der durchscheinenden Sonne sehr scharf ist

(Quelle: Simon Eugster --Simon - Eigenes Werk, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=454095)

Die Unterscheidung zum Nimbostratus ist schwierig: Während im Nimbostratus anhaltender Regen fällt, bleibt es unter dem Stratus in der Regel trocken, höchstens mit etwas Nieselregen oder feinem Graupel (Griesel). In der Nähe von Industrien kann im Stratus bei tiefen Temperaturen auch Schneefall (Industrieschnee) entstehen: Die hohe Wasserdampf-Emission der Abgase sorgt für zusätzliche Feuchtigkeit und die ausgestossenen Russteilchen wirken im Nebel / Stratus als Kondensationskeime für das Anfrieren von unterkühlte Wassertröpfchen zu Eiskristallen. Da die Fallhöhe des «Industrieschnee» sehr kurz ist, besteht dieser eher aus kleinen Eiskristallen statt klassischen Schneeflocken.

auch die Bildung von Raureif an den Bäumen ist im Winter typisch bei Nebel und Hochnebel

Entstehung von Stratus

Nebel und Stratus-Bewölkung sind typischerweise mit Inversionen assoziiert. So kühlen in windarmen, kalten Nächten die bodennahen Luftschichten vom Boden her ab. Wenn der Taupunkt unterschritten wird, bildet sich Bodennebel (Strahlungsnebel, siehe Abschnitt "Wolken-Entstehung und -Auflösung"). Nebel bildet sich auch bei der Abkühlung von warmer Luft über kaltem Wasser oder warmer Meeresluft über kaltem Kontinent.

Eine bodennahe Kaltluft wird bei Wind durch Turbulenz in die Höhe verwirbelt, was den Bodennebel zerstört, bzw. verhindert. Bis auf die Höhe wo die Turbulenz wirken kann (meist durch eine Schrumpfungsinversion > mehr dazu im Abschnitt "Wolken-Entstehung und -Auflösung" begrenzt) bildet sich dann eine feucht-nasse Grundschicht. Wenn in den oberen Bereichen dieser Grundschicht die Temperatur weitestgehend unter den Taupunkt fällt, bildet sich Hochnebel («echter Stratus»). Dabei handelt es sich also um eine Kombination von bodennaher Abkühlung und Hebung durch Turbulenz infolge des Windes. Metaphorisch ausgedrückt kann man auch sagen: «Eine Hebung des Bodennebels durch den Wind».

an der Nebelobergrenze an des Jura-Südhanges mit Blick über das Hochnebelmeer des Schweizer Mittellandes in die Alpen

Sich auflösender Hochnebel (stratus fractus). Die Nebelobergrenze ist undeutlich, weil sie an diesem Tag weit unter der Inversion lag (siehe MeteoSchweiz Blog)

Im Schweizer Mittelland tritt winterlicher Hochnebel mit Wind aus Nordosten (Bise) auf. Dieser weht vor allem bodennah und kanalisiert sich im Mittelland zwischen Alpen und Jura. Mit deren Turbulenz verwirbelt es die bodennahe Kaltluft bis auf eine Höhe meist zwischen 500 und 2000 Meter. Je stärker die Bise, desto höher liegt die Nebelgrenze

Je höher die Nebelobergrenze, desto weiter dringt der Hochnebel in die Voralpentäler vor.

Die Inversion der Stratus-Obergrenze behindert im Tageslauf eine vertikale Durchmischung der unteren-kalten und oberen-warmen Luftschichten, was die Auflösung des Stratus durch die Sonneneinstrahlung erschwert. Ausserdem wird über der Wolke ein grosser Teil des Sonnenlichtes reflektiert. Trotzdem kann die Sonne eine Nebelschicht vom Boden her auflösen, wobei dann meist eine Dunstschicht zurückbleibt. Im Dezember/Januar ist die Sonne aber in der Regel zu schwach dazu.

Blick vom Säntis kurz vor Sonnenuntergang im Oktober: Die Hochnebelschicht im Mittelland hat sich tagsüber aufgelöst, doch es bleibt eine Dunstschicht übrig. Später von November bis Januar ist die Sonne schwächer und so auch die Chance auf Nebelauflösung geringer.

Je nach Obergrenze befindet man sich auf Hügeln oder Bergen über der Stratus-Wolke, mit einem schönen Blick auf das «Nebelmeer». Von dort aus sind oft wellenförmige Strukturen (undulatus) zu beobachten. Diese bilden sich mit Hilfe des Windes durch den Temperatur- und somit Dichteunterschied zwischen der kalten Luft in der Wolke und der wärmeren Luft darüber. Starke Wellen können einzelne Lücken in der Schicht hervorrufen wo die Sonne ansetzen kann um die Nebelschicht aufzulösen.

durch die Wellenstrukturen macht die Bezeichnung «Nebelmeer» noch viel mehr Sinn

Stratus-Wolken können durch verschiedene Prozesse entstehen:

• Bodennebel: Auskühlen (unter den Taupunkt) der bodennahen Luftschichten (durch Ausstrahlung in der Nacht oder durch Warmluftzufuhr über kaltem Wasser/Erdboden)

  
  

• Verwirbelung bodennaher feucht-kalter Luftschichten durch Turbulenz

  
  

• Abstrahlung an der Obergrenze einer Dunst- oder Stratocumulus-Schicht. Letztere können sich dabei zu Stratus verdichten. Dies einerseits durch die Abkühlung der Luft um die Wolkentröpfchen, andererseits durch Labilisierung der Luftschichtung mit einsetzender (geringmächtiger) Konvektion innerhalb der Wolke.

  
  

• Stratus fractus: als Pannus-Begleitwolke bei Niederschlägen unterhalb Altostratus, Nimbostratus, Cumulonimbus oder Cumulus

  
  

• bei feuchter Luft oberhalb von Wäldern: Die Verdunstung von Wasser im Bereich der Baumkronen führt dabei zu zusätzlicher Anfeuchtung («Stratus silvagenitus»)

  
  

• bei feuchter Luft durch die weitere Anfeuchtung in der Nähe von grossen Wasserfällen («Stratus cataractagenitus»)

> mehr zu diesen Prozessen im Abschnitt "Wolken-Entstehung und -Auflösung"

Arten von Stratus

Stratus nebulosus: einheitliche, strukturlose Schicht (häufigste Art)

Stratus nebulosus

(Quelle: CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74404)

Stratus fractus: Schicht in ungleichförmige Fetzen «zerrissenen» und kontinuierlich starker Veränderungen unterworfen. Die Untergrenze ist in der Regel undeutlich. Diese Art bildet sich bei der Auflösung einer Stratus-Schicht oder bei Niederschlag als pannus-Fetzen unter der Mutterwolke.

Stratus fractus

(Quelle : Mummelgrummel - Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25493335)

in den Bergen oder Hügel hängende eckig-ausgefranste Wolkenfetzen nach Niederschlägen gehören auch zur Art Stratus fractus

Unterarten von Stratus

translucidus: Position von Sonne/Mond gut sichtbar. Die Chance auf Nebelauflösung ist sehr gut

Stratus nebulosus translucidus: Beachte den scharfen Sonnenrand

(Quelle: Bryan Tong Minh - Own work, CC BY 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2378047)

opacus: Sonne / Mond werden komplett verdunkelt.

Stratus nebulosus opacus

(Quelle: Randi Hausken from Bærum, Norway - On a grey day, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=29876010)

undulatus: mit Wellenstrukturen. Diese sind von unten an Helligkeitsunterschieden erkennbar (dabei jedoch keine Gliederung in einzelne Stratocumulus-Elemente!). Über dem Nebelmeer sind die Strukturen sehr gut erkennbar.

Sonderformen von Stratus

praecipitatio: Niederschlag in Form von Nieselregen, feinem Graupel (Griesel) oder Industrieschnee, welcher den Erdboden erreicht.

mögliche Verwechslungen bei Stratus

• Blick in den Horizont gut möglich, Rand der Sonne verschwommen: Altostratus

  
  

• deutlicher Regen oder Schneefall: evtl. Altostratus oder Nimbostratus

• Unterteilung der Schicht in einzelne verbundene Wolkenhaufen (nicht Fetzen!): evtl. Stratocumulus

  
  

• Untergrenze ohne Grautöne: Cirrostratus

Deutung von Stratus

• Stratus nebulosus deutet allgemein auf stabiles Hochdruckwetter hin, mit sehr trockener Luft und guter Fernsicht über dem Nebelmeer. Im Winter kann jedoch auch im Warmsektor eine Stratusbewölkung vorliegen. Auf diesen kann eine Kaltfront folgen.

  
  

• je stärker der Wind unter dem Hochnebel, desto höher wird dessen Obergrenze liegen.

  
  

• hat sich der Stratus nebulosus in einen Stratus fractus verwandelt, ist er gerade daran sich aufzulösen

  
  

• wenn es die Sonne im Tagesverlauf nicht geschafft hat den Nebel / Hochnebel aufzulösen, wird sie es mit grosser Wahrscheinlichkeit auch in den nächsten Tagen nicht tun. Dies weil sich der Nebel durch die Auskühlung der Wassertröpfchen weiter verdichten kann. Nur aufkommender Westwind, z.B. einer heranrückenden Front, kann den Nebel «weggeblasen», bzw. die Inversion verwirbeln. In diesem Fall kann eine Kaltfront sogar zu einem Temperaturanstieg am Boden führen.

  
  

• Stratus fractus als pannus-Fetzen unter einer Altostratusschicht bei noch trockenem Wetter, zeigen dass da oben bereits Niederschläge (virga) vorhanden sind.