Seenebel: Ich bin kein gewöhnlicher Nebel!

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Blue Ocean Team

Hersteller: China Science Expo

Wenn der Frühling kommt und das Wetter an der Küste meines Landes von kalt auf warm umschlägt, kommt es häufig zu Nebel und Nieselregen und die Sicht ist deutlich eingeschränkt, selbst wenn Objekte selbst in einer Entfernung von mehreren Metern schwer zu erkennen sind. Dies ist der bekannte Meeresnebel.

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Seenebel ist ein Wetterphänomen, das durch die Kondensation von Wasserdampf in der unteren Atmosphäre über dem Meer entsteht. Da es Licht verschiedener Wellenlängen reflektieren kann, erscheint es oft milchig weiß. Für die Nebelbildung sind zwei unterschiedliche physikalische Prozesse erforderlich: die Kondensation von Wasserdampf und die Ansammlung kondensierter Wassertröpfchen (oder Eiskristalle) in geringer Höhe. Bei diesen beiden Prozessen müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: Erstens muss während der Kondensation ein Kondensationskern vorhanden sein, beispielsweise Salzpartikel oder Staub, da sonst die Kondensation von Wasserdampf sehr schwierig ist. Zum anderen müssen Wassertropfen (oder Eiskristalle) in der Oberflächenschicht in Meeresnähe schweben, sodass die horizontale Sichtweite weniger als 1 km beträgt.

Damit Wasserdampf in der Atmosphäre kondensieren kann, muss ausreichend Wasserdampf vorhanden sein. Obwohl auf dem riesigen Ozean Tag und Nacht große Mengen Wasserdampf verdunsten, kommt es dort nicht jeden Tag zur Kondensation. Dies liegt daran, dass die Verdunstung sofort stoppt, sobald die Atmosphäre die Sättigung erreicht hat, und der Wasserdampf in der Luft nicht weiter zunimmt. Dadurch wird es schwierig, einen übersättigten Zustand zu erreichen, was zur Kondensierung des Wasserdampfs führt. Nur wenn die Temperatur der Wasseroberfläche deutlich höher ist als die Lufttemperatur, kann die warme Wasseroberfläche kontinuierlich Wasserdampf verdunsten lassen und ihn kontinuierlich in die kalte Luftschicht diffundieren lassen, wodurch diese in einem übersättigten Zustand bleibt. Der Kondensationsprozess kann weitergehen und es entsteht verdunstungsartiger Nebel. Dabei handelt es sich um den sogenannten Advektionsdampfnebel.

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Eine andere Möglichkeit der Kondensation besteht darin, die Temperatur des Wasserdampfs zu senken, um das Auftreten von übersättigtem Wasserdampf zu erreichen. Wenn warme und feuchte Luft über die kalte Meeresoberfläche strömt, überträgt sie Wärme auf die kalte Meeresoberfläche und senkt ihre eigene Temperatur. Zu diesem Zeitpunkt wird der gesättigte Wasserdampf mit sinkender Temperatur übersättigt und es kommt zur Kondensation. Dieses Kondensationsphänomen tritt häufig in Gebieten auf, in denen Seenebel auftritt, und wird normalerweise als Advektionskühlungsnebel bezeichnet. Der Seenebel, der in den Meeresgebieten meines Landes auftritt, ist hauptsächlich diese Art von Advektionskühlungsnebel. Auch der Seenebel, der in vielen bekannten Seenebelgebieten der Welt auftritt, wird größtenteils durch Advektionskühlungsnebel verursacht. Es gibt viele Arten von Seenebel, die entstehen, wenn der Wasserdampf durch Abkühlung einen übersättigten Zustand erreicht. Beispielsweise kann sich auf der mit Eis und Schnee bedeckten Meeresoberfläche in hohen Breiten aufgrund der Strahlungskühlung auf der Eis- und Schneeoberfläche (insbesondere nachts) häufig Eisoberflächen-Strahlungsnebel bilden. Darüber hinaus wird durch die schräge Aufwärtswirkung des Inselgeländes die warme Luft, die von der Meeresoberfläche weht, häufig auf die dem Wind zugewandte Seite der Insel gehoben, was aufgrund des Temperaturanstiegs zur Kondensation von Geländenebel führen kann.

(Bildquelle: Veer-Fotogalerie)

Seenebel ist eine der gefährlichen Wetterbedingungen auf dem Meer. Es hat direkte Auswirkungen auf die Seeschifffahrt und die Aktivitäten an der Küste. Meeresmeteorologen betreiben seit langem umfangreiche Forschungen zu den Entstehungs- und Verschwindemechanismen von Seenebel und liefern so eine fundiertere theoretische Grundlage und praktische Technologie zur Vorhersage von Seenebel. Derzeit gibt es drei gängige Methoden zur Vorhersage von Seenebel.

Der erste ist der meteorologische Ansatz, der Seenebel als Wetterphänomen behandelt und die Rolle verschiedener hydrologischer und meteorologischer Elemente und ihre Wechselwirkungen so weit wie möglich berücksichtigt. Zu den hydrologischen und meteorologischen Elementen, die mit Seenebel in Zusammenhang stehen, zählen im Allgemeinen Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Niederschlag, Verdunstung, Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Wassertemperatur, Meeresströmungen und Stabilität. Der Wind weht vom Meer aufs Land und bringt oft warme und feuchte Luft vom Meer an die Küste, was die Nebelbildung begünstigt. Die Windgeschwindigkeit hat unterschiedliche Auswirkungen auf Seenebel unterschiedlicher Art. Strahlungsnebel kann nur bei leichtem Wind entstehen, während Advektionsnebel sich am besten für Windstärken von 4–5 eignet und bei Windstärken über 6 Grad weggeblasen wird. Niederschlag ist eine notwendige Voraussetzung für die Entstehung von Mischnebel und löst Strahlungsnebel und Advektionsnebel auf. Zur Erzeugung von Dampfnebel ist die Verdunstung ein notwendiger Prozess. Temperatur und Luftfeuchtigkeit können als zwei Aspekte eines Faktors betrachtet werden. Wenn die Temperatur der Meeresoberfläche 24 Grad Celsius übersteigt, tritt im Frühling und Sommer in Küstennähe vor China kein Nebel mehr auf. Die Beziehung zwischen Seenebel und Meeresströmungen ist enger. Der Grenzbereich zwischen kalten und warmen Meeresströmungen und das aufsteigende Gebiet kalter Strömungen sind beides Meeresbereiche, in denen Seenebel häufig auftritt und sich konzentriert. Oberflächlich betrachtet handelt es sich hierbei um einen Zusammenhang zwischen Meeresströmungen und Advektionsnebel, tatsächlich spiegelt es jedoch wider, dass die Meerwassertemperatur eine der wichtigen Bedingungen für die Entstehung verschiedener Arten von Meeresnebel ist. Die Stabilität hängt auch eng mit dem Seenebel zusammen. Eine stabile Luftschichtung begünstigt die Entstehung und Beständigkeit von Nebel. Die meteorologische Methode besteht darin, Seenebel vorherzusagen, das heißt, den Zusammenhang zwischen den oben genannten Faktoren und der Entstehung und dem Verschwinden von Seenebel zu untersuchen und die Veränderungen des Seenebels in Kombination mit der Entwicklung der Wetterbedingungen vorherzusagen. Die meisten hydrologischen und meteorologischen Stationen entlang der Küste meines Landes verwenden diese Methode noch immer zur Vorhersage von Seenebel.

Die zweite Methode ist die statistische. Dabei werden historische Daten verwendet, um zeitliche und räumliche Verteilungsstatistiken über die Beziehung zwischen hydrologischen und meteorologischen Elementen und Seenebel zu erstellen und die Muster in verschiedenen Aufzeichnungen herauszufinden. Im statistischen Prozess müssen wir den inneren Zusammenhang zwischen hydrologischen und meteorologischen Elementen und Wetterphänomenen sowie deren physikalische Bedeutung umfassend berücksichtigen, damit die statistischen Ergebnisse meteorologische und klimatologische Bedeutung haben.

Die dritte ist die numerische Methode. Es gibt viele Faktoren, die zur Bildung von Seenebel beitragen. Einige basieren hauptsächlich auf Luftadvektion; einige basieren hauptsächlich auf der Strahlung der Luft (oder der darunter liegenden Oberfläche); einige entstehen durch Abkühlung; einige verlassen sich auf die Erhöhung der Wasserdampfmenge, um Übersättigung und Kondensation zu erreichen; und einige sind eine Kombination dieser Methoden. Daher ist es schwierig, den Entstehungsprozess von Seenebel anhand eines numerischen Modells abzubilden. Wenn die Wettervorhersageabteilungen derzeit numerische Vorhersagen für Seenebel erstellen, berücksichtigen sie Strahlungsnebel und Advektionsnebel getrennt.

In den letzten Jahren wurden numerische und statistische Prognosen zu statistischen dynamischen Prognosen kombiniert, wodurch relativ offensichtliche Ergebnisse erzielt wurden.