Welt 17.10.2026
07:40 Uhr

Was Meteorologen heute über die Entstehung von Niederschlägen wissen


Von seiner Entstehung bis zum Aufprall auf der Erde haben Forscher Regen bis ins Detail verfolgt. Mehrere kritische Momente entscheiden darüber, ob ein Tropfen wirklich fällt – und dem Boden Wasser spendet.

Was Meteorologen heute über die Entstehung von Niederschlägen wissen

Der erste Tropfen hinterlässt einen dunklen Fleck auf dem trockenen Weg. Bald liegt erdiger Geruch in der Luft, Regenduft. Es ist das Ende einer spektakulären Reise am Himmel. Wasser war verdunstet, mit der Luft gereist, zu Tröpfchen geworden, wieder verschwunden oder mit anderen verschmolzen. Neue Experimente, Radarmessungen und Computersimulationen gewähren Einblicke in verborgene Naturspektakel: Wie Regentropfen entstehen, wie sie wachsen, gedeihen und enden. 1. Morgensonne Es beginnt über einer feuchten Wiese in der Morgensonne. Sie wärmt die Luft, die sich deshalb ausdehnt, folglich weniger dicht wird als die kühlere Umgebung, Auftrieb erhält – und aufsteigt. Mit zunehmender Höhe sinkt der Luftdruck, denn über der aufsteigenden Luft lastet immer weniger Atmosphäre. Das Luftpaket dehnt sich weiter aus und schiebt dabei die umgebende Luft beiseite. Diese Arbeit kostet Energie, weshalb die Luft abkühlt. Noch verrät kein weißer Schleier, was unterwegs ist: Der Wasserdampf bleibt unsichtbar. 2. Saat Doch zwischen den Luftteilchen schweben winzige Partikel, etwa Meersalz. Sie können Wasser aufnehmen; das Salz löst sich in einem Tröpfchen. An dessen Oberfläche herrscht ständiges Kommen und Gehen. Wassermoleküle aus der Luft gehen in die Flüssigkeit über: Sie kondensieren. Andere verlassen sie wieder, Wasser verdunstet. Halten sich beide Vorgänge die Waage, bleibt das Tröpfchen gleich groß. Mit weiterer Abkühlung kann sich das Verhältnis verschieben. Bei fallender Temperatur genügt weniger Wasserdampf in der Umgebung, um ein Tröpfchen vor dem Schrumpfen zu bewahren. Ist schließlich genug vorhanden, wachsen Tröpfchen: Es kondensiert mehr Wasser als verdunstet. Bald streuen Abermillionen von ihnen gemeinsam so viel Sonnenlicht, dass eine Wolke sichtbar wird. 3. Zusammenstoß Eine Wolke bedeutet noch keinen Regen. Durch Kondensation wachsen die Tröpfchen anfangs rasch, später immer langsamer. Damit Regentropfen entstehen können, brauchen sie einen weiteren Wachstumsschub: Viele von ihnen müssen zusammenfinden. Ein größerer Tropfen taumelt schneller durch die Luft als kleinere. Er kann sie einholen, mit ihnen zusammenstoßen und verschmelzen. Mit jedem erfolgreichen Zusammenstoß sammelt er Wasser ein. Doch manche Winzlinge werden vom Wind um ihn herumgetragen und entkommen. Wie schafft es die Wolke, die verstreute Wassermenge zusammenzubringen, sodass es regnen kann? 4. Wachstum In einem Labor im indischen Chennai, einer kugelförmigen Kammer mit einem halben Meter im Durchmesser, beobachteten Forscher eine Wolke. Acht Ventilatoren verwirbelten die Luft. Das Team vom Indian Institute of Technology hatte Wassertröpfchen eingespeist. Laser und Kameras erfassten Größe, Bewegung und Verteilung. Die Mischung mit den kleinsten und ähnlich großen Tröpfchen bewirkte selbst bei starkem Verwirbeln kaum zusätzliches Wachstum der Wolke. Die Winzlinge folgten der Luft zu ähnlich, um häufig aufeinanderzutreffen. Bei vielfältiger Größenverteilung aber zeigte sich ein Wachstumsschub. Größere Tröpfchen reagierten träger auf Änderungen der Windströmung, weshalb sich ihre Wege mit denen kleinerer kreuzten. Der Versuch (verlinkt auf https://arxiv.org/pdf/2601.00637) zeigt: Ob Tropfen zusammenfinden, hängt von ihrem Größenunterschied ab. 5. Wind Luftwirbel bringen den nächsten Schub: Am Computer simulierten Forscher vom Institute of Science Tokyo, wie Wolken wachsen. Am Bildschirm verfolgten sie einzelne Tropfen von ihrer Entstehung bis zum Boden – und entdeckten ein Rezept für Regen. Die Wissenschaftler verglichen zwei Durchläufe: einen mit Luftwirbeln, einen ohne. In der verwirbelten Modellwolke spielte sich ein erster Wachstumsschub der Wolke ab: Aufsteigende Luft trug Tröpfchen in höhere Schichten, wo sie häufiger verschmolzen. Sobald größere Tropfen entstanden waren, sanken sie durch tiefere Wolkenschichten und sammelten kleine ein. Im Modell mit Luftwirbeln regnete es eher als ohne Turbulenzen – und die Tropfen waren dicker, berichten die Wissenschaftler in ihrer Studie (verlinkt auf https://arxiv.org/html/2604.10564v1) , die sie beim Fachblatt „Atmospheric Chemistry and Physics“ eingereicht haben. Ihr Resümee: Wind begünstigt Regen. 6. Turbo Der Meteorologe Takashi Unuma entdeckte den „Regen-Turbo“: Für seine Studie (verlinkt auf https://egusphere.copernicus.org/preprints/2026/egusphere-2026-1725/) , die er im Mai auf der Jahrestagung der Geoforscher in Wien präsentierte, variierte er am Computer Bedingungen simulierter Wolken: Feuchtigkeit, Temperatur, Wind. Seine entscheidenden Erkenntnisse: In unteren Luftschichten verstärkt höhere Feuchtigkeit Regen durch eine größere Zahl kleiner Tropfen. Nimmt die Temperatur mit der Höhe stark ab, entstehen in der Höhe größere Tropfen – die ebenfalls kräftigeren Regen bringen. Mancher Regen nimmt einen Umweg durch die Kälte: An Eiskristallen lagert sich Wasserdampf als Eis an. Unterkühlte, noch flüssige Tröpfchen können beim Zusammenstoß daran festfrieren. Fallen die Eispartikel anschließend durch eine ausreichend warme Luftschicht, schmelzen sie – aus Eis wird Regen. 7. Abwärts In Shigaraki in Japan blickten zwei Radarsysteme senkrecht in den Himmel, als es regnete. Zwischen rund 3000 und 2100 Metern entdeckte ein Team um Yusuke Goto von der Universität Nagoya dabei, wie Regentropfen wachsen: Sie schwollen durchschnittlich um zehn Prozent, berichten (verlinkt auf https://amt.copernicus.org/articles/19/1587/2026/) die Forscher im Fachmagazin „Atmospheric Measurement Techniques“. Tropfen stießen beim Fallen zusammen und verschmolzen. Die Erkenntnis der Forscher: Der Abstieg ist eine Wachstumsphase. 8. Zwischenfall Es geht weiter abwärts. Die Schwerkraft beschleunigt die Tropfen, entgegenströmende Luft bremst sie. Je schneller er fällt, desto stärker wird der Widerstand, bis sich die Kräfte nahezu ausgleichen. Ein zwei Millimeter großer Tropfen erreicht in ruhiger Luft nahe dem Boden ungefähr 23 km/h. Seine Gestalt verrät die Kräfte, die an ihm zerren: oben gewölbt, unten etwas abgeflacht. Die anströmende Luft drückt gegen seine Unterseite, während die Oberflächenspannung das Wasser zusammenhält (verlinkt auf https://acp.copernicus.org/preprints/8/16609/2008/acpd-8-16609-2008.pdf) . Sein Fall dauert, wenn alles glattgeht, nur wenige Minuten: Ein zwei Millimeter großer Tropfen benötigt bei ungefähr 23 km/h für den letzten Kilometer gut zweieinhalb Minuten, sofern Aufwinde und Größenänderungen keine wesentliche Rolle spielen. Doch häufig kommt es zu Zwischenfällen. Winde ändern seine Bahn, Zusammenstöße seine Größe – und manche Tropfen verschwinden. 9. Verschwunden Ein Teil des Regens geht verloren, erreicht die Erde nie. Geraten Tropfen in trockene Luft, verdunstet ein Teil. Dem Schwund auf die Schliche kam nun ein indisches Forscherteam um Shubham Chakraborty, das in einem Windkanal einzelne Tropfen mit aufwärts strömender Luft in der Schwebe hielt. Die Forscher stellten die Strömung so ein, dass ihr Widerstand das Gewicht ausglich. Der Tropfen ließ sich so über längere Zeit filmen, während Luft an ihm vorbeiströmte wie beim Fall eines Regentropfens. Die im „Journal of Fluid Mechanics“ publizierten Hochgeschwindigkeitsaufnahmen offenbaren (verlinkt auf https://arxiv.org/html/2602.17056v1) ein rastloses Wechselspiel. Tropfen wurden flacher, zogen sich in die Länge, verloren Wasser. Mit dem Schrumpfen beschleunigten sich ihre Schwingungen. Das Resümee der Forscher: Zur Verdunstung eines großen Tropfens gehören auch seine Bewegung und seine wechselnde Gestalt – ob ein Tropfen die Erde erreicht, hängt auch von seinem Schwingen ab. 10. Tag 5 Viele schaffen es bis zum Boden. Meist war es eine lange Reise. Zwischen der Verdunstung des Wassers über der Wiese am sonnigen Morgen und dem späteren Aufprall liegen durchschnittlich fünf Tage und weite Transportwege. Es kann aber auch deutlich schneller oder länger dauern. Ein Regentropfen vereint Wasser aus vielen kleineren Tropfen, deren Wasser unterschiedlich lange unterwegs gewesen sein kann. Es kann in Wolken kondensieren und erneut verdunsten. Im fallenden Tropfen treffen alle Vorgeschichten zusammen. 11. Aufprall Dieser Tropfen schafft es. Er trifft die Erde und breitet sich seitlich aus. Wasser dringt in die feinen Zwischenräume des Bodens ein. An der Kontaktfläche können winzige Luftblasen eingeschlossen werden. Was dann geschieht, haben Forscher mit Hochgeschwindigkeitskameras sichtbar gemacht (verlinkt auf https://news.mit.edu/2015/rainfall-can-release-aerosols-0114) : Im abgeflachten Tropfen gelangen Blasen an die Oberfläche. Ihre dünnen Kappen reißen. Die zurückbleibenden Vertiefungen fallen unter der Wirkung der Oberflächenspannung zusammen; feine Wasserstrahlen schießen nach oben und zerfallen in noch kleinere Tröpfchen – ein Teil des eben gelandeten Wassers hebt wieder ab. 12. Duft Der Sprühnebel kann Stoffe vom Boden mitnehmen und dient als Transportweg für den Regengeruch, dessen Zutaten in der Erde stecken: Bodenbakterien bilden Geosmin, das erdig riecht. Weitere organische Verbindungen, auch aus Pflanzen, tragen zur Duftmischung bei. Feuchtigkeit kann ihre Freisetzung erleichtern; Luftbewegungen verteilen die flüchtigen Stoffe. Ein Atemzug bringt Geruchsmoleküle zur Riechschleimhaut. Sie binden an Rezeptoren, Nervensignale gelangen ins Gehirn. Aus Molekülen in der Luft wird Wahrnehmung: Regen auf trockener Erde. Der Duft heißt Petrichor. Der Name verbindet das griechische Wort für Stein, „pétra“, mit „ichor“, der mythischen Flüssigkeit in den Adern der Götter. WELT-Chefreporter Axel Bojanowski berichtet seit 1997 als Wissenschaftsjournalist hauptsächlich über Klimaforschung und Klimapolitik. In seinem Buch „ Was Sie schon immer übers Klima wissen wollten, aber bisher nicht zu fragen wagten“ (verlinkt auf https://www.amazon.de/wissen-wollten-bisher-fragen-wagten/dp/3864894611/) (Westend-Verlag) erzählt er in 53 Geschichten vom Klimawandel zwischen Lobbygruppen und Wissenschaft.