Konvektive Umlagerungen

In der Atmosphäre der Erde finden Luftbewegungen in allen drei Raumrichtungen statt. Unter „Konvektion“ oder „konvektiven Umlagerungen“ versteht man vertikale Luftbewegungen, die mit dem Aufsteigen wärmerer, also spezifisch leichterer Luft bei gleichzeitigem Absinken kälterer und damit spezifisch schwererer Luft in der Umgebung verbunden sind. Horizontale Bewegungen werden als „advektiv“ oder „Advektion“ bezeichnet.

Ursache für diese vertikalen „Umlagerungen“ ist - vereinfacht dargestellt - die Erwärmung eines Luftkörpers von unten und/oder seine Abkühlung von oben. Dabei kann man sich die aufsteigenden und absinkenden Luftvolumina als Luftpakete oder Konvektionszellen vorstellen, die in der unteren Erdatmosphäre in verschiedenen Größenordnungen vorkommen. Dabei sind die räumliche Ausdehnung sowie zeitliche Andauer bei den meisten meteorologischen Vorgängen miteinander positiv korreliert, d.h. sie hängen unmittelbar voneinander ab, so dass großräumige Konvektionsprozesse auch länger andauern und umgekehrt kleinräumige Umlagerungen nur von relativ kurzer Dauer sind.

Zu den kleinräumigen (wenige Zentimeter bis Dezimeter je Konvektionszelle) und kurzlebigen (etwa im Sekundenbereich) Konvektionsphänomenen zählt beispielsweise das Hitzeflimmern, eine zeitlich variable Schlierenbildung infolge der Dichteunterschiede der Luft über heißen Oberflächen (z.B. Asphaltflächen) bei intensiver Sonneneinstrahlung im Sommer.

In wesentlich größeren (räumlich und zeitlich) Maßstäben treten dagegen die wetterrelevanten Konvektionsphänomene auf. Zu diesen „größeren“ Konvektionsphänomenen gehören

• die „Schönwetterwolken“ (Cumulus humilis), die sich etwa im Rahmen weniger Kilometer und in einer Zeitskala bis zu wenigen Stunden bewegen.

• größere Gewitterkomplexe, die sogar im Bereich mehrerer zehn Kilometer Ausdehnung existieren und viele Stunden andauern können, auch wenn sie sich oft schnell verlagern.

• die durch nächtliche Abkühlung einer Hochnebel- oder Stratusdecke von ihrer Oberseite her durch die infrarote Ausstrahlung der winzigen festen und flüssigen Wolkenpartikel erzeugte Konvektion. Hierbei sinken die abgekühlten und spezifisch schwereren Luftpakete herab und wärmere, spezifisch leichtere steigen auf, so dass sich im weiteren Verlauf die kompakte Stratuswolkendecke in eine aufgelockertere Stratocumulusbewölkung umwandelt.

In der synoptischen Meteorologie und praktischen Wettervorhersage verwendet man die Begriffe „Konvektion“ oder „konvektive Umlagerungen“ meist in Zusammenhang mit der Entstehung von Schauer- bzw. Gewitterwolken.