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Ausgabe Nr. 25/2022 vom 21.06.2022, Fotos: Romolo Tavani - stock.adobe.com, Emmanuel Villermaux
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Nicht alle mögen den Regen – aber fast alle zeichnen ihn falsch (u.).
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Die Hochgeschwindigkeitskamera zeigt sechzig Millisekunden aus dem Leben eines Regentropfens.
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Der Regen hat viele Gesichter
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Von runden Kleinen und platzenden Dicken
So wie die Schneeflocke den Winter symbolisiert, gilt eine Träne in den meisten Kulturen als ein Symbol für den Regen. Aber mit dieser ganz tief im Bewusstsein der Menschen verankerten Form hat ein Regentropfen in Wirklichkeit so gut wie überhaupt nichts zu tun.
Wenn der Himmel seine Schleusen öffnet, gehen blitzartig auch unsere Schirme auf. Kinder spielen in Pfützen und an den Fensterscheiben rinnt das Wasser hinab. Im Juni regnet es in unserem Land verhältnismäßig viel und nicht selten landet der eine oder andere dicke Tropfen direkt auf unserer Nasenspitze.

Schon vor mehr als 100 Jahren haben Wissenschaftler beobachtet, dass Regentropfen unterschiedlich groß sein können. Inspiriert wurden sie vom amerikanischen Landwirt Wilson Bentley. Er füllte Teller mit Mehl und ließ sie für kurze Zeit im Regen stehen. Anschließend vermaß er die feuchten Flecken auf dem feinen Pulver und berechnete daraus die Größe und die Anzahl der Regentropfen.

Trugbild Tränenform
Dass Regentropfen unten rund sind und oben spitz, so wie das klassische Tropfensymbol auf der Wetterkarte im Fernsehen, ist aber ein Mythos. „In der Natur sieht ein Tropfen niemals so aus. Höchstens für einen Augenblick, wenn der Wasserhahn undicht ist“, scherzt der französische Wetterforscher Emmanuel Villermaux, der Regentropfen mit einer Hochgeschwindigkeitskamera beim freien Fall im Labor gefilmt hat. Der Fachmann weiß, „Im Normalfall sind kleine Tropfen kugelrund, die größeren werden durch das Fallen von unten flachgedrückt.“

Hauptverantwortlich dafür sind zwei physikalische Kräfte (siehe Grafik rechts), die gegeneinander ankämpfen. „Die Oberflächenspannung des Wassers auf der einen Seite und der Luftdruck, der von unten den fallenden Tropfen verformt, auf der anderen“, erklärt Villermaux.
Je nach Tröpfchengröße gewinnt entweder die erste oder die zweite Kraft, und es entstehen mehrere unterschiedliche Regentropfenformen.

„Bei kleinen Nieselregentröpfchen von einem Millimeter Durchmesser behält die Oberflächenspannung die Kontrolle und sorgt für eine runde Form. Werden die Tropfen jedoch größer, ist an deren Unterseite immer mehr Verformung zu erkennen, bis sie ab zwei bis drei Millimetern eher an ein Burgerbrötchen erinnern. Ab vier Millimeter hat der Regentropfen dann das Aussehen eines Pilzhutes, bevor er im nächsten Schritt auseinanderplatzt“, veranschaulicht der Wetterforscher.

Die Größe von Regentropfen hängt somit nicht nur von ihrer Bildung in den Wolken ab, sondern auch von den Umständen beim Fall nach unten. „Letztlich ist ihre Größe von Faktoren wie Wolkenhöhe, Luftdruck und Windgeschwindigkeit abhängig“, erklärt der Experte. Im Durchschnitt ist ein Regentropfen einen Millimeter groß. Größere und kleinere Tropfen kommen eher selten vor, da große oft aufplatzen und kleine meist schon verdunstet sind, bevor sie den Boden erreichen.

Leider ungefährlich für Stechmücken
Das dickste Geschoß wurde während eines Wolkenbruches in den USA fotografiert. Es maß neun Millimeter und sauste mit 40 Stundenkilometern zur Erde. Doch selbst die lästigen Stechmücken brauchen solche schweren Tropfen nicht zu fürchten. Auch dann, wenn sie von einem getroffen werden, der 50 Mal so schwer ist wie sie selbst. Das haben US-Forscher in einem Experiment herausgefunden. Traf ein Wassertropfen eine Mücke im Flug, wurde sie zwar in die Tiefe gerissen. Dann aber löste sich das Insekt von dem Tropfen und landete unverletzt an der Wand der Versuchsbox.

„Das Überlebensgeheimnis der Mücke ist ihre geringe Masse. Sie ist so leichtgewichtig, dass bei der Kollision kaum Kraft übertragen wird“, erklären die Forscher. Besonders angenehm scheint es für das kleine Insekt jedoch nicht zu sein, sich so hin- und herschleudern zu lassen. Deswegen landet es in freier Natur bei Regen meist ganz schnell und sucht genau wie wir Menschen irgendwo Unterstand.
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