Vor allem im Sommerhalbjahr sieht man nicht selten malerische Quellwolken unterschiedlicher Ausprägungen. Manchmal nur vereinzelt über den Bergen, manchmal recht verbreitet. Die Spannbreite reicht von der kleinsten Form (Cumulus humilis) bis hin zu der mächtigen Gewitterwolke (Cumulonimbus). Auch wenn die Erscheinungen somit recht verschieden sein können, ist bei ihrer Entstehung die Thermik von großer Bedeutung.

Entstehung von Thermik

Thermik beschreibt das thermisch bedingte Aufsteigen von Luftmassen und entsteht, wenn die Sonne die Erdoberfläche erwärmt. Die erwärmte Erdoberfläche gibt Wärme an die darüber liegende Luft ab, wodurch sich diese ebenfalls erwärmt und ausdehnt. Da die wärmere Luft verglichen mit der Umgebung weniger dicht und somit verhältnismäßig leichter ist, beginnt sie aufzusteigen. Je weiter das Luftpaket aufsteigt, desto mehr kühlt es sich aufgrund des sinkenden Luftdrucks und der damit verbundenen weiteren Ausdehnung ab. Wird der Taupunkt erreicht, so beginnt die enthaltene Feuchtigkeit zu kondensieren – die Wolke ist geboren. In diesem Falle spricht man auch von Wolkenthermik, denn diese Wolken geben beispielsweise Segelflugzeugen einen visuellen Hinweis auf vorhandene Thermik. In der Flugsprache wird eine solche Aufwindzone auch als „Schlauch“ bezeichnet.
Ist das aufsteigende Luftpaket hingegen sehr trocken, dann wird der Taupunkt nicht erreicht und der Himmel bleibt wolkenlos. Dies wird dann als Blauthermik beschrieben. Erkennen kann man diesen Bereich aufsteigender Luftmassen zum Beispiel anhand von kreisenden Vögeln.

Im nachfolgenden Video: Die Trajektorien beim Live-Tracking der Gleitschirmpiloten bei RedBull X-Alps zeigen die typischen „Aufwindschläuche“.

The @RedBullXAlps is an epic adventure race that combines human endurance with #digitaltransformation. Here’s how they’re using cutting-edge mapping & tracking technologies so fans can track their favorite athletes every step of the way. https://t.co/HXeAbzHxca #ArcGISPlatform pic.twitter.com/BzLg9Vlf7D

— Esri (@Esri) November 3, 2021

Intensität der Thermik

Die Intensität der Thermik wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. Einer der wichtigsten Faktoren ist die Sonneneinstrahlung. Je mehr Sonnenlicht auf die Erdoberfläche trifft, desto stärker erwärmt sich der Boden. Die Beschaffenheit der Erdoberfläche spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle. Trockene Böden, wie Getreidefelder, die wenig Sonnenlicht reflektieren und wenig Wasser verdunsten, können die Luft darüber stärker erwärmen als feuchte Wiesen. Gebirgshänge, die zur Sonne geneigt sind, erwärmen sich stärker als flaches Land, was zu intensiveren Aufwinden führt. Die Wärmespeicherfähigkeit und die Verdunstungseigenschaften des Bodens beeinflussen ebenfalls die Thermik. Böden, die Wärme gut speichern und wenig Wasser verdunsten, wie ein trockenes Feld oder ein gepflügter Acker, heizen sich stark auf und fördern die Thermik.

Vertikale Temperaturschichtung

Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Temperaturgradient der Umgebungsluft. Dieser Gradient beschreibt, wie schnell die Temperatur mit der Höhe abnimmt. Bei einem niedrigen Gradienten wird die aufsteigende Luft schnell kälter als die Umgebungsluft, was die Thermik schwächt. Ein höherer Gradient dagegen führt zu stärkerer Thermik, da die aufsteigende Luft wärmer bleibt als die umgebende Luft. Wenn die aufsteigende Luft feucht ist und der Gradient stark, kann die Luftschichtung feuchtlabil sein und Gewitter begünstigen . Als „Überentwicklung“ bezeichnet man den Übergang einer Cumuluswolke in eine Schauer- und Gewitterwolke (Cumulonimbus). Sie ist erkenntlich an der Vereisung des oberen Randes der Wolke, die die zuvor klare Wolkenobergrenze unscharf werden lässt.

Auch Kaltluftadvektion, wie sie nach dem Durchgang einer Kaltfront auftritt, kann die Thermik verstärken. Wenn kühlere Luftmassen in höheren Schichten vorhanden sind, reicht eine geringe Erwärmung des Bodens aus, um der aufsteigenden Luft einen Temperaturvorsprung zu verschaffen. Dies führt zu raschem Aufsteigen und intensiver Thermik.

Weitere Arten von Thermik

Nebst den bereits erwähnten Wolken- und Blauthermik gibt es weitere Ausprägungsformen der Thermik. So zum Beispiel die Konvergenzthermik. Dabei treffen Luftmassen mit unterschiedlichen Temperaturen und Feuchtigkeiten aufeinander, wodurch die weniger dichte Luft zum Aufsteigen gezwungen wird. Solche Konvergenzlinien können unter anderem bei Fronten oder aufgrund von geografischen und topografischen Merkmalen auftreten. Eine Form der Konvergenzthermik stellt die Seewindthermik dar. Diese Form trifft in Küstennähe auf, wenn die kühle Meeresbrise auf die wärmere Landmassen trifft. Das Aufsteigen der bereits erwärmten Landluft wird verstärkt, indem sich die kühlere Meeresluft wie ein Keil unter die Landluft schiebt.

Im Alpenraum ist die Hangthermik besonders von Bedeutung. Je nach Oberflächenbeschaffenheit und Ausrichtung werden die Hänge oder Gebirgsflanken unterschiedlich stark erwärmt. Besonders von Segelfliegern und Paraglidern werden Regionen mit guten Aufwindbedingungen gesucht. Eng mit der Hangthermik sind auch die Berg- und Talwindsysteme verknüpft.

Titelbild: Gleitschirmflieger bei RB X-Alps. © zooom.at / Felix Wölk