Jedes Gewitter, vom kurzen Nachmittagsschauer bis zur tornadoproduzierenden Superzelle, braucht dieselben drei Zutaten: Feuchte, Instabilität und Hebung (Lift). Feuchte liefert den Wasserdampf, der zu Wolke und Regen kondensiert und dabei Wärme freisetzt. Instabilität bedeutet, dass die Luft am Boden warm und leicht genug ist, dass sie, einmal in Bewegung gesetzt, durch die kühlere Luft darüber weiter nach oben beschleunigt statt wieder abzusinken - eine Eigenschaft, die direkt durch CAPE, die konvektiv verfügbare potenzielle Energie, gemessen wird. Hebung ist einfach der Auslöser, der ein Paket dieser warmen, feuchten Luft überhaupt erst nach oben in Bewegung bringt, sei es durch tägliche Erwärmung des Bodens, eine darunterschiebende Kaltfront, konvergierende Winde, oder Luft, die über ein Gebirge gezwungen wird.
Die drei Phasen im Leben eines Gewitters
Ein Gewitter beginnt im Cumulus-Stadium, wenn ein einzelner Aufwind aus aufsteigender, kondensierender Luft eine wachsende Wolke aufbaut und noch nichts herunterkommt. Sobald Wassertröpfchen und Eiskristalle darin zu schwer werden, um in der Schwebe zu bleiben, erreicht das Gewitter sein reifes Stadium: Regen oder Hagel fallen nun, ziehen Luft mit nach unten und erzeugen einen Abwind, der neben dem weiterhin bestehenden Aufwind verläuft. Das ist die heftigste Phase, mit dem stärksten Regen, den heftigsten Böen und praktisch allen Blitzen, die entstehen, wenn Eiskristalle und weichere Eiskörner namens Graupel im turbulenten, gemischtphasigen Teil der Wolke zusammenstoßen und elektrische Ladung austauschen. Schließlich schneidet der sich ausbreitende Abwind die warme, feuchte Zufuhr ab, die den Aufwind nährte, und das Gewitter geht in sein Auflösungsstadium über, wobei der Regen nachlässt, während das gesamte System unter seinem eigenen Ausströmen zusammenbricht.
Von gewöhnlichen Schauern zu schweren Superzellen
Ein isoliertes "Einzelzellen"-Gewitter lebt meist nur 30 bis 60 Minuten, weil sein eigener Abwind seinen Aufwind tötet, sobald beide übereinanderliegen. Kommt etwas mehr Organisation hinzu, mehrere Zellen, die nebeneinander oder nacheinander entstehen, ergibt sich ein Multizellen-Cluster oder eine Böenlinie, die stundenlang anhalten kann, einfach weil ständig neue Zellen entstehen, während alte verschwinden. Der gefährlichste Fall ist die Superzelle, die zu hoher Instabilität noch eine weitere Zutat braucht: starke Windscherung, also eine deutliche Änderung von Windgeschwindigkeit und -richtung mit der Höhe. Diese Scherung kippt das Gewitter so, dass Auf- und Abwind sich nicht mehr gegenseitig stören, wodurch der Aufwind stunden- statt minutenlang bestehen und sogar zu rotieren beginnen kann, was man Mesozyklone nennt. Superzellen erzeugen den meisten Großhagel, die zerstörerischsten geradlinigen Sturmböen und fast alle starken Tornados. Genau deshalb beobachten Meteorologen CAPE und den Lifted Index gemeinsam statt getrennt: Hohe Instabilität mit wenig Scherung produziert eher vereinzelte, kurzlebige Gewitter, während dieselbe Instabilität zusammen mit starker Scherung das klassische Rezept für schweres Wetter ist. Sie können beide Zutaten direkt auf den CAPE- und Lifted-Index-Karten von ngmeteo.com verfolgen und sehen, wo die Atmosphäre für Gewitter "geladen" ist, noch bevor sie sich überhaupt bilden.