Thema des Tages

Warum Tallagen besonders frostgefährdet sind

In der Nacht zum Freitag gab es an einigen Orten erneut Bodenfröste, vor allem in Tälern im Süden Deutschlands. An diesen Stationen fielen die Temperaturen in Bodennähe unter 0 Grad Celsius. Doch warum sind besonders diese Tallagen frostgefährdet?

Hierfür ist es wichtig zwischen Luftfrost und Bodenfrost zu unterscheiden. Von Luftfrost spricht man, wenn die Temperatur in 2 Meter Höhe über Grund unter den Gefrierpunkt fällt. Damit Bodenfrost auftritt, muss sich die Luft in einer Höhe von 5 Zentimeter über Grund auf unter 0 Grad Celsius abkühlen, dabei kann die Temperatur auf einer Höhe 2 Meter über Grund gemessen durchaus über dem Gefrierpunkt liegen. Dies passiert in Herbstnächten dann, wenn drei Faktoren erfüllt sind: wenig Bewölkung, eine geringe Luftfeuchte und möglichst niedrige Windgeschwindigkeiten.
In der Nacht gibt die Erdoberfläche langwellige Wärmestrahlung an die Atmosphäre ab und kühlt dadurch aus. Die bodennahe Luft wird dabei ebenfalls abgekühlt, sodass ihre Temperatur sinkt. Bei einem wolkenfreien Himmel kann diese Strahlung ungehindert ausstrahlen. Bei starker Bewölkung würde diese Strahlung an der Wolkenunterseite reflektiert werden und als sogenannte Gegenstrahlung wieder zurück zur Erdoberfläche gelangen und schwächt die Abkühlung der Erdoberfläche ab.
Auch die relative Luftfeuchte spielt eine Rolle. Wenn abkühlende Luft viel Wasser enthält, also eine hohe Luftfeuchte aufweist, beginnt dieses Wasser mit sinkenden Temperaturen zu kondensieren. Es wird also flüssig. Bei dem Phasenübergang von gasförmig zu flüssig wird aber viel Energie, die sogenannte latente Energie, freigesetzt. Diese war zuvor im Wasserdampf gespeichert und sorgt, wenn sie freigesetzt wird, für eine Erwärmung der Umgebungsluft (mehr dazu beim Thema des Tages vom 22.09.2026). Somit verhindert Nebelbildung eine starke Abkühlung.
Zuletzt braucht man noch geringe Windgeschwindigkeiten, damit keine Durchmischung der Luftschichten stattfindet. Kalte Luft hat eine höhere Dichte als warme Luft, sie ist also schwerer und sammelt sich in Bodennähe. Würde nun ein starker Wind wehen, würde dieser die kalte Bodenschicht mit den darüberliegenden wärmeren Schichten vermischen. Zudem wird durch die Reibung zusätzliche Wärmeenergie freigesetzt. Beide diese Faktoren verhindern eine starke Auskühlung, aber genau diese benötigt man ja für das Auftreten von Bodenfrost. Nun ist zwar klar wie es zu den niedrigen Temperaturen und damit zum Bodenfrost kommt, aber warum sind dann Tallagen besonders häufig davon betroffen?
Das liegt vor allem an ihrer Topographie, also ihrer Lage im Gelände. Wie bereits beschrieben hat kalte Luft eine geringere Dichte als warme Luft und sammelt sich in Bodennähe. Wenn sich nun Kaltluft in der Bodenschicht der umliegenden Hänge eines Tals bildet, fließt diese, angetrieben durch die Schwerkraft den Hang hinunter und sammelt sich im Tal. Dies wir auch gravitative Dichteströmung genannt.
Das Tal bildet die Kaltluft also nicht selbst, sondern wirkt viel mehr als Sammelbecken für die Kaltluft der umliegenden Hänge. Die kalte Luft sammelt sich also an der tiefsten Stelle im Gelände und sorgt dort für besonders niedrige Temperaturen.
Damit es bereits im frühen Herbst zu Bodenfrost kommt, müssen all diese Faktoren erfüllt sein. So kann es vorkommen, dass an einer Station Temperaturen unter 0 Grad Celsius und Bodenfrost auftreten, während wenige Kilometer weiter Plusgrade gemessen werden. Denn bereits kleine Unterschiede in der Topographie, der Bewölkung, der Windgeschwindigkeit oder der Luftfeuchtigkeit können dabei einen deutlichen Einfluss auf die Temperatur in Bodennähe haben. In der Nacht zum Freitag lässt sich gut der Unterschied der Temperatur in 5 Zentimeter und 2 Meter Messhöhe und der Einfluss der Bewölkung erkennen. An nahezu allen Stationen ohne Bewölkung wurde in 5 Zentimeter eine niedrigere Temperatur gemessen als in 2 Meter Höhe. Die Bodenschicht konnte hier also stärker auskühlen. Im Nordosten unter der Bewölkung dagegen, liegen die Temperaturen zum einen deutlich höher als im restlichen Bundesgebiet, zum anderen sind kaum Unterschiede zwischen den Höhen feststellbar.
An den Stationen in Gießen-Wettenberg (203 m) und am Hoherodskopf (740 m) zeigt sich, dass in der Höheren Lage die Temperaturen nie unter 3 Grad gefallen sind, während an der Messtation auf 203 m die Temperaturen auf 0 Grad gefallen sind
Wenn all die hier beschriebenen Bedingungen erfüllt sind, entsteht aber nicht nur Bodenfrost, sondern auch eine sogenannte Bodeninversion. Unter einer Inversion versteht man in der Meteorologie eine Umkehr des Temperaturverlaufs mit der Höhe. Normalerweise nimmt die Lufttemperatur mit der Höhe ab. Bei einer Inversion dagegen steigt die Temperatur mit der Höhe an. Um eine Bodeninversion handelt es sich dann, wenn sich die Bodennahe Luftschicht durch Ausstrahlung abkühlt und dadurch unter wärmeren Schichten liegt. Die Bodeninversion kann man besonders gut durch Radiosondenaufstiege erkennen, da hier die Temperatur mit steigender Höhe gemessen wird.
Auch in der nächsten Nacht kann aufgrund des Hochdruckeinflusses und der damit verbundenen trockenen Luft, niedrigen Windgeschwindigkeiten und geringer Bewölkung das Phänomen Bodenfrost in Tallagen und Inversionsbildung beobachtet werden.

MSc Sonja Hansen

Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 25.09.2026

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