Luftfeuchtigkeit
Luftfeuchtigkeit beschreibt den Wasserdampfgehalt der Atmosphäre. Drei Grössen musst du auseinanderhalten: Das Mischungsverhältnis (Masse Wasserdampf pro Masse trockene Luft, in g/kg) ist temperaturunabhängig und ändert sich nur, wenn Wasser zugeführt oder ausgeschieden wird. Die relative Feuchte (in %) setzt den aktuellen Dampfdruck ins Verhältnis zum Sättigungsdampfdruck — sie steigt, wenn die Luft abkühlt, auch ohne dass neues Wasser dazukommt. Der Taupunkt ist jene Temperatur, auf die Luft abgekühlt werden müsste, um gesättigt zu sein (100 % rF). Faustregel: Liegt die Spread (Temperatur minus Taupunkt) unter etwa 2–3 °C, ist mit Nebel oder tiefer Bewölkung zu rechnen — entscheidend für Talflüge im Schweizer Mittelland an Herbstmorgen.
Aggregatzustandsänderung
Wasser kommt in der Atmosphäre in allen drei Aggregatzuständen vor, und jeder Phasenwechsel ist mit latenter Wärme verbunden — Energie, die ohne Temperaturänderung umgesetzt wird. Bei Kondensation (Dampf → Wasser) und Gefrieren (Wasser → Eis) wird Wärme an die Umgebung abgegeben; bei Verdunstung und Schmelzen wird sie aufgenommen. Sublimation (Dampf → Eis direkt, oder umgekehrt) spielt bei Eiswolken und Reif eine Rolle. Operativ heisst das: Wenn feuchte Luft in einer Wolke kondensiert, setzt sie Energie frei und treibt die Aufwärtsbewegung weiter an — der Motor jedes Gewitters. Bei der Vereisung gibt unterkühltes Wasser, das auf deiner Zelle gefriert, Wärme ab, was den Vereisungsprozess teilweise selbst verstärkt.
Adiabatische Prozesse
Ein Prozess ist adiabatisch, wenn keine Wärme mit der Umgebung ausgetauscht wird — typisch für ein Luftpaket, das vertikal steigt oder sinkt. Trockene oder ungesättigte Luft kühlt beim Aufsteigen mit etwa 1 °C pro 100 m ab (trockenadiabatischer Gradient). Sobald der Taupunkt erreicht ist und Kondensation einsetzt, wird latente Wärme frei und die Abkühlung verlangsamt sich auf etwa 0,5–0,6 °C pro 100 m (feuchtadiabatischer Gradient). Vergleichst du diese Gradienten mit dem tatsächlichen Temperaturgradienten der umgebenden Atmosphäre, ergibt sich die Stabilität: Kühlt die Umgebung schneller ab als das aufsteigende Paket, ist die Schichtung labil — Konvektion und Quellwolken. Kühlt sie langsamer ab, ist sie stabil. In den Alpen liefert dir das die Erklärung, warum Föhn-Lagen auf der Leeseite ungewöhnlich warm und trocken sind: Die Luft hat beim Aufstieg auf der Luvseite feuchtadiabatisch ausgeregnet und sinkt auf der Leeseite trockenadiabatisch ab — sie kommt wärmer unten an, als sie gestartet ist.
Relevanz in der BAZL-Prüfung
In 050.03 erwarten dich Rechen- und Verständnisfragen: Berechnung der Wolkenbasis aus Spread und trockenadiabatischem Gradient, Identifikation stabiler vs. labiler Schichtung aus einem Temperaturprofil, Einordnung welcher Phasenwechsel Energie freisetzt oder bindet. Diese Konzepte tauchen in späteren Topics (Wolken, Niederschlag, Gewitter, Vereisung) immer wieder auf — wer Thermodynamik solide sitzen hat, spart sich später viel Auswendiglernen.