Wie Niederschlag gemessen wird

1 mm = 1 Liter pro Quadratmeter

Niederschlag wird als Höhe angegeben — als wäre er auf einer ebenen Fläche stehen geblieben. Der DWD definiert die Niederschlagshöhe als das, „wie hoch flüssiger Niederschlag eine horizontale Erdbodenfläche … bedecken würde, wenn nichts … abfließen, verdunsten oder versickern könnte“. Und daraus folgt der Merksatz, wörtlich beim DWD:

„Niederschlagshöhe von 1 mm entspricht einem Regenwasservolumen von 1 Liter pro Quadratmeter.“ — DWD

Die Höhe 1 mm auf 1 m² ergibt genau 1 Liter. Angegeben wird sie auf Zehntel Millimeter genau; fester Niederschlag wie Schnee wird vor der Messung geschmolzen und als Wasserhöhe bestimmt.

Praktisch heißt das: Ein Dach mit 40 m² Grundfläche bekommt bei 10 mm Regen 400 Liter ab. Wie viel davon in einer Regentonne ankommt und ob sie in den nächsten Tagen voll wird, rechnet der Regentonnen-Rechner — mit offenen Annahmen und den 51 Läufen des ECMWF-Ensembles als Spanne.

Der Regenmesser — klassisch und modern

Der klassische, manuell abgelesene Hellmann-Niederschlagsmesser fängt den Regen in einem Trichter, sammelt ihn verdunstungsgeschützt und wird in ein normiertes Messglas gefüllt. Das Auffanggefäß steht 1 m über dem Boden; die kreisrunde Auffangfläche beträgt nach WMO-Standard mindestens 200 cm² (im Gebirge auch größer, bis 500 cm²).

Damit umliegende Hindernisse den Wind — und damit den Fang — nicht verfälschen, gilt beim DWD eine klare Regel: Hindernisse müssen „doppelt so weit vom Niederschlagsmesser entfernt sind, wie sie an Höhe messen“. Moderne Stationen nutzen Wägeniederschlagsmesser: Eine elektronische Waage misst das Gewicht des aufgefangenen Wassers (auch aus geschmolzenem Schnee, Graupel, Hagel), und „der Rechner ermittelt … aus der Wassermenge die entsprechende Niederschlagshöhe“.

Schnee: Höhe ist nicht Menge

Zehn Zentimeter Schnee sind nicht zehn Millimeter Niederschlag. Maßgeblich ist das Wasseräquivalent — das, was nach dem Schmelzen übrig bleibt. Der DWD: „1 mm Wasseräquivalent entspricht 1 l Schmelzwasser / m².“ Wie viel Wasser in einem Zentimeter Schnee steckt, hängt stark von der Schneeart ab:

Werte aus der DWD-Tabelle „spezifisches Wasseräquivalent“; der DWD betont: „Die Übergänge zwischen den einzelnen Schneearten sind nicht genau definiert!“ Die populäre Faustregel „10 cm Schnee ≈ 1 cm Wasser“ (1:10) liegt nur in der Mitte der Neuschnee-Spanne — ein grober Richtwert, keine feste Regel.

Radar schätzt — es misst nicht am Boden

Das bunte Regenradar wirkt wie eine Messung, ist aber eine Schätzung. Das Radar sendet Impulse, die an den Niederschlagsteilchen gestreut werden; aus der Rückstrahlung (Reflektivität) wird die Regenmenge indirekt berechnet:

„Der Radarreflektivitätsfaktor Z wird mittels einer empirischen Z-R-Beziehung in die Niederschlagsintensität R umgerechnet …“ — DWD

Warum Regenmesser zu wenig fangen

Auch der beste Regenmesser unterfängt den real gefallenen Niederschlag systematisch. Hauptursache ist der Wind: Das Gerät ist ein Strömungshindernis, leichte Teilchen (vor allem Schnee) werden über die Öffnung hinweggetragen; dazu kommen Benetzungs- und Verdunstungsverluste. Der DWD korrigiert diesen „systematischen Messfehler“ rechnerisch (auf Basis von WMO-Vergleichsstudien, unter Berücksichtigung von Temperatur, Feuchte und Windgeschwindigkeit).

Die Größenordnung ist beachtlich: Der Bias reicht laut DWD „von etwa 5 % im Flachland im Sommer bis zu mehr als 50 % an windexponierten Orten über 1500 m im Winter“. Genau solche Effekte sind der Grund, warum diese Seite Zahlen mit ihrer Herkunft und nicht als absolute Wahrheit zeigt.