Zwei Hänge desselben Bergkamms, nur wenige Kilometer voneinander entfernt, können völlig unterschiedliche Welten beherbergen. Auf der einen Seite: Nebelwälder, moosbewachsene Felsen und rauschende Bäche. Auf der anderen: verdorrte Erde, spärliche Sträucher und Niederschläge, die kaum wenige Millimeter im Jahr erreichen. Hinter diesem auffälligen Gegensatz steht ein einziger Mechanismus: Feuchte Luft muss ein Gebirgshindernis überwinden und lädt dabei ihre Fracht ab. Geographen nennen dieses Phänomen "Regenschatten".
Orografischer Niederschlag: feuchte Luft im Aufstieg
Der über Ozeanen und großen Gewässern verdunstete Wasserdampf wird von den vorherrschenden Winden ins Landesinnere getragen. Trifft diese feuchtigkeitsbeladene Luftmasse auf eine Bergkette, bleibt ihr kein anderer Weg, als den Hang hinaufzusteigen. Niederschlag, der dadurch entsteht, dass Luft über ein Hindernis gehoben wird, heißt orografischer Niederschlag (oder Steigungsregen). Das Wort "orografisch" stammt vom griechischen "oros" für Berg und beschreibt den Einfluss der Landformen auf die Atmosphäre.
Da der Luftdruck über der aufsteigenden Luft abnimmt, dehnt sie sich aus. Sich ausdehnendes Gas kühlt ab, sodass die Temperatur der Luftmasse beim Aufstieg sinkt. Solange die Kondensation noch nicht eingesetzt hat, verläuft diese Abkühlung mit der "trockenadiabatischen" Rate von etwa 1 °C je 100 Meter.
Kondensation und die Entstehung der Wolken
Beim Abkühlen sinkt die Fähigkeit der Luft, Wasserdampf zu halten, rasch. Erreicht die Temperatur den Taupunkt, beginnt der Dampf zu winzigen Wassertröpfchen zu kondensieren; so entstehen Wolken. Weil die bei der Kondensation frei werdende latente Wärme die Luft leicht erwärmt, verläuft die Abkühlung von nun an langsamer, mit der "feuchtadiabatischen" Rate.
Setzt sich der Aufstieg fort, verbinden sich die Tröpfchen, werden schwerer und fallen als Regen oder Schnee. Deshalb konzentriert sich der Niederschlag auf der Luvseite (dem Wind zugewandt) der Berge und nimmt meist mit der Höhe zu. Erreicht die Luftmasse den Gipfel, hat sie den Großteil ihrer Feuchtigkeit bereits abgegeben.
Warum ist die Luvseite sattgrün?
Ständig von Wolken, Nebel und Regen umhüllt, wird die Luvseite zu einem wasserreichen Ökosystem. Dichte Wälder, Farne, tiefgründige Böden und ganzjährig fließende Bäche prägen diese Seite. In manchen Regionen erreicht der Jahresniederschlag mehrere tausend Millimeter; die Luvhänge von Kauai auf Hawaii zählen zu den regenreichsten Orten der Erde. Da diese Seite zudem eine dicke Schneedecke speichert, wirkt sie wie ein natürlicher Speicher, der die Flüsse durch den trockenen Sommer speist.
Die Leeseite und der Regenschatten
Die Luft, die den Gipfel überquert, ist nun trocken. Beim Abstieg auf der Leeseite (vom Wind abgewandt) wird sie durch den steigenden Druck komprimiert und erwärmt. Wärmere Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen, doch da sie keine mehr abzugeben hat, sinkt ihre relative Luftfeuchte und Regen wird nahezu unmöglich. Diese trockene Zone ist der Regenschatten und entspricht oft einer halbtrockenen Steppe oder einer echten Wüste.
Der Unterschied zwischen beiden Hängen kann dramatisch sein: In Norwegen erhält die Westseite des Skandinavischen Gebirges über 2.000 Millimeter im Jahr, während die Region um Oslo, direkt östlich davon, kaum ein Drittel davon erreicht. Gleicher Längengrad, gleiche Breite, ein völlig anderes Klima.
Föhn: der wärmende und trocknende Fallwind
Diese warme, trockene Luftströmung, die an der Leeseite herabsinkt, heißt in vielen Sprachen Föhn (Föhn in den Alpen, Chinook in Nordamerika, Zonda in Argentinien). Beim Aufstieg kühlt die Luft langsam mit der feuchtadiabatischen Rate ab, beim Abstieg erwärmt sie sich schnell mit der trockenadiabatischen Rate. Wegen dieser Asymmetrie erreicht die Luftmasse die Ebene wärmer und weit trockener als zu Beginn ihres Aufstiegs. Föhnwinde können Schnee rasch schmelzen, die Luftfeuchte innerhalb von Stunden einbrechen lassen und die Waldbrandgefahr erhöhen.
Beispiele aus aller Welt
Regenschatten treten überall dort auf, wo Berge feuchte Winde abschirmen. Die Atacama-Wüste in Chile, geschützt durch die Ostflanke der Anden, gilt als der trockenste nichtpolare Ort der Erde. Das Hochland von Tibet nördlich des Himalaya und die Steppen Zentralasiens sind trocken, weil die Monsunfeuchte die Berge nicht überwinden kann. In Nordamerika sind das Death Valley im Schatten der Sierra Nevada und die Steppe im Osten Washingtons hinter der Kaskadenkette Ergebnisse desselben Vorgangs. Im Süden Südamerikas, wo die Anden Winde aus der entgegengesetzten Richtung abfangen, liegt der Regenschatten über dem argentinischen Patagonien. In allen Fällen gilt eine Regel: Auf welchem Hang der Berg seine Feuchtigkeit lässt, der andere Hang bleibt trocken.