Tautropfen

Tau ist ein beschlagender Niederschlag aus flüssigem Wasser. Durch Abkühlung der Luft unter den Taupunkt kondensiert der Wasserdampf der Luft an bodennahen Objekten. Dies geschieht besonders am frühen Morgen, da dann die Temperaturen wegen der fortgeschrittenen nächtlichen Wärmeabstrahlung der Erde am tiefsten sind (Morgentau). Kommt es anschließend zu einem Gefrieren der Tropfen, so spricht man von gefrorenem Tau, bei der Resublimation von Wasserdampf zu Eis spricht man von Raureif, der zu Reif oder Raueis (Raufrost) übergehen kann.

Die maximale Wasserdampfmenge, die die Luft aufnehmen kann, steigt exponentiell mit der Lufttemperatur. Die vom Wasserdampfgehalt abhängige Temperatur, bei der die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist, das heißt, dass sich genau so viele Wassermoleküle aus der Umgebungsluft an bestehende Tröpfchen anlagern, wie sich aus dem Tröpfchen herauslösen, nennt man den Taupunkt. Sobald die Temperatur der an der Erdoberfläche zunächst gelegenen Luftschichten unter den Taupunkt sinkt, kondensiert der Wasserdampf der Luft auf den abgekühlten Gegenständen zu kleinen Wasserkügelchen, auch Tauperlen genannt.

Umgangssprachlich spricht man davon, dass „der Tau fällt“, aber dies ist wie gezeigt nicht richtig. Kondensationsprodukte, die direkt in der Luft, also im Gegensatz zum Tau nicht auf Oberflächen gebildet werden, sind für Dunst, Nebel und in einigem Abstand zur Erdoberfläche auch Wolken verantwortlich. Die Grundprinzipien ihrer Entstehung unterscheiden sich dabei nur unwesentlich.

Die bei der Kondensation freiwerdende latente Kondensationsenergie wirkt einer schnellen Temperaturabnahme entgegen und dämpft den Effekt der Abkühlung daher ab. Dies führt zur Taupunktregel, die besagt, dass die Tiefsttemperatur der Nacht in etwa bis zur am vorherigen Nachmittag gemessenen Taupunkttemperatur sinkt. Diese Regel stellt allerdings nur eine grobe Orientierung dar.

Sinken die Temperaturen nach Bildung des Taus unter den Gefrierpunkt des Wassers, so können die Tauperlen gefrieren. Gefrorener Tau sollte aber nicht mit Reif verwechselt werden, der sich bei derart niedrigen Temperaturen ohne den Umweg über flüssigen Tau bildet. Tau entsteht durch Kondensation, Reif durch Resublimation. Auch mit Nebeltraufe besteht eine Verwechslungsgefahr, sie ist jedoch eng an das Vorhandensein von Nebel geknüpft und tritt vor allem an Nadeln auf.

Insbesondere in der englischsprachigen Fachliteratur wird der Tau gelegentlich noch in dewfall und distillation unterschieden. Letztere ist die (Re-)Kondensation aufsteigenden Wasserdampfs, der zuvor in tieferen (und damit nachts wärmeren) Bodenschichten verdunstet ist, an der Oberfläche bzw. den Pflanzen. Dewfall bezeichnet demgegenüber einen Nettogewinn aus der Atmosphäre.

Meist nicht zum Tau im eigentlichen Sinne gezählt wird die an hygroskopischen Medien (z. B. trockenen Bodenoberflächen) zu beobachtende Adsorption von Wasser aus der Luft bei einem Anstieg der relativen Luftfeuchte. Hierzu muss die Oberfläche nicht die Taupunkttemperatur unterschreiten.

Stets vom Tau zu trennen ist die Guttation, d. h. die Ausscheidung flüssigen Wassers aus dem Pflanzeninnern durch Öffnungen (Hydathoden) in den Blättern einiger Pflanzenarten, z. B. vieler Gräser. Da sie bei hohen Luftfeuchtigkeiten (nahe 100 % in der blattnächsten Luftschicht) auftritt und diese Bedingungen auch durch einen nächtlichen Rückgang der Oberflächentemperatur verursacht sein können, ist Guttation auch anhand der Wetterlage nur schwer von der Taubildung zu unterscheiden und tritt oft gleichzeitig auf.

Eine genügend starke Abkühlung der Erdoberfläche und der unteren Luftschichten setzt immer dann ein, wenn eine starke Ausstrahlung stattfinden kann. Dies ist nach Sonnenuntergang, also nachts, der Fall, wobei die Lufttemperatur am frühen Morgen meist ihr Minimum erreicht. Zu den hierfür nötigen Bedingungen gehören vor allem ein klarer, unbewölkter Himmel, eine möglichst unbewegte Luft und eine Bodenbedeckung, die eine gute Wärmeübertragung ermöglicht.