Wenn im Herbst die Tage immer kürzer, und die Nächte entsprechend immer länger werden, rückt er immer häufiger in den Wetter-Fokus, in etwa genauso, wie das berühmte Amen im Gebet: der Nebel, oder oft auch der etwas vom Erboden abgehobene Hochnebel.
Vor allem letztere Nebelform ist dabei an bestimmte Wettersituationen gekoppelt, die wir Meteorologen im Fachjargon als Inversionswetterlagen bezeichnen.

Ganz allgemein bedeutet Inversion Umkehrung oder Umdrehung, oder auch Umwandlung. Also irgendetwas muss an dieser Wetterlage gewissermaßen verkehrt sein. Um dieser Annahme auf den Grund zu gehen, betrachten wir die Atmosphäre so, wie sie sich normalerweise präsentiert, eine sozusagen „vertikal normal geschichtete“ Atmosphäre. Diejenigen, die im Sommerhalbjahr insbesondere zur Mittagszeit bzw. am Nachmittag in den Bergen unterwegs sind, wissen es: je höher man steigt, desto kühler wird es. Auch Messungen und physikalische Gesetze belegen es: je nach Feuchtegehalt der Luft nimmt die Temperatur um 0,5 bis 1°C pro 100 m Höhe ab.

Bei einer Inversionswetterlage ist es nun aber so, dass in den unteren Bereichen der Atmosphäre die Luft kälter ist als in den darüber liegenden Bereichen. Diese Schicht, wo kältere Luft lagert, kann dabei vertikal unterschiedlich mächtig sein. Meist ist sie ein paar dutzend Meter bis einige hundert Meter dick, im Extremfall auch mehr. Kalte Luft ist schwerer als warme und tendiert daher, zum Boden abzusinken, dadurch entsteht diese Schicht.

Im Sommerhalbjahr ist die Sonneneinstrahlung tagsüber kräftig genug, um für eine Erwärmung der bodennahen Luftschichten zu sorgen. Mit Fortschreiten des Herbstes ist dies jedoch je nach vorherrschender Wetterlage immer weniger so. Gerade bei Hochdruckwetterlagen kommt es im Winterhalbjahr so gut wie immer zur Ausbildung einer Temperaturinversion.

Verstärkt wird die Inversion bei Hochdrucklagen noch dazu, dass die Luft in einem Hochdruckgebiet großräumig absinkt. Das Absinken bewirkt eine zusätzliche Erwärmung der Luft und erfolgt dabei bis zur Obergrenze einer Inversion. Dies führt dazu, dass der Temperaturunterschied zwischen der „warmen Höhenluft“ und der „kalten Bodenluft“ entsprechend zunimmt.

Die folgende Abbildung stellt diesen Prozess schematisch dar:

Die warme Luft lagert dabei wie ein „Deckel“ auf der sich darunter befindenden Kaltluft und verhindert dadurch jeglichen Austausch.
Dadurch sammeln sich in der Kaltluft mit der Zeit vor allem in städtischen Ballungsräumen immer mehr Schadstoffe an, was zu einer markanten Verschlechterung der Luftqualität führt. Aber auch der Wasserdampfgehalt steigt unter stetigem Rückgang der Sichtweite immer mehr an, bis sich eben Nebel oder Hochnebel bildet. Über dem Nebel bzw. der Inversionsobergrenze kann man hingegen bei oft deutlich angenehmeren und milderen Verhältnissen hervorragende Fernsicht genießen.

Inversionswetterlagen dauern oft mehrere Tage, im Extremfall sogar einige Wochen an. Sie können nur dadurch beendet werden, dass der Temperaturkontrast zwischen Warm- und Kaltluft abgebaut wird. Dies geschieht beispielsweise durch das Heranführen kälterer Luft über der Nebelschicht, wie es bei Kaltfronten der Fall ist. Dies kann freilich nur dann geschehen, wenn die Tiefdrucktätigkeit wieder zunimmt und das Hochdruckgebiet abgedrängt wird.

Wenn im Herbst die Tage immer kürzer, und die Nächte entsprechend immer länger werden, rückt er immer häufiger in den Wetter-Fokus, in etwa genauso, wie das berühmte Amen im Gebet: der Nebel, oder oft auch der etwas vom Erboden abgehobene Hochnebel.
Vor allem letztere Nebelform ist dabei an bestimmte Wettersituationen gekoppelt, die wir Meteorologen im Fachjargon als Inversionswetterlagen bezeichnen.

Ganz allgemein bedeutet Inversion Umkehrung oder Umdrehung, oder auch Umwandlung. Also irgendetwas muss an dieser Wetterlage gewissermaßen verkehrt sein. Um dieser Annahme auf den Grund zu gehen, betrachten wir die Atmosphäre so, wie sie sich normalerweise präsentiert, eine sozusagen „vertikal normal geschichtete“ Atmosphäre. Diejenigen, die im Sommerhalbjahr insbesondere zur Mittagszeit bzw. am Nachmittag in den Bergen unterwegs sind, wissen es: je höher man steigt, desto kühler wird es. Auch Messungen und physikalische Gesetze belegen es: je nach Feuchtegehalt der Luft nimmt die Temperatur um 0,5 bis 1°C pro 100 m Höhe ab.

Bei einer Inversionswetterlage ist es nun aber so, dass in den unteren Bereichen der Atmosphäre die Luft kälter ist als in den darüber liegenden Bereichen. Diese Schicht, wo kältere Luft lagert, kann dabei vertikal unterschiedlich mächtig sein. Meist ist sie ein paar dutzend Meter bis einige hundert Meter dick, im Extremfall auch mehr. Kalte Luft ist schwerer als warme und tendiert daher, zum Boden abzusinken, dadurch entsteht diese Schicht.

Im Sommerhalbjahr ist die Sonneneinstrahlung tagsüber kräftig genug, um für eine Erwärmung der bodennahen Luftschichten zu sorgen. Mit Fortschreiten des Herbstes ist dies jedoch je nach vorherrschender Wetterlage immer weniger so. Gerade bei Hochdruckwetterlagen kommt es im Winterhalbjahr so gut wie immer zur Ausbildung einer Temperaturinversion.

Verstärkt wird die Inversion bei Hochdrucklagen noch dazu, dass die Luft in einem Hochdruckgebiet großräumig absinkt. Das Absinken bewirkt eine zusätzliche Erwärmung der Luft und erfolgt dabei bis zur Obergrenze einer Inversion. Dies führt dazu, dass der Temperaturunterschied zwischen der „warmen Höhenluft“ und der „kalten Bodenluft“ entsprechend zunimmt.

Die folgende Abbildung stellt diesen Prozess schematisch dar:

Die warme Luft lagert dabei wie ein „Deckel“ auf der sich darunter befindenden Kaltluft und verhindert dadurch jeglichen Austausch.
Dadurch sammeln sich in der Kaltluft mit der Zeit vor allem in städtischen Ballungsräumen immer mehr Schadstoffe an, was zu einer markanten Verschlechterung der Luftqualität führt. Aber auch der Wasserdampfgehalt steigt unter stetigem Rückgang der Sichtweite immer mehr an, bis sich eben Nebel oder Hochnebel bildet. Über dem Nebel bzw. der Inversionsobergrenze kann man hingegen bei oft deutlich angenehmeren und milderen Verhältnissen hervorragende Fernsicht genießen.

Inversionswetterlagen dauern oft mehrere Tage, im Extremfall sogar einige Wochen an. Sie können nur dadurch beendet werden, dass der Temperaturkontrast zwischen Warm- und Kaltluft abgebaut wird. Dies geschieht beispielsweise durch das Heranführen kälterer Luft über der Nebelschicht, wie es bei Kaltfronten der Fall ist. Dies kann freilich nur dann geschehen, wenn die Tiefdrucktätigkeit wieder zunimmt und das Hochdruckgebiet abgedrängt wird.