imported>Aka: Halbgeviertstrich, Kleinkram

2025-02-21T19:05:22Z

Halbgeviertstrich, Kleinkram

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'''Frostgrenze''' bezeichnet die Höhe über oder unter einer konstanten Höhe, in der [[Frost]] – also Temperaturen unter 0° C – vorkommt oder vorkommen kann. Konkret werden drei Bedeutungen unterschieden:
* In [[Bauwesen]] und [[Landwirtschaft]] ist die (feststehende) Tiefe im [[Boden (Bodenkunde)|Boden]] unter der Oberfläche gemeint, in der Frost vorkommen ''kann'' (Ausnahme: [[Permafrostboden]]).
* In der [[Meteorologie]] ist eine (veränderliche) [[Höhe über dem Meeresspiegel]] bei bestimmten Wetterlagen oder zu bestimmten (Jahres)zeiten gemeint.
* In [[Geographie]] und [[Ökologie]] ist hingegen die (statische) [[klima]]tisch bedingte [[Höhengrenze]] im [[Gebirge]] beziehungsweise des [[Breitengrad]]es gemeint, die die Obergrenze der ganzjährig und dauerhaft frostfreien Gebiete darstellt. Sie wird auch '''Absolute Frostgrenze''' genannt.

== Frostgrenzen im Gebirge ==
Der physikalische Grund für die nach oben relativ eindeutig definierbare (veränderliche) Frostgrenze liegt im allgemeinen [[Atmosphärischer Temperaturgradient|Vertikalgradienten der Luft]], der im Mittel −6 °C pro 1000 Höhenmeter beträgt. Herrschen demnach beispielsweise in {{Höhe|1000|link=true}} Höhe momentan 3 °C, so wird die 0 °C-Grenze bei etwa {{Höhe|1500}} Höhe liegen. Mit der [[Schneefallgrenze]] oder der [[Schneegrenze]] stimmen (in der Regel) weder die veränderliche noch die absolute Frostgrenze überein.

Die lokale Lage der Frostgrenzen ist zudem von weiteren Bedingungen abhängig. Unter anderem:
* [[Sonnenstrahlung]]
* [[Exposition (Geographie)|Exposition]] (Ausrichtung eines Hanges zur Sonne)
* Neigung eines [[Berghang]]s
* [[Vegetation]] (Arten und Dichte)
* [[Boden (Bodenkunde)|Boden]]- und [[Gestein]]sarten
* [[Wind]]verhältnisse

=== Bodenfrost ===
Die Frostgrenzen im Boden sind von der Luft zu unterscheiden. Im [[Boden (Bodenkunde)|Erdboden]] sind die Temperaturen wenige Zentimeter unter der Erdoberfläche zumeist höher als darüber. Ebenfalls hat eine Schneedecke einen isolierenden Effekt. Umgekehrt kann durch nächtliche [[Ausstrahlung (Atmosphäre)|Ausstrahlung]] der Frost auch stärker als im örtlichen Mittel ausfallen.

== Frostgrenzen im Boden ==
Die Frostgrenze des Bodens wird als jene Tiefe unter der [[Erdoberfläche]] verstanden, unter der es nicht zu negativen [[Bodentemperatur]]en, gemessen in [[Grad Celsius]] (°C), kommt.
Die [[Frosteindringtiefe]] – die maximale Tiefe, in der der Boden während winterlicher Kälteperioden gefriert – stellt einen kritischen Parameter für Bauplanung, Landwirtschaft und Infrastrukturentwicklung dar. Besonders betroffen sind Bodenflächen in [[Senke]]n, wo sich Kälte sammelt und Tauwasser einsickert.

Die Frostgrenze im Boden ist von der lokalen [[Klimazone]] abhängig.
Für Deutschlands [[Geographische Breite|geographischen Breiten]] wird angenommen, dass die Frostgrenze durchschnittlich in 80 cm Tiefe liegt. Dieser Wert basiert auf historischen Maximalwerten, erscheint jedoch angesichts aktueller Klimaveränderungen überkonservativ. Seit 1950 verzeichnet man für Deutschland eine Zunahme winterlicher Mitteltemperaturen. Gleichzeitig verringerte sich die Anzahl frostintensiver Tage pro Jahr.
Trotz des Erwärmungstrends verzeichnete der Januar 2023 eine Kältewelle. Es steigt also das Risiko seltener Extremereignisse. Eine differenzierte Betrachtung von Mikroklimazonen und Bodentypen wird entscheidend.

Die Berechnung der Frosteindringtiefe basiert auf der [[Integralrechnung|Integration]] von Lufttemperaturen über die Zeit unter Berücksichtigung lokaler Bodeneigenschaften.

In der Erdkruste und im [[Innerer Aufbau der Erde|Erdinneren]] nimmt die Temperatur nach unten zu, in tiefen [[Bergwerk]]en um durchschnittlich 30 °C je Kilometer.
Nahe der Oberfläche sind die Verhältnisse bezüglich der Frostgrenzen im Boden, abseits von Gebirgen, unterschiedlich.
Sandige Böden mit geringer Wärmeleitfähigkeit (0,3–0,5 W/mK) ermöglichen tiefere Frosteindringung als tonhaltige Substrate (1,1–1,5 W/mK).
Durch Grundwasserströme, starke [[Durchfeuchtung]] oder gut wärmeleitenden [[Fels]]boden wird das Temperaturgefälle zur Erdoberfläche hin abgeschwächt. Ebenso weichen die Verhältnisse polwärts der [[Permafrostgrenze]]n davon ab.
Bei schlecht wärmeleitenden Bodenschichten reduzieren sich die [[jahreszeit]]lichen Schwankungen der Temperatur bereits nach wenigen Metern deutlich.

=== Frostschutz im Vermessungs- und Bauwesen ===
Die Frostgrenze bezeichnet die maximale [[Frosttiefe|Eindringtiefe des Frostes]] in den Boden. Sie ist abhängig vom Klima, der örtlichen Lage, dem Wassergehalt und der Bodenart. In Mitteleuropa liegt die Frostgrenze zwischen 0,80 und 1,50 m unter der Oberfläche. Die 80 cm Tiefe ist für alle [[Fundament]]e, Gründungen und [[Messpfeiler]] einzuhalten,<ref>DIN 1054:2010-12 ''"Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau – Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1"'' S. 40.</ref> um ein Anheben des [[Beton]]s durch [[Frosthub]] zu vermeiden. Durch den Effekt des [[Auffrieren]]s können auch allmählich Steine an die Oberfläche kommen. Daher müssen auch [[Vermessungspunkt]]e und wichtige [[Grenzpunkt]]e in mindestens diese Tiefe reichen.

Unter [[Gebäude]]n und unter [[Verkehrsweg]]en wird im Regelfall eine Schicht [[Schotter]] als [[Frostschutz]] geschüttet. Dadurch wird das Niederschlagswasser abgeleitet und kann beim Frieren keine Bodenhebung mehr verursachen. Andernfalls kommt es zu Rissen und [[Frostaufbruch|Frostaufbrüchen]].

Um die Bau- und Landwirtschaft mit aktuellen Daten zu versorgen, messen die [[Wetterwarte]]n zusätzlich zur [[Lufttemperatur]] auch die des [[Bodentemperatur|Bodens]] in verschiedenen Tiefen.

In Regionen des [[Permafrost]]es wie in [[Sibirien]] ist die Frostgrenze oft nicht mit vertretbarem baulichem Aufwand erreichbar, so dass besondere Vorkehrungen zur [[Gründung (Bauwesen)|Gründung]] von Bauwerken erforderlich werden.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Meteorologische Größe]]
[[Kategorie:Baukonstruktion]]
[[Kategorie:Bodenkunde]]
[[Kategorie:Frost]]

Frostgrenze - Versionsgeschichte

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