Stichwort Strahlungsfrost

[Uwe/Eschlikon]

Hallo zusammen

Da der Winter vor der Tür oder auch schon im Türrahmen steht, möchte ich wieder einmal auf das Thema "Strahlungsfrost" aufmerksam machen.

Das Phänomen, das nicht einfach zu beschreiben ist, tritt vor allem in klaren, windstillen Winternächten auf. Und der Grund, warum ich das jetzt schreibe, ist der, dass aktuell bei uns dieses Phänomen gerade auftritt.

Bei mir ist es draussen momentan klar und windstill. Die Lufttemperatur beträgt +4,8°C. Es liegt momentan noch ein wenig Schnee (anfangs Woche gab es 5-10cm) und die Schneereste sind pickelhart gefroren, trotz der +4,8°C. Auch die Pflanzentriebe sind hart und glasig. Die Oberflächentemperatur der nach oben (zum Himmel) gerichteten Pflanzenteile (Blätter, Halme, Kakteenglieder) dürfte derzeit um -3 bis -5°C liegen, je nach Winkel.
Bei einer Lufttemperatur von -10°C und klarem Himmel und Windstille, da dürfte demnach die Oberflächentemperatur der Pflanzenteil gegen -20°C oder gar darunter absinken! Und -20°C ist für manche Arten schon kritisch. Immer wieder sehe ich zB. nach ein paar klaren, kalten Nächten, wie sich immergrüne Kirschlorbeerhecken ein paar Tage später beginnen, sich von oben her braun zu verfärben -> typisches Zeichen von Strahlungsfrösten.

Auch unsere Kakteen, die ungeschützt draussen stehen, erleiden dann den grössten Stress in ihren Zellen. Speziell dann, wenn auch noch grosse Temperaturschwankungen in kurzer Zeit auftreten. Nicht selten fragt man sich zu Beginn des Frühlings, warum auf einmal Triebe von gut harten Kakteen plötzlich wegfaulen...Strahlungsfröste können daran Schuld sein.

Liegt Schnee, dann ist das kein Problem. Schnee isoliert bestens. Liegt aber kein Schnee, ist es am besten, man wirft ein Vlies darüber. Damit kann man 10° Temperatur ohne grossen Aufwand gewinnen.

Für Intressierte sei dieser Artikel lesenswert:
http://de.wikipedia.org/wiki/Atmosph...Gegenstrahlung

Grüsse, Uwe

[Captain Nemo]

Hallo Uwe,

sehr interessanter Artikel, bin selbst Physiker...

Andererseits nehme ich an, dass die üblichen Angaben über die Frosthärte von Pflanzen sich immer auf die gemessene Lufttemperatur beziehen. Ich glaube nicht, dass sich jemand die Mühe macht, die Oberflächentemperatur der Pflanze zu messen?

Andererseits, während ich das tippe und darüber nachdenke, fällt mir noch ein anderer Aspekt ein... letztlich wirkt ja ein Regenschutz auch ein bisschen als Schutz gegen Wärmeverlust durch Strahlung. Das heißt ein Regenschutz hat zwei Wirkungen: (a) Wurzeln werden nicht nass (b) der Pflanzenkörper wird nicht so kalt.

Grüße von Captain Nemo!

[micha123]

Andererseits nehme ich an, dass die üblichen Angaben über die Frosthärte von Pflanzen sich immer auf die gemessene Lufttemperatur beziehen.

Das würde ich unterschreiben. Bei mir auf dem Balkon sind bisher alle Schäden (Totalausfälle bisher noch keine) immer nur auf der Seite die "den Himmel sehen kann". Mein Thelocactus rinconensis (klassifiziert bis -15 Grad) sieht auf der dem Haus zugewandten Seite absolut unversehrt aus (Minimum lag auch bei nur etwa -12 Grad) während die nach außen weisende Seite komplett erfroren ist (helle Flecken). Die Pflanze scheint es aber zu überleben, ich habe sie reingeholt und sie ist heute nach mehr als 2 Wochen immer noch fest.

Bei Interesse kann ich auch Bilder von dem Schaden machen.

Gruß,
Micha

[Chrissi]

Hallo Micha,

Bilder würden mich sehr interessieren.

LG Christa

[micha123]

Bilder würden mich sehr interessieren.

Hallo Chrissi,
dann werde ich bei Gelegentheit mal Bilder machen und hier reinstellen. Zum Vergleich habe ich frostharte Gymnos, bei denen sind die Schäden nicht einseitig (da ist wohl einfach allgemein die Luft zu kalt bzw. sie vertragen den Dauerfrost nicht so gut).

Gruß,
Micha

[komtom]

Hallo Gemeinde,

ich habe das Thema interessiert verfolgt, trotzdem muss mir mal jemand erklären was Strahlungsfrost denn sein soll. Selbstverständlich strahlt jeder Körper gemäß seiner Temperatur Wärme ab. Im Grunde genommen sollten das auch elektromagmetische Wellen sein. So beträgt z. B. die Hintergrundstrahlung im Universum ca. 3C° über dem absoluten Nullpunkt.

Der dabei entstehende Wärmeverlust hängt von vielen Faktoren, z. B. der Umgebungstemperatur ab. So verliert eine Kaktee beim physikalischen Vorgang des Gefrierens wohl erst einmal die Energie welche beim Auskristalisieren des Wassers frei wird, was auch bedeutet, dass der Pflanzenkörper erstmal wärmer ist als die Umgebung. Aber warum sollte so ein Vorgang nur auf einer Seite schädigend wirken? Und wie sollte ein Körper mehr Energie abstrahlen, also kälter werden, als er von der Umgebung erhält? Es sei denn durch Verdunstung.

Meine Erfahrung hat gezeigt, dass vielmehr die Strahlung aus dem Tageshimmel, UV-Strahlung, oder direktes Sonnenlicht die Pflanzenzellen im Winter schädigt, das währe eine Erklärung warum immer die himmelwärts geneigte Seite geschädigt ist. Man stelle sich vor, dass über Nacht der gesamte Pflanzenkörper gefroren ist, tagsüber sorgt, besonders bei Dauerfrost, Sonnenlicht oder auch UV-Licht aus bedecktem Himmel dafür dass die oberste Schicht der Epidermis auftaut und Wasser verdunstet. Dieser Vorgang wiederhohlt sich möglicherweise mehrmals, man kann sich sehr gut vorstellen das dies für die Pflanzen nicht so gut ist.

Auf diese Ursache führte ich Schädigungen (bis zum Verlust) an Pflanzen aus meiner Sammlung zurück, die in früheren Wintern bis -27C° ertragen haben.
Im Winter 1997/98 gab es mehrere Tage Dauerfost von -15° nachts und ca. -8C° tagsüber, aber das waren Temperaturen die den Pflanzen bisher nichts anhaben konnten. Es war jeden Tag sonnig vielleicht ein wenig diesig, das Gewächshaus in dem sich die Pflanzen befanden ist nicht isoliert auch sind stets alle Fenster geöffnet, so dass die Temperatur auch hier nicht über 0C° steigen konnte. Betroffen waren vor allem solche Kakteen welche recht lichte Bedornt waren, z. B. Ecc. triglochidiatus, coccineus betroffen, während dicht bedornte Pflanzen wie Esc. organensis, vivipara und Ecc. baylei keine Schädigung zeigten.

Ich sorge seither für Beschattung während der Wintermonate, wenn das der Schnee nicht erfüllt dann habe ich für klare und kalte Tage eine Bambusmatte parat welche dann über den Giebel geschmissen wird. Aber bisher musste ich sie nur wenige male einsetzen.

also bis bald

komtom

[micha123]

ich habe das Thema interessiert verfolgt, trotzdem muss mir mal jemand erklären was Strahlungsfrost denn sein soll.

Damit ist gemeint, dass Gegenstände (z.B. die Hauswand) genausoviel Infrarotstrahlung zurückschicken wie der Kaktus an sie verliert (bei gleicher Temperatur von Wand und Pflanze). Im klaren Himmel verschwindet dagegen die Infrarotstrahlung aus der Pflanze und es kommt nichts zurück (oder eben viel weniger). Die Pflanze "friert" daher mehr als wenn sie nur von Wänden umgeben wäre.

...
Aber warum sollte so ein Vorgang nur auf einer Seite schädigend wirken? Und wie sollte ein Körper mehr Energie abstrahlen, also kälter werden, als er von der Umgebung erhält? Es sei denn durch Verdunstung.

s.o.

Meine Erfahrung hat gezeigt, dass vielmehr die Strahlung aus dem Tageshimmel, UV-Strahlung, oder direktes Sonnenlicht die Pflanzenzellen im Winter schädigt, das währe eine Erklärung warum immer die himmelwärts geneigte Seite geschädigt ist. Man stelle sich vor, dass über Nacht der gesamte Pflanzenkörper gefroren ist, tagsüber sorgt, besonders bei Dauerfrost, Sonnenlicht oder auch UV-Licht aus bedecktem Himmel dafür dass die oberste Schicht der Epidermis auftaut und Wasser verdunstet. Dieser Vorgang wiederhohlt sich möglicherweise mehrmals, man kann sich sehr gut vorstellen das dies für die Pflanzen nicht so gut ist.

Das ist natürlich auch möglich. Ich weiss nicht wie die Schäden entstanden sind, sie waren halt plötzlich da ... und die Sonne hat da nicht geschienen, die Temperaturen waren allerdings am Limit was die Pflanze angeblich abkönnen soll.

Interessant finde ich halt, dass die Schäden an den Thelos einseitig sind, die an z.B. den Gymnos aber nicht. Nachher gibts Bilder ...

Gruß,
Micha

[micha123]

So, hier nun die versprochenen Bilder. Zuerst mal die etwas frosthärteren Pfanzen die allgemein gelitten haben und von allen Seiten gleich aussehen:

Acharagma aguirreanum - bei Uhlig als "(dw)" klassifiziert (Man erkennt die leicht weiß verfärbte Epidermis):
http://micha.freeshell.org/tmp/Kaktus/2010-02-01_Acharagma_aguirreanum_small.jpg
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(137KiByte)

Gymnocalycium calochlorum - laut Schild bis maximal -23 Grad Celsius (dauerhaft bis -10 Grad Celsius):
http://micha.freeshell.org/tmp/Kaktus/2010-02-01_Gymnocalycium_calochlorum_small.jpg
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(117KiByte)

Gymnocalycium gibbosum v. brachypetalum P101 - bei Haage mit "*2" (-20 Grad Celsius) klassifiziert:
http://micha.freeshell.org/tmp/Kaktus/2010-02-01_Gymnocalycium_gibbosum_v_brachypetalum_P101_small.jpg
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(95KiByte)

Bei beiden Gymnos haben sich grossflächig helle Verfärbungen gebildet, die Epidermis ist aber prinzipiell noch intakt.

Escobaria hesteri - sieht auch recht mitgenommen aus:
http://micha.freeshell.org/tmp/Kaktus/2010-02-01_Escobaria_hesteri_small.jpg
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(102KiByte)

So und nun die einseitigen Schäden (nochmal zur Erinnerung: Alle hier gezeigten Pflanzen stehen auf dem gleichen Tisch!)

Thelocactus rinconensis_SB301 - bei Haage mit "*3" (-15 Grad Celsius) klassifiziert. Die dem Haus zugewandte Seite völlig intakt:
http://micha.freeshell.org/tmp/Kaktus/2010-02-01_Thelocactus_rinconensis_SB301_small.jpg
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(107KiByte)

Die dem Himmel zugewandte sieht dagegen so aus:
http://micha.freeshell.org/tmp/Kaktus/2010-02-01_Thelocactus_rinconensis_SB301_Flecken_small.jpg
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(118KiByte)

Thelocactus leucacanthus - eigentlich gar nicht frosthart, stand zum Test draussen. Auch hier die dem Haus zugewandte Seite völlig intakt:
http://micha.freeshell.org/tmp/Kaktus/2010-02-01_Thelocactus_leucacanthus_small.jpg
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(98KiByte)

Die dem Himmel zugewandte zeigt auch hier starke Schäden:
http://micha.freeshell.org/tmp/Kaktus/2010-02-01_Thelocactus_leucacanthus_Flecken_small.jpg
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(84KiByte)

Sieht aus als hätte sich unter der Epidermis Eis gebildet und diese abgerissen, sie scheint an den Schadstellen gar keinen Kontakt mehr mit dem Körper darunter zu haben.

Gruß,
Micha

[OPUNTIO]

Hallo
Das hat genau den Grund, den Komtom so treffend beschrieben hat. Tagsüber einseitiges Auftauen durch die Sonne trotz Minusgraden bei der Luft.
Die Opuntia phaeacantha in meinem Beet auf der Südseite hatten immer dieses Problem. Die gleichen Pflanzen auf der Nord-Ost-Seite des Hauses, bekommen im Winter nur sehr wenig Sonne ab. Die waren immer tadellos.
Aus diesem Grund werfe ich, bei Sonnenschein und Minusgraden, immer Schnee über die Pflanzen. Der reflektiert prima und hält die Pflanze gefroren.
Wenn die Luft allerdings ein paar Plusgrade hat und die Sonne scheint, tue ich das nicht. Denn dann taut die Pflanze ja beidseitig auf.
Man braucht ja nur mal, bei Sonnenschein und Frost, mit dem stumpfen Ende eines Bleistiftes an beide Seiten eines grösseren Opuntienohres klopfen. Die sonnenabgewandte Seite klingt, als würde man gegen ein Stück Holz klopfen. Die zugewandte Seite gibt eigentlich gar kein Geräusch von sich.
Gruß Stefan

[davinchy007]

nu wird mir auch klar warum in meinem Frühbeetkasten die Mutterpflanze erfriert und der Ableger überlebt. Die Mutterpflanze steht halt in einem größeren Topf(also höher) und der Ableger in eienem kleinen(niedrigen) Topf,
Der Topf steht also geschützt zwischen den großen.
Das ist mir in den letzten paar Jahren schon mal aufgefallen.

davinchy007