Wolken

Wolken sind Ansammlungen von Wasser und anderen Teilchen – wie Staub – in der Erdatmosphäre. Je nach Art bestimmen Wolken das Wetter maßgeblich. Doch sie sind nicht nur ausschlaggebend für das Wetter, sie regeln auch den Wasserhaushalt weltweit und sind deshalb für alle Lebewesen lebensnotwendig.

Wolken – Definition

Wolken schweben in der Luft und tragen kleine Wasser-, Eis- und zum Teil auch Staubteilchen in sich, die die Erdoberfläche zunächst nicht berühren. In der Fachsprache werden Wolken auch Hydrometeoren genannt.

Wolken sind überlebenswichtig, weil sie verdunstetes Wasser aus allen Gewässern speichern und es weitertragen, um es anschließend in Form von Regen auf der ganzen Welt zu verteilen.

Erforschung der Wolken

Schon Aristoteles, der vor über 2000 Jahren lebte, faszinierten die Wolken, ihre Besonderheiten und vor allem ihre Entstehung. Seitdem haben sich viele Wissenschaftler*innen mit der Thematik auseinandergesetzt und im Laufe der Jahre kamen zunehmend neue Erkenntnisse dazu.

Der aktuelle Stand in der Meteorologie ist, dass es insgesamt zehn Wolkengattungen, 14 Wolkenarten und sowohl neun Wolkenunterarten als auch neun Begleitwolken mit zusätzlichen Sonderformen gibt. Was das alles bedeutet, erfährst Du im weiteren Verlauf der Erklärung.

Entstehung von Wolken

Wolken entstehen durch die Veränderung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Und genau so lösen sich auch wieder auf. Dass sich die Temperatur und die Luftfeuchtigkeit verändern, kann immer wieder und vor allem zügig passieren, etwa durch thermische Aufwinde oder Kalt- oder Warmfronten.

Thermische Aufwinde entstehen dadurch, dass die Sonneneinstrahlung die Erdoberfläche und die Luft erwärmt, wodurch sie schneller aufsteigen kann. Warme Luft ist leichter und weniger dicht als kalte Luft.

Bei der Kaltfront schiebt sich kalte Luft unter die warme Luft, wodurch die Luft insgesamt abkühlt. Bei einer Warmfront handelt es sich um den gleichen Prozess, jedoch bewegt sich hierbei die warme auf die kalte Luft zu.

Die Front stellt eine Luftmassengrenze zwischen Erdoberfläche und Frontfläche dar.

Nachdem Du nun weißt, welche Faktoren zur Wolkenbildung beitragen, gehen wir etwas genauer auf die Prozesse ein, die während der Wolkenbildung eintreten.

Maßgebliche Prozesse der Wolkenbildung sind die Kondensation und die Verdunstung.

Bei der Bildung von Wolken kommt es darauf an, dass das Verhältnis zwischen Kondensation und Verdunstung stimmt, damit die Bildung der Wassertröpfchen und -kristallen garantiert ist.

Während der Wolkenbildung muss die Kondensationsrate höher sein als die Verdunstungsrate, da es bei der Kondensation zur Bildung eines flüssigen Stoffes kommt, was für die Tropfenbildung essenziell ist. Die Verdunstung bewirkt gegenteiliges.

Wenn der Fall eintritt, dass die Kondensationsrate höher ist als die Verdunstungsrate, können die Tropfen wachsen und die Wolkenbildung setzt ein.

Niedrige Temperaturen und eine relativ hohe Luftfeuchtigkeit begünstigen die Wolkenbildung und können sie beschleunigen. Das liegt daran, dass bei einer hohen Luftfeuchtigkeit mehr Wassermoleküle vorhanden sind, die sich ansammeln können. Bei hohen Temperaturen können sich diese Anhäufungen wieder lösen, daher sorgen niedrige Temperaturen wiederum dafür, dass sie bestehen bleiben, was den Grundstein für die Wolkenbildung darstellt.

Abbildung 1 veranschaulicht die Entstehung von Wolken. Zu sehen ist der Prozess, bei dem Wasser von Gewässern und Pflanzen aus verdunstet, wobei Wasserdampf aufsteigt. Je weiter der Wasserdampf aufsteigt, desto mehr kühlt er sich ab, wodurch sich die Wassermoleküle ansammeln und die Wolkenbildung einsetzt.

Abb. 1 - Wolken Entstehung

Einfluss des Menschen auf die Wolkenbildung

Bis jetzt haben wir uns angeschaut, wie Wolken auf natürliche Art und Weise entstehen. Sie entstehen jedoch auch durch den Einfluss der Menschen, der sich meist in Form von Schadstoffen ausdrückt. Die schädlichsten Schadstoffe entstehen durch das Verbrennen von Biomassen, Tabakrauch, Dämpfe von Teer oder Autoabgase.

Je mehr Schadstoffe freigesetzt werden, desto höher ist die Menge an Kondensationspartikeln in der Atmosphäre.

Zu den Kondensationspartikeln gehört unter anderem Ultrafeinstaub.

Es gibt ein Beispiel für menschengemachte Wolken, das vermutlich jeder schon einmal wahrgenommen hat.

Es werden aber auch bewusst größere künstliche Wolken erzeugt, die durch Flugzeuge mit Silberjodid oder auch Trockeneis angereichert werden.

Die Wolken regnen in der Folge schneller ab, da die Luftfeuchtigkeit aufgrund der Salze sofort kondensiert. Das Silberjodid und weitere Salze werden jedoch mit abgeregnet, was dafür sorgt, dass es nicht den geplanten positiven, sondern einen negativen Einfluss auf die Umwelt und die Menschen hat.

Künstlich erzeugte Wolken helfen vorwiegend Orten, die von starker Trockenheit betroffen sind. Das schnellere Abregnen soll dafür sorgen, dass Waldbrände verhindert und dass Landwirtschaft besser betrieben werden kann.

Du hast Dich vielleicht schon einmal gefragt, warum Wolken sichtbar sind.

Die Tröpfchen, aus denen die Wolken bestehen, sind nämlich zunächst farblos. Doch sie werden für das menschliche Auge sichtbar, da Licht gestreut wird, sobald Sonnenstrahlung auf die Wassermoleküle und -kristalle trifft.

Bei dieser Streuung wird ein Teil des Lichtes reflektiert und ein anderer Teil ändert seine Richtung. Das gestreute Licht löst den Tyndall-Effekt aus, der dafür sorgt, dass die Wolken sichtbar werden.

Ein Beispiel für dieses Phänomen ist der Lichtkegel, der von Autoscheinwerfern ausgehend im Nebel plötzlich sichtbar wird.

Wolken – Deutung

In der Forschung bezüglich der Kenntnis über die verschiedenen Wolkenarten gibt es, Stand jetzt, insgesamt zehn Wolkengattungen, vierzehn Wolkenarten und neun Wolkenunterarten, sowie auch neun Begleitwolken mit zusätzlichen Sonderformen.

Die forschenden Wissenschaftler erweitern diese Kenntnis jedoch fortlaufend.

Die Aspekte, die bei der Beobachtung und der letztendlichen Zuordnung der Wolkenart betrachtet werden, sind folgende:

• Gestalt
• Größe
• Struktur
• Farbe
• Helligkeit

Grundlegend lassen sich die Wolkenarten in 3 Höhenstufen einteilen:

• hohe Wolken
• mittelhohe Wolken
• tiefe Wolken

Wolken Deutung – Hohe Wolken

Hohe Wolken befinden sich in einer Höhe von 5 bis 13 Kilometern. Beispiele für höhe Wolken sind Zirruswolken, Zirrokumuli und Zirrostratuswolken.

Zirruswolken werden auch Federwolken genannt, was sich auch in ihrem Aussehen widerspiegelt. Es handelt sich um dünne Wolken, die aus Eiskristallen bestehen. Diese Art von Wolken erwärmt das Klima, sie kann aber auch eine Warmfront mit Regen ankündigen.

Zirrokumuli sehen den Zirruswolken optisch ähnlich, kündigen jedoch mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Gewitter an. Sie erscheinen meist als weiße, dünne Flocken.

Zirrostratuswolken sind Schleierwolken und bedecken vorwiegend den gesamten Himmel. Sie bringen außerdem so gut wie in jedem Fall nach einigen Stunden Regen mit sich.

Abbildung 2: Zirrostratuswolken

Auf Abbildung 3 siehst Du eine Zirrostratuswolke, die deutlich als Schleierwolke zu erkennen ist.

Wolken Deutung – Mittelhohe Wolken

Mittelhohe Wolken befinden sich in einer Höhe von 2 bis 7 Kilometern. Beispiele für Mittelhohe Wolken sind Altokumuli und Altostratuswolken.

Altokumuli sind meistens weiß oder grau und ähneln Wellen. In den meisten Fällen gehen sie mit beständigem Wetter einher. Die Wolkenart ähnelt zudem Schafen, weshalb sie auch Schäfchenwolken genannt werden.

Abbildung 3: Altokumuli

Wolken Deutung – Wolken in allen Höhenlagen

Nimbostratuswolken nehmen den gesamten Horizont ein und sind düster. Sie kündigen Regen an.

Kumuluswolken haben die Form von Kuppeln und eine hohe Dichte an Wassermolekülen.

Kumulonimben sind bekannt als Gewitterwolken, da sie sehr groß und dicht sind und viel Wasser enthalten. Sie türmen sich teilweise bis zu 10 Kilometer auf.

Abbildung 4: Stratokumuli

Abbildung 5 veranschaulicht eine Stratokumuliwolke.

Einfluss der Wolken auf das Wetter

Hast Du auch schon einmal gehört, dass es möglich ist anhand der verschiedenen Wolken ein bestimmtes Wetter vorherzusagen?

Das ist richtig! Denn der Zusammenhang von Wolken und aufkommenden Wetterbedingungen wurde schon lange Zeit beobachtet und es wurden Regelmäßigkeiten festgestellt.

Die verschiedenen Wolkenarten beeinflussen das Wettergeschehen außerdem auf unterschiedliche Art und Weise. Die ausschlaggebendsten Aspekte sind dabei die Dichte der Wassermoleküle in der Wolke und die Höhe, in der sich die Wolke befindet.

Wolken geben zudem in den meisten Fällen eine ziemlich sichere Auskunft darüber, wie das Wetter in den nächsten Stunden und Tagen aussehen wird. Dabei kann es darauf hinauslaufen, dass die Verbesserung des Wetters angekündigt wird, so wie es beispielsweise bei Stratokumuli im Winter der Fall ist, jedoch ist auch Gegenteiliges, wie bei Kumulonimben der Fall, die Gewitter mit sich bringen.

Gewitter

Die luftelektrische Entladung stellt den Blitz dar. Die Luft, die sich in der umliegenden Atmosphäre befindet, erhitzt und dehnt sich explosionsartig aus, was für den lauten Knall sorgt.

Je höher die Dichte der Wassermoleküle innerhalb einer Wolke ist und je größer die Wolke ist, desto größer ist die Gewittergefahr.

Gewitter treten meistens im Sommer auf, da die Sonneneinstrahlung zu dieser Zeit am höchsten ist. Aber auch die warme Wasseroberfläche im Herbst ist nicht selten der thermische Auslöser für ein Gewitter.

Die Gewitterwolke ist in ihrer enormen Größe auf Abbildung 6 zu sehen.

Abbildung 5: Kumulonimben