Wolken: Fasrig wie Haar oder haufenartig-klumpig
Mehr als die Hälfte der Erdoberfläche wird ständig von Wolken bedeckt. Wissenschaftler schätzen, dass so etwa 15 Billionen Tonnen Wasser in der Atmosphäre zirkulieren – das 300-fache Volumen des Bodensees.
Die meisten Menschen wissen lediglich, dass Wolken aus kondensiertem Wasser bestehen. Die Wissenschaft dagegen ordnet die Himmelsgebilde in zehn verschiedene Gattungen ein, die jeweils einige Unterformen aufweisen.
Lateinische Namen beschreiben ihre Eigenschaften: Fasrig und wie Haar können sie beispielsweise sein (Cirrus), haufenartig-klumpig (Cumulus) oder auch schichtartig und tief hängend (Stratus).
Zehn Wolken-Gattungen, drei Höhenstufen
Grundsätzlich kommen Wolken in drei verschiedenen Höhenlagen vor: Es gibt hohe (in unseren Breiten in fünf bis 13 Kilometern Höhe, zum Beispiel Cirruswolken), mittelhohe (in zwei bis sieben Kilometern Höhe, zum Beispiel Altocumuluswolken) und tiefe Wolken (unter zwei Kilometern Höhe, zum Beispiel Stratuswolken).
Daneben gibt es auch Wolkenarten, die sich über alle Höhenlagen erstrecken. Die eindrucksvollsten sind die riesigen, turmhaften Gewitter- oder Cumulonimbuswolken: Wenn sie sich kilometerhoch am Himmel aufbauen – von unten betrachtet scheinbar schwarz, da kein Sonnenlicht mehr durchkommt – dann ahnt auch der meteorologische Laie, dass ein schweres Unwetter bevorsteht.
Geübtere Wolkengucker können aber auch aus sich verdichtenden hohen Cirruswolken auf das Auftauchen einer Warmfront mit Regen schließen. Die mittelhohen, wellenförmigen Altocumuluswolken kündigen dagegen eher beständiges Wetter an. Bei den dicken grauen Stratuswolken, die eine dichte Schicht gar nicht so weit vom Erdboden entfernt bilden, lässt sich erkennen, dass sie meistens anhaltenden Regen im Gepäck haben.
Geheimnisvolle Wolkenbildung
Grundsätzlich entstehen Wolken, wenn warme feuchte Luft aufsteigt und sich dabei bis zum sogenannten Taupunkt abkühlt. Der bezeichnet die Temperatur, bei der der vorher unsichtbare Wasserdampf in der Luft zu flüssigen Tröpfchen kondensiert.
Für das Aufsteigen der Luft kann es verschiedene Gründe geben: Bei der Konvektion nimmt die Luft die Bodenwärme auf, wird dadurch leichter und bewegt sich nach oben. Auch der Aufprall auf ein Hindernis, wie etwa einen Berg, lässt warme Luft nach oben ausweichen. Außerdem kann auch eine Kaltfront warme, feuchte Luft nach oben bewegen, indem sie sich wie ein Keil darunterschiebt.
Die Kondensation des Wassers in großen Höhen kann nur funktionieren, wenn sogenannte Kondensationskeime vorhanden sind. Das sind Partikel, die eine bestimmte Größe haben müssen und auch Aerosole genannt werden: Staub- und Sandkörner, Bakterien, Salz oder auch rußige Reste menschlicher Luftverschmutzungen.
Wann und wie es aber genau zur Wolkenbildung kommt, was exakt passieren muss, damit aus der Feuchtigkeit der Luft eine Wolke zu entstehen beginnt, das ist für die Wissenschaftler immer noch ein Geheimnis, an dem zurzeit an verschiedenen Orten geforscht wird.
Bei einem Gewitter können schnell dunkle Wolken aufziehen
Die Wolke im Turm
Am Leipziger Leibniz-Institut für Troposphärenforschung steht ein Wolkensimulator, an dem Forscher die Geburt einer Wolke unter Laborbedingungen beobachten können. In einem Turm entsteht hier eine mehrere Meter lange und nur millimeterdicke Wolke, die kaum eine Minute alt wird.
Eine ziemlich nebelige Angelegenheit ist das, aber sie soll den Forschern helfen, wichtige Fragen zu beantworten: Unter welchen Bedingungen beginnt die Bildung der Tröpfchen? Wie schnell wachsen sie? Welche Partikel müssen in welcher Dichte vorhanden sein, um die Wolke am Himmel erscheinen zu lassen? Die Beantwortung dieser Fragen könnte auch weiteren Aufschluss darüber geben, wie wir Menschen das Klima verändern.
Mehr Regen am Wochenende?
Fest steht, dass die Wolken auf verschiedene Weise klimatische Prozesse mitbestimmen, weil sie etwa Sonnenstrahlen von der Erde abhalten und gleichzeitig die Wärme der Erde zurückhalten können. Außerdem nimmt das von der Erde verdunstende Wasser Wärmeenergie mit nach oben und verteilt sie bei der Wolkenbildung rund um den Globus.
Und wir beeinflussen mit unserem Schadstoffausstoß die Entstehung von Wolken, indem wir damit die Menge der Kondensationspartikel in der Atmosphäre erhöhen. Zu sehen ist das zum Beispiel bei den Kondensationsstreifen der Flugzeuge, die im Prinzip nichts anderes sind als von Menschen gemachte Wolken.
Wissenschaftler haben zeigen können, warum an Wochenenden oft schlechteres Wetter herrscht, als während der Woche. An Wochentagen gelangen wegen des Berufsverkehrs und der Arbeit in Industrieanlagen nämlich besonders viele Aerosole in die Luft. Sie brauchen ein paar Tage, um sich anzureichern, und gegen Ende der Woche ist ihre Konzentration dann am höchsten. So entstehen besonders viele Wolken und deshalb regnet es am Wochenende öfter.
Kondensstreifen sind nichts anderes als menschengemachte Wolken
Quelle: SWR | Stand: 19.03.2020, 17:20 Uhr
