Wolken

[BILD: Mother Son Watching Clouds Grassy Hill: Stockfoto (Jetzt bearbeiten) 140309062]

Wer sich an einem warmen Frühlingstag mittags auf eine Wiese legt und in den Himmel schaut, kann häufig beobachten, wie sich der azurblaue Himmel mit flauschig-weißen Wolken füllt, die wie überdimensionierter Blumenkohl erscheinen und sich in allerlei verschiedenen Gebilden anordnen. Doch während manche Wolkenarten scheinbar chaotisch über den Himmel wandern, ordnen sich andere gleichartig in Bänken oder Schichten an und bilden dabei eindrucksvolle Strukturen. Wie kommt es zu diesen Erscheinungen und welche Bedeutung haben Wolken für unser Wetter?

1 Entstehung

Wolken bestehen aus feinen Wassertröpfchen oder Eiskristallen, die in der Regel kaum größer als 10 Mikrometer werden, also dem Hundertstel eines Millimeters. Sie bewegen sich in dynamischer Art und Weise über den Himmel, entstehen und lösen sich wieder auf. Wolken können im Wesentlichen auf zwei verschiedene Art und Weisen entstehen: zum einen durch turbulente Hebung von Luftpaketen und zum anderen durch Aufgleiten von Luftschichten. Um eine Aussage über das zukünftig zu erwartende Wettergeschehen treffen zu können, ist es von großer Bedeutung, diese Prozesse unterscheiden und im Himmelsbild deuten zu können.

1.1 Hebung von Luftpaketen

Das klassische Szenario der Wolkenentstehung zeigt sich anschaulich sehr leicht an einem warmen oder heißen Sommertag, wenn sich gegen Mittag die Erdoberfläche aufgrund der unterschiedlichen Beschaffenheit des Untergrunds (Hügel, Wälder, Städte, Seen) verschieden stark erwärmt. Vergleichbar mit einem Kochtopf auf der Herdplatte steigen dadurch Luftblasen nach oben und kühlen sich mit zunehmender Höhe ab. [LINK zu Atmosphäre / Strahlung]

Da jedes Luftpaket über einen absoluten Wasserdampfgehalt verfügt und bei sinkender Temperatur weniger Dampf in dem Luftpaket gehalten werden kann, muss der überschüssige Wasserdampf beim Abkühlen zwangsläufig kondensieren - eine Wolke entsteht. Wann das geschieht, hängt von der Beschaffenheit des Luftpakets am Boden (Luftfeuchtigkeit, Temperatur) und den Verhältnissen in der umgebenden Atmosphäre [LINK] ab. Je nach Dichte der Wassertröpfchen und Sonnenstand können diese Wolken mal mehr und mal weniger dunkel am Himmel erscheinen - von weiß bis fast schwarz, bei besonderen Lichtverhältnissen auch farbig.

Eine Wolke, welche auf diese Weise entstanden ist, weist in der Regel ein blumenkohlartiges Aussehen auf – sprachlich enthalten diese Wolkenarten immer einen Wortbestandteil mit “cumulus” / “cumulo” (lat. für "Anhäufung, Akkumulation").

[BILD: Cumuluswolke]

1.2 Flächiges Aufgleiten

Beim Aufgleiten von Luftschichten sind in der Regel entweder zwei verschieden temperierte Luftmassen beteiligt (wie an Wetterfronten) oder ein orographisches Hindernis (Berge). An einer Warmfront zeigt sich – besonders im Winter – das Geschehen meist recht eindrucksvoll. Dann gleitet warme Luft aufgrund seiner geringeren Dichte auf kalte Luft in Bodennähe auf, wird zur Hebung gezwungen und der in ihr befindliche Wasserdampf kondensiert aus. Die Hebung erstreckt sich an einer solchen Wetterfront oftmals über mehrere hundert Kilometer. Da das Aufgleiten außerdem mit einer weitaus geringeren vertikalen Geschwindigkeit geschieht, erhalten Wolken, die auf diese Weise entstanden sind, das Aussehen ausgedehnter Schichten, was sprachlich durch einen Wortbestandteil mit “stratus” / “strato” (lat. für ausdehnen, ausbreiten) gekennzeichnet wird.

[BILD: Stratuswolke]

In der folgenden Tabelle sind die beiden grundsätzlich zu unterscheidenden Prozesse noch einmal gegenübergestellt:

2 Stockwerke

Neben der Einordnung in cumuliforme und stratiforme Wolken, kann eine Klassifizierung auch anhand der Höhe erfolgen. Daraus ergeben sich die sogenannten “Wolkenfamilien”.

Die Entscheidung, ob eine Wolke dem oberen, mittleren oder niedrigen Wolkenstockwerk zuzuordnen ist, erfolgt allerdings nicht auf Basis der absoluten Höhe in Form einer Kilometerangabe, sondern aufgrund des Aggregatzustands des enthaltenen Wassers. Die tatsächlichen Höhen schwanken daher je nach Jahreszeit und Klimazone.

Ohne Radar fällt die Zuordnung zur richtigen Höhe auch professionellen Beobachtern manchmal schwer.

3 Internationaler Wolkenatlas

Mit diesem Vorwissen lässt sich nun auch die Wolkenklassifikation verstehen, die im Wesentlichen auf Luke Howard 1803 zurückgeht und heute die Grundlage für den Internationalen Wolkenatlas der WMO bildet, welcher regelmäßig erweitert wird.

So ergeben sich 10 typische Wolkengattungen, die die Erscheinungsformen (“stratus” / “cumulus”) und die Höhe berücksichtigen. Hinzu kommt eine Besonderheit, da es auch Wolkenarten gibt, die sich in großer vertikaler Mächtigkeit über mehrere Wolkenstockwerke erstrecken und Niederschlag bringen können. Sie erhalten den Wortbestandteil “nimbus” / “nimbo” (lat. für “dunkle Wolke”).

Wolkengattung	Aussehen	typisches Bild	Niederschlag
Oberes Stockwerk
Cirrus	hellweiß, schleier- oder federartig		-
Cirrostratus	nebulöse Schleierwolke, durch die die Sonne hindurchscheinen kann		-
Cirrocumulus	flöckchenartig, weiß, “Schäfchenwolken”		-
Mittleres Stockwerk
Altostratus	strukturlose, graue Wolkenschicht, durch die die Sonne schemenhaft hindurch scheinen kann		-
Altocumulus	Flocken, Schollen, Ballen oder Linsen		-
Tiefes Stockwerk
Stratus	einförmig grau, unscharfe Begrenzungen (“Nebel”, “Hochnebel”)		gelegentlich feiner Nieselregen oder Schneegriesel
Cumulus	blumenkohlartig, glatte Unterseite (“Quellwolke”)		-
Stratocumulus	grobe Ballen, manchmal ohne feste Form (“Wattebausch”)		-
Wolken mit großer vertikaler Erstreckung
Nimbostratus	dunkelgrau, manchmal nebelartige Fetzen		anhaltender Regen oder Schnee
Cumulonimbus	von der Seite betrachtet als große Quellwolke mit typischem Amboss oben erkennbar, von unten oftmals dunkelgrau bis fast schwarz und bedrohlich		zeitweise (starker) Regen oder Schnee, gelegentlich Graupel oder Hagel, manchmal Gewitter bis hin zu schweren Unwettern

Neben den hier erwähnten Wolkengattungen existieren auch noch zahlreiche Unterarten, Sonderformen und Begleitwolken, auf die jedoch in diesem Rahmen nicht eingegangen werden soll.