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Wie entstehen Wolken?
Der Himmel ist nur selten strahlend blau. In der Regel können wir weißgraue Wolken in den verschiedensten Farbnuancen und Formen beobachten, wenn wir nach oben schauen. Aber welche physikalischen Prozesse führen eigentlich zur Wolkenbildung? Und wie unterscheiden sich die verschiedenen Wolkenarten?
Wann bilden sich Wolken?
Wolken entstehen immer dann, wenn warme, feuchte Luft aufsteigt und sich mit ihr Wasserdampf in der Erdatmosphäre ansammelt. Beim Aufsteigen kühlen Luft und Wasserdampf ab. In der kühleren Höhenluft binden die Wassermoleküle dann an winzige Partikel in der Luft und kondensieren oder gefrieren daran. Dadurch bilden sich örtlich Wolken, die aus Millionen kleiner Wassertröpfchen bestehen.
Sie erscheinen in der Regel weiß, weil das enthaltene Wasser das Sonnenlicht ablenkt und abschwächt, zum Teil auch reflektiert. Je mehr Wasser die Wolken enthalten, desto mehr Licht schlucken sie und umso dunkler erscheinen sie daher. Das lässt sich etwa bei dunkelgrauen Gewitter- und Regenwolken beobachten. Weil Luftströme jedoch immer dynamisch sind, wandelt sich eine Wolke ständig, wächst an und regnet ab oder verflüchtigt sich wieder, wenn die nötigen Bedingungen nicht mehr gegeben sind.
Keine Wolke gleicht damit einer anderen. Wie genau eine Wolke entsteht, ist daher auch noch nicht endgültig erforscht. Als sogenannte Nukleationskeime für Wolken dienen oft Aerosole wie zum Beispiel Salz oder Sandstaub aus Wüsten, Ruß aus Abgasen oder Pollen von Pflanzen und besonders gut Kristalle in unserer Atmosphäre. An der Bildung von Eiswolken sind zum Beispiel oft Feldspat-Kristalle beteiligt. Dieses Mineral aus der Erdkruste weht als feiner Staub mit der Luft über den Himmel.
Welche Wolkenformen gibt es?
Wenn sich die Wolken sehr weit oben in der Atmosphäre bilden, entstehen weißliche Cirrus- oder Federwolken, „kleine Schäfchenwolken“ (Cirrocumulus) oder Schleierwolken (Cirrostratus). Diese eher zarten, dünnen Wolken bestehen fast vollständig aus Eiskristallen wie Schnee oder Hagel und bilden sich erst in großen Höhen ab etwa sechs Kilometern, wo eisige Temperaturen herrschen.
In den niedrigsten und damit wärmeren Luftschichten dominieren hingegen zum Beispiel die blumenkohl- oder haufenförmigen Cumulus-Wolken, die als Wolken-Stereotyp gängige Icons und zahlreiche Kinderbilder zieren. Sie sind meist leichte und tiefhängende Schönwetterwolken, die vergleichsweise wenig Wasser enthalten und daher meist keinen Regen oder eine andere Form des Niederschlags mit sich bringen. Besonders häufig sind diese im Sommer zu beobachten, wenn die Sonne am stärksten scheint.
Die Weltorganisation für Meteorologie (WMO) unterscheidet derzeit insgesamt zehn Wolkengattungen, 15 Wolken-Arten und neun Unterarten – je nach Größe, Gestalt, Struktur und Farbe. Auch die Höhe, in der sie auftreten, wird dabei berücksichtigt. Die Wolkennamen werden auf Latein vergeben. Eine Sonderform bildet der Nebel – eine Wolkenform, die direkt an der Erdoberfläche entsteht, ohne dass zuvor warme Luft aufgestiegen ist.
Wann regnet es?
Manche Wolken lösen sich einfach wieder auf, wenn sie mit dem Wind in andere Luftströmungen gelangen und das darin enthaltene Wasser verteilt wird. Andere lösen sich erst auf, nachdem sie Wasser in Form von Niederschlag losgeworden sind. Dazu kommt es immer dann, wenn die an den Aerosolen kondensierten Wassertropfen sich durch Luftbewegungen zu immer größeren Tropfen zusammenschließen, bis sie schließlich so schwer sind, dass sie nicht mehr schweben, sondern zu Boden fallen. Dann regnet es.