Die Sprache der Wolken

Für alle Lebewesen dieser Erde sind Wolken lebensnotwendig, da sie unseren weltweiten Wasserhaushalt regeln. Sie speichern verdunstetes Wasser aus Flüssen, Seen und Weltmeeren, das als Wasserdampf nach oben steigt. Oben ist es kälter und aus dem Wasserdampf werden dann winzigste Wassertröpfchen, die so leicht sind, dass sie schweben können. Der Wasserdampf “kondensiert”. Für eine Wolke braucht es Millionen von kleinsten Wassertröpfchen. Wird sie größer und schwerer, kann sie nicht mehr in der Luft schweben, sondern fällt als Regen auf die Erde. Mehr als 50% der Erdoberfläche sind ständig mit Wolken bedeckt.

Nebel ist von seiner Zusammensetzung nichts anderes als eine Wolke, außer dass Nebel auch in geringen Höhen auftritt. Das passiert zum Beispiel in der Nacht und den frühen Morgenstunden, wenn die bodennahe Luft abkühlt, und so der Wasserdampf kondensiert. Auch im Herbst kommt Nebel häufiger vor, weil die Luft immer kühler wird und die Vegetation am Boden als Feuchtereservoir dient, um den Nebel zu bilden.

Düstere Gewitterwolken am Himmel         Foto: Petra Eissenbeiss

Gewitter

Eine dunkle Wolkenfront schiebt sich über den Himmel, es donnert und Blitze zucken: Weltweit kommt es Stunde für Stunde zu etwa 3000 Gewittern, allein in Deutschland werden pro Jahr mehr als zwei Millionen Blitze gezählt. Wärmegewitter entstehen durch langanhaltende Einstrahlung im späten Frühjahr und Sommer meist am Nachmittag. Aufgeheizte Luftschichten steigen auf und können zu mächtigen Cumulonimbus-Wolken anwachsen. Blitze können sich dabei innerhalb der Wolke, von Wolke zu Wolke oder zwischen Wolke und Erde bilden. Sie entstehen, weil sich riesige elektrische Spannungsdifferenzen aufbauen, die durch Entladungen ausgeglichen werden. Jede dieser Entladungen beginnt unsichtbar: Die Elektronen der Wolkenunterkante bilden einen Kanal zum Erdboden von etwa zwölf Millimeter Durchmesser, der mit negativ geladener Luft gefüllt ist. In Bodennähe trifft er auf positive Ladung, und es entsteht der sichtbare Blitz. Dieser verläuft von unten nach oben, mit Stromstärken von bis zu 400.000 Ampere. Die Luft im Blitzkanal erhitzt sich dabei innerhalb von Mikrosekunden auf etwa 300.000 Grad und dehnt sich explosionsartig aus – es donnert. Steigt schließlich keine Warmluft mehr auf, weil Sturm und Regen die Luft abgekühlt haben, lässt die Dynamik in der Gewitterwolke nach: Sie regnet aus und löst sich schließlich auf.

Die Wolken und deren Entstehung erforschte schon Aristoteles vor mehr als 2000 Jahren. Aber erst im Jahre 1803 beschrieb ein junger Engländer namens Luke Howard in seinem Werk Die Modifikationen der Wolken deren Entstehung und Veränderung. Seine Ausführungen zur Formveränderung der Wolken gelten bis heute und waren ein Grundstein für die heutige Wettervorhersage. Der Maler Casper David Friedrich, aber auch Johann Wolfgang von Goethe waren von der Arbeit des Engländers sehr beeindruckt. Goethe war von dem Wolkensystem sogar so begeistert, dass er ab 1822 mit Howard eifrig Briefe austauschte und ihm eine Lobrede mit dem Titel „Howards Ehrengedächtnis“ widmete.

Durch die richtige Deutung von Form, Aussehen und Höhe sowie die zeitliche Veränderung der Merkmale lassen sich Aussagen zur lokalen Wetterentwicklung treffen. Um Beobachtungen übertragen zu können, werden Wolken klassifiziert. Diese Klassifikation wird heute durch die Weltorganisation für Meteorologie international einheitlich geregelt.

Sie werden eingeteilt in:

Hohe Wolken, die sich in 5-13 Kilometern Höhe befinden (Cirrus, Cirrocumulus, Cirrostratus).

Sie haben ihren Namen vom lateinischen “cirrus”, das heißt so viel wie “Federbusch” oder “Haarlocke”. Federwolken werden vom Wind auseinandergezogen, und am Himmel entstehen Wolkengebilde, die wie gespreizte Federn oder Flügel aussehen. Sie bestehen aufgrund ihrer Höhe hauptsächlich aus Eiskristallen und lassen viel Sonnenlicht auf die Erde durchscheinen. Sie kommen vor allem bei Schönwetter vor. Oft bringen sie jedoch Wind mit, und wenn sie bei heiterem Wetter ganz plötzlich am Firmament auftauchen, könnte es doch sein, dass es bald regnet.

 

 

Cirrocumulus – die Flauschige aus Eiskristallen

Cirrocumulus sind hohe “Schäfchenwolken”, bestehend aus kleinen isolierten Wolkenteilen und erinnern an Fischgräten oder einen riesigen Fingerabdruck. Sie können gekräuselt, geriffelt oder gefleckt am Himmelszelt zu sehen sein. Sie tauchen meist bei schönem Wetter auf und kündigen Regen an. In tropischen Regionen können sie auch ein Vorzeichen eines Hurrikans sein.

 

 

Cirrostratus – der eisige Wolkenschleier

Cirrostratus- oder Schleierwolken überziehen den Himmel mit einem feinen, weißen Schleier. Sie bedecken meist den gesamten Himmel und bilden um die Sonne einen Kranz aus Eiskristallen. Das ist ein sicheres Zeichen für einen bevorstehenden Wetterumschwung.

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Mittelhohe Wolken in 2-7 Kilometern Höhe (Altocumulus, Altostratus)

Altocumulus, die Regenwolke

Wenn am Himmel weiße Federn, Haarbüschel oder Perlenketten stehen, sind das Altocumuluswolken. Wenn sie im Sommer am Vormittag auftauchen und dann noch dicht und grau aussehen, können sie ein Zeichen für ein Gewitter am Nachmittag sein, und es kann bald stürmen und regnen.

 

 

 

Altostratus, die hohe Schichtwolke in der Mitte

Altostratus ist eine graue Schichtwolke. Sie verdeckt teilweise oder ganz die Sonne, und es kommt bald der Regen. Diese Wolke hat keine erkennbare Form und sieht grau aus. Je größer und dichter diese Wolke wird, desto mehr Regen wird es geben.

 

 

 

 

 

 

Tiefe Wolken – bis 2 Kilometern Höhe (Stratocumulus, Stratus)

 Stratus – die große Wolke ohne Form

Stratus-Wolken sind niedrige Schichtwolken ohne eine erkennbare Form. Sie bedeuten nicht zwingend Regen, Niesel ist aber sehr wahrscheinlich. Sie sind auch als Hochnebel bekannt. Unterhalb von 2.000 Metern Höhe ziehen Stratus-, Stratocumulus- oder Nimbostratuswolken zusammen mit Cumuluswolken am Himmel entlang.

https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=74404

 

 

 

Wolken, die sich vertikal weit erstrecken (Cumulus, Nimbostratus, Cumulonimbus)

Cumulus – ein flauschiger Haufen Wolke

„Cumulus“ kommt aus dem lateinischen und bedeutet so viel wie „Türmchen“. Cumuluswolken sind dichte Wasserwolken mit eindeutigen Grenzen, die manchmal wie Kuppeln oder flauschige Kaninchen oder Rosenkohlröschen aussehen können. Sie ziehen bei schönem Wetter am Himmel entlang. Wird die Oberseite dieser Wolken von der Sonne angestrahlt, leuchten sie weiß; ihre Unterseite ist dagegen deutlich dunkler. Entstehen Cumuluswolken mittags und lösen sich abends wieder auf, bleibt das Wetter schön. Eine einzige Cumuluswolke, die einen Quadratmeter groß und einen halben Kilometer hoch ist, enthält ca. 200 Tonnen Wasser. Aus Cumuluswolken können sich auch riesige Gewitterwolken bilden.

Nimbostratus – die Wolke an einem trüben Regentag

Graue Nimbostratus bedecken den gesamten Himmel. Die Sonne bleibt hinter ihnen verborgen und es kann regnen ohne Unterlass.

 

 

 

 

 Cumulonimbus – die Gewitterwolke

Cumulonimbus sind riesige, graue Gewitterwolken. Sie bringen Regen, Blitz und Donner mit. Ein ausgewachsener Cumulonimbus enthält 20 bis 100 Millionen Tonnen Wasser.

Für Meteorologen bergen Wolken noch immer große Geheimnisse, die eine genaue Wettervorhersage enorm erschweren. Damit sich Wolken bilden, sind viele verschiedene physikalische voneinander abhängige Prozesse nötig. So wandelt sich eine Wolke ständig, wächst an und verflüchtigt sich wieder.

Am Institut für Troposphärenforschung (Tropos) in Leipzig untersuchen die Wissenschaftler zum Beispiel, wie stark die Wolken die Sonnenstrahlen reflektieren oder absorbieren und weiterleiten. Oder wie Feinstaub, der in die Atmosphäre gelangt, die Wolkenbildung und -wirkung beeinflusst. Zudem haben sie festgestellt, dass eine Wolke mit Eis andere Strahlungseigenschaften hat als eine, die nur aus Wasser besteht.

Versuche, sich in das Wetter einzumischen, sind so alt, dass sie bereits im alten Ägypten als Ritual nachgewiesen werden können. In verschiedensten Kulturen waren Regentänze verbreitet, um böse Geister zu vertreiben und um Regen auszulösen. Aber auch heute besteht in der ganzen Welt der Wille, das Wetter zu manipulieren, um klimatische Probleme wie Dürreperioden zu vermeiden.

Erst 1946 gelang der Durchbruch. Der amerikanische Chemie-Nobelpreisträger Irving Langmuir bemerkte, dass Silberjodid, ein gelbliches Salz, als Kristallisationskeim taugt. Nach gelungenen Laborexperimenten stiegen in den USA die ersten Flugzeuge auf, die durch gezieltes “Impfen“ mit der Salzverbindung Wolken zum Abregnen bringen sollten.

Bei den Olympischen Spielen 2008 in Peking wurden bereits aufziehende Wolken mit Silberjodid von Flugzeugen aus “geimpft”. Das Silberjodid bewirkte, dass sich das Wasser in den Wolken um die feinen Silberjodid-Tröpfchen sammelte und größere Tropfen entstanden, um dann schon vor Peking abzuregnen, damit die Spiele “sonnig” blieben.

Damit die Umwelt durch die Regenmacher-Technik, die in der Militärforschung in den 50er-Jahren entwickelt worden ist, nicht geschädigt wird, hat die UN-Konvention mit der “Enmod Warfare” reagiert. Sie verbietet genau das und im Speziellen den Einsatz von Wettermanipulation zu militärischen Zwecken oder zur Kriegsführung. Die Konvention wurde 1977 in Genf von 77 Staaten unterzeichnet und gilt bis heute. Deutschland, Russland und die USA waren unter den ersten Unterzeichnern, China kam erst 2005 dazu.

 

Von Petra Eissenbeiss; September  2020, Dossier 142, Wind und Wetter

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