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Wolken

 

[althochdeutsch wolka, eigentlich »die Feuchte«], sichtbare, in der freien Atmosphäre schwebende Ansammlungen von Kondensationsprodukten des Wasserdampfs, d. h. von sehr kleinen Wassertröpfchen (mittlerer Durchmesser unter 0,02 mm) und/oder Eiskristallen.

 

Damit sich in der Atmosphäre Wolken bilden können, muss Luft mit genügend Feuchtegehalt unter den Taupunkt abgekühlt werden; gleichzeitig müssen Kondensationskerne vorhanden sein, an denen sich die Wasserdampfmoleküle bei der Kondensation anlagern können. Die Abkühlung der Luft erfolgt v. a. durch Vertikalbewegungen: bei Hebungsprozessen an orographischen Hindernissen, beim Aufgleiten an Fronten, durch Konvektion oder durch turbulente Mischungsvorgänge (Turbulenzwolken). Aufsteigende Luft kühlt sich trockenadiabatisch (adiabatisch) ab, bis der in ihr enthaltene Wasserdampf den Sättigungszustand (100 % relative Feuchte) erreicht hat. In dieser Höhe (Kondensationsniveau) beginnt die Kondensation des Wasserdampfs, es bilden sich kleine Wassertröpfchen. Die weitere Abkühlung geht feuchtadiabatisch (langsamer) vor sich. Wenn die aufsteigende Luft den Gefrierpunkt unterschritten hat, tritt im Allgemeinen noch kein Gefrieren ein. Die Wassertröpfchen bleiben vielmehr flüssig, die Wolken befindet sich im unterkühlten Zustand (zwischen 0 ºC und —15 ºC, seltener sogar bis —40 ºC). Ab etwa —12 ºC gefrieren die ersten Wolkentröpfchen unter Mitwirkung von Gefrierkernen zu Eiskristallen. Aus der ursprünglich reinen Wasserwolke wird eine Mischwolke. Mit weiter abnehmender Temperatur (zunehmender Höhe der Wolken) vergrößert sich die Zahl der Eiskristalle ständig auf Kosten der Wassertröpfchen. Ab Temperaturen von —35 ºC bestehen die Wolken überwiegend aus Eiskristallen (Eiswolken).

 

Wasserwolken haben gewöhnlich scharfe Ränder und sehen kompakt aus; Eiswolken zeigen dagegen ein faser- oder schleierförmiges Aussehen, sind weiß und seidig glänzend, haben diffuse, ausgefranste Umrisse. Mischwolken, je nach Wolkendicke hell- bis dunkelgrau aussehend, mit zum Teil klar umrissenen, zum Teil diffusen Rändern, sind in gemäßigten Breiten die wesentlichsten Niederschlag bildenden Wolken.

 

Aufgrund der Stärke der Vertikalbewegung, denen sie ihre Entstehung verdanken, können die Wolken nach ihrer Form unterteilt werden: Schichtwolken (stratiforme Wolken) entstehen bei relativ langsamen Aufgleit- und Hebungsprozessen in der Atmosphäre (v. a. bei stabilen Temperaturgradienten); bei verhältnismäßig geringer Vertikalerstreckung können Schichtwolken eine sehr große horizontale Ausdehnung erreichen. Haufenwolken bilden sich als Folge starker aufsteigender Bewegungen; diese können durch besondere thermische oder strömungsmäßige Verhältnisse bedingt sein, treten aber v. a. bei einer labilen Temperaturschichtung der Atmosphäre auf. Haufenwolken können bei relativ kleiner Ausgangsbasis vertikal sehr mächtig werden (Gewitterwolken).

 

Nach internationaler Vereinbarung werden aufgrund von Form und Höhe zehn Wolkengattungen unterschieden, die den Wolkenstockwerken wie folgt zugeordnet sind: Oberes Stockwerk (Polargebiete: 3-8 km; mittlere Breiten: 7-13 km; Tropen: 6-18 km): Cirrus (Ci, Zirrus) oder Federwolken, aus einzelnen Fasern (durch Fallstreifen) oder Büscheln bestehende, weiße, seidig glänzende Eiswolken, entstehen durch Turbulenz, aber auch aus Kondensstreifen von Flugzeugen; Cirrostratus (Cs, Zirrostratus) oder Schleierwolken, dünner, weißer Eiswolkenschleier, der meist den ganzen Himmel überzieht und Haloerscheinungen hervorruft; Cirrocumulus (Cc, Zirrokumulus), feine Schäfchenwolken, Flecken, Felder oder Schichten kleiner, weißer Wolkenflocken oder -Bällchen, in Reihen oder Rippen angeordnet, fast ausschließlich aus Eiskristallen.

 

Mittleres Stockwerk (Polargebiete: 2-4 km; mittlere Breiten: 2-7 km; Tropen: 2-8 km): Altocumulus (Ac, Altokumulus), höhere, gröbere Schäfchenwolken, Felder, Bänke oder Schichten aus weißen oder grauen, flachen Wolkenballen oder -Walzen, gröber als Cirrocumulus, fast immer aus Wassertröpfchen; Altostratus (As), graue oder bläuliche, gleichmäßige Wolkenschicht aus Wassertröpfchen und Eiskristallen, große Teile des Himmels bedeckend; lässt die Sonne stellenweise als verwaschene Scheibe erkennen.

 

Unteres Stockwerk (0-2 km): Nimbostratus (Ns) oder Regenschichtwolken, gleichmäßig strukturlose graue bis dunkelgraue Wolkenschicht mit uneinheitlicher Untergrenze, aus der anhaltender Niederschlag fällt (Landregen); Mischwolken aus unterkühlten Wassertröpfchen, Schneekristallen und -flocken; unterhalb der Wolkenmasse sich bildende Wolkenfetzen können mit ihr zusammenwachsen; Stratocumulus (Sc, Stratokumulus) oder Schichthaufenwolken, tiefe, grobe Schäfchenwolken, Schicht oder Bänke aus grauen oder weißlichen, schollen-, ballen- oder walzenartigen Wolkenteilen, die auch zusammengewachsen sein können; Stratus (St) oder Schichtwolken, graue, gleichförmige Wolkenschicht mit tiefer Untergrenze (meist unter 600 m), aus der - im Gegensatz zu Nimbostratus - nur kleintropfiger Niederschlag (Sprühregen, auch feine Schneeteilchen) fallen kann; keine genaue Unterscheidung zum Hochnebel; Cumulus (Cu, Kumulus) oder Haufenwolken, dichte, scharf abgegrenzte Wasserwolken mit nahezu horizontaler Untergrenze; entweder verhältnismäßig flach (Schönwettercumulus) oder quellend in die Höhe wachsend (oft blumenkohlähnlich: Cumulus congestus); leuchtend weiß im Sonnenlicht, an der Unterseite oft dunkel; Cumulonimbus (Cb, Kumulonimbus), mächtig aufgetürmte Haufenwolken aus Wassertröpfchen und Eiskristallen (v. a. im oberen Teil), die höchsten Teile vielfach ambossartig (unter der Tropopause) ausgebreitet, aus der Schauerniederschläge, häufig von Gewittern begleitet (Gewitterwolken), fallen. - Cumulus und Cumulonimbus zählen zu den Quellwolken und zeigen eine labile Schichtung der Atmosphäre an.

 

Zur genauen Kennzeichnung der Wolken werden innerhalb der Gattungen noch Arten und Unterarten unterschieden: Die Art bezeichnet im Allgemeinen die äußere Form oder die Mächtigkeit bestimmter Gattungen, z. B. fibratus (fib, »faserig«), castellanus (cas, »türmchenförmig«), stratiformis (str, »schichtförmig«), lenticularis (len, »linsenförmig«), fractus (fra, »zerrissen«); die Unterart kennzeichnet diese Form näher, z. B. undulatus (un, »wellenförmig«), vertebratus (ve, »grätenförmig«, »skelettartig«), oder gibt spezielle Eigenschaften an, z. B. translucidus (tr, »durchscheinend«), opacus (op, »nicht durchscheinend«, »dunkel«). Außerdem können Sonderformen und Begleitwolken durch Angaben wie incus (inc, »mit Amboss«), mamma (mam, »mit beutelförmigen Auswüchsen an der Unterseite«), velum (vel, »mit Schleier«) gekennzeichnet werden.

 

Literatur:

 

R. Süring: Die W. (Leipzig ³1950);

 

Cloud dynamics, hg. v. H. R. Pruppacher (Basel 1976);

 G. de Bont: W.-Atlas (a. d. Niederländ., 1987);

 D. Lorenz u. Max Miller: Das 3-D-W.-Buch (1991).