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Wolken und Wetter
von Peter O. Walter





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Wolkentypen (Bild: Valentin de Bruyn / Coton)   Großbild klick!
Entstehung von Wolken
Verdunstung

Die Sonnenstrahlung erwärmt das Wasser von Seen, Flüssen oder dem Meer und bringt dadurch einen Teil davon zum Verdunsten. Das Wasser wechselt vom flüssigen in den gasförmigen Zustand.

Erst durch die Verdunstung von Wasser durch die Wärme der Sonne bilden sich Wolken. Das gasförmige Wasser steigt zusammen mit der warmen Luft nach oben. Warme Gase sind leichter und steigen immer nach oben, was man auch bei einem Heißluftballon oder in der Küche über einem dampfenden Kochtopf beobachten kann. Der Kochtopf unterscheidet sich vom aufsteigenden Wasser in der Natur: Hier steigt nicht nur gasförmiges Wasser nach oben, sondern mit ihm auch winzige Wassertropfen. Sie sind der Grund dafür, dass der "Dampf" über dem Kochtopf sichtbar ist. Gasförmiges Wasser ist dagegen durchsichtig.

Aufstieg

Das warme, gasförmige Wasser steigt von der Erdoberfläche nach oben. Die Luft wird nach oben immer dünner, das heißt, der Luftdruck in der Atmosphäre nimmt Richtung Weltall stetig ab. Das aufsteigende, gasförmige Wasser kann sich bei seinem Weg nach oben stärker ausbreiten, weil der Druck immer geringer wird. Dabei kühlt es ab - dem Wasser wird Wärmeenergie entzogen, wie jedem anderen Gas, das sich ausdehnt. Dadurch wird das gasförmige Wasser immer kälter.

Ganz so einfach ist das mit dem Kondensieren des Wasserdampfs zu Wolken aber nicht, denn der Wasserdampf neigt dazu, gasförmig zu bleiben. Erst wenn so genannte Kondensationskerne vorhanden sind, wechselt er tatsächlich vom gasförmigen (Dampf) in den flüssigen Zustand (Tröpfchen). Als Kondensationskerne dienen winzige Staubteilchen, die immer in der Luft vorhanden sind. Ist es kälter als 0°C, bilden sich Eiskristalle an diesen - sie werden dann Kristallisationskerne genannt.

Wolken sind eine Ansammlung von kleinen Wassertröpfchen oder Eisteilchen, deren Fallgeschwindigkeit so gering ist, daß die Wolken in der Atmosphäre zu schweben scheinen. Sie entstehen durch Abkühlung feuchter Luft in der Höhe infolge Hebung, bis der Wasserdampf kondensiert.

Man unterscheidet folgende Wolkentypen
(Maus auf das Sternchen!)
Wolken ohne Struktur (CirrostratusDünne meist unstrukturierte gleichförmige Wolkenschicht aus Eiskristallen in 6-10 km Höhe. Voraussetzung für Halos, Nebensonnen, Irisieren, etc., AltostratusALTOSTRATUS: Eine gleichmäßige, meist strukturlose graue Wolkenschicht in 2,5-6 km Höhe. Die Sonne ist manchmal als heller Fleck erkennbar (ohne Halo)., StratusSTRATUS: Gleichförmig graue niedrige Wolkenschicht, oft mit Nieselregen verbunden, auch Hochnebel genannt., NimbostratusNIMBOSTRATUS: Dichte, dunkle Wolkenschicht, aus der anhaltend Regen fällt, Position der Sonne nicht erkennbar; oft mit Wolkenfetzen (Stratus) darunter. Tritt meist bei Warmfronten auf.)
Wolken mit Struktur (CirrusCIRRUS: Federartig aussehende feine Wolken aus meist sehr feinen Eis- und Schneekristallen, in 6-10 km Höhe am blauen Himmel -aus lat.: Haarlocke. Der sog. Cirren-Schirm ist der oberste Teil eines Gewitterambosses. , CirrocumulusCIRROCUMULUS: Kleine 'Schäfchenwolken' aus kleinen Ballen geformt, in 6-10 km Höhe. , AltocumulusALTOCUMULUS: Die eigentliche 'Schäfchenwolke', als Ballen oder Walzen in Haufenform, oft mit schmalen deutlichen Lücken ('Schafherde von oben'); in 2,5-6 km Höhe. Unterscheidet sich von Cirrocumulus dadurch, daß die einzelnen Wolkenteile größer sind und auch Schatten (graue Stellen) aufweisen. , StratocumulusSTRATOCUMULUS: Wolkenfeld aus größeren Wolkenballen und helleren Rändern um die Einzelwolken (grobe Schäfchenwolken); tritt häufig in Hochdruckgebieten auf.)
Wolken mit vorwiegend vertikalem Aufbau ( CumulusCUMULUS: Isolierte, dichte und scharf begrenzte Wolken, deren quellende Oberteile durch die thermischen Aufwinde oft wie Blumenkohl aussehen. Die von der Sonne beschienenen Teile sind leuchtend weiß, die Untergrenze ist meist dünkler und genau horizontal (Cumulus-Kondensationsniveau). Die Wassertröpfchen steigen so rasch auf, daß sie sich dabei bis auf -20°C abkühlen ohne zu gefrieren. Dann setzt schlagartig die Eisbildung der Wolke ein. Die beim Kondensieren und der Vereisung freiwerdende Wärmemenge verstärkt den Aufwind. Man unterscheidet: Cumulus humulis und der größeren Cumulus congestus; geht bei entsprechender Labilität in einen Cumulonimbus über. Siehe Auslösetemperatur, Kondensationsniveau. , CumulonimbusCUMULONIMBUS: Gewitterwolke, abgekürzt CB. In der Fliegersprache nach dem internationalen Buchstabieralphabet als 'Charly Bravo' bezeichnet. Besonders gefährlich für die Luftfahrt sind in dichte Wolkenfelder eingelagerte Gewitterwolken ('embedded CB'), sodaß das Durchfliegen solcher Zonen nur mit Bordwetterradar ratsam ist. CB-Wolken erstrecken sich bis 7-12 km (in den Tropen bis 17 km) Höhe, reichen also normalerweise maximal bis zur Tropopause; besonders starke Gewitter können allerdings diese Sperrschicht durchstoßen. Die Gewitterzelle im Reifestadium wird Cumulonimbus calvus genannt; das beginnende Zerfallsstadium hat einen 'Amboß' aus Eiskristallen und wird als Cumulonimbus incus bezeichnet.).

Die Wolken stellen eine Stufe im Wasserkreislauf dar: von der Erdoberfläche (Meere, Seen, Flüsse, feuchte Erdoberfläche, Vegetation) verdampft Feuchtigkeit, wird als Wasserdampf in höhere Bereiche der Troposphäre transportiert, kondensiert dort zu Wolken, aus denen dann das Wasser in Form von Regen oder Schnee wieder auf die Erdoberfläche zurückkehrt.

Über der jadegrünen Laguna Verde steht eine einzelne Wolke. Es ist ein Altocumulus, der sich in einer Höhe zwischen 6000 und 7000 Meter befindet. Dieser präsentiert sich langgestreckt, mit glatten Ober- und Unterseiten und hat ein stromlinienförmiges linsen- oder mandelförmiges Erscheinungsbild (lenticularis). Die Überströmung der hier rund 6000 Meter hoch aufragenden Andenberge gibt Anlaß zur Entstehung dieser Wolke. Es werden Wellenbewegungen in der Strömung hervorgerufen, in deren aufsteigendem Ast sich solche lenticularis-Wolken ausbilden. Im Gegensatz zu anderen Wolken, die mit der Strömung verfrachtet werden, verändern zwar auch lenticularis-Wolken unentwegt ihre Form, bleiben aber stationär und werden durchströmt.
Zum großen Bild anklicken! Kategorie: Mittelhohe Wolken Wolkengattung: Altocumulus
Altocumulus stratiformis perlucidus undulatus (Ac str pe un)
Zum großen Bild anklicken! Zirren deuten auf sehr hohe Windgeschwindigkeiten in der oberen Atmosphäre hin und sind reine Eiswolken, sie bestehen ausschließlich aus Eis- und Schneekristallen. Cirren treten als kleine Flecken, Büschel oder in Form schmaler faden- oder faserförmiger Bänder auf, die geradlinig, unregelmäßig gebogen oder scheinbar regellos miteinander verflochten sind.
Vielfach kündet Cirrus vom Herannahen einer Warmfront, doch ist dies kein eindeutiges Kriterium, denn auch in einem ausgedehnten Hochdruckgebiet stehen oft Cirren, Schönwettercirren, am Himmel.
Zum großen Bild anklicken! Zirren bei Sturm (9 - 10 Bft.) über dem Golf von Korinth
Zum großen Bild anklicken! Cirrus fibratus radiatus: Fächerfärmig auseinanderlaufende Zirren, oft enden sie in hakenförmigen Gebilden
Zum großen Bild anklicken! Eine typische Böenwalze über der offenen See. Diese Luftmassengrenze sorgt für einen Windsprung, d.h. sie verursacht Starkwind mit Böen und Richtungsänderung.
Jetzt ist sofortiges Reffen angesagt ...
Zum großen Bild anklicken! Thermikwolke über den Alpen: Nicht nur über Bergen, auch über Inseln stehen oft Thermikwolken. Dabei kann die Thermikwolke aber je nach Windrichtung auch seitlich versetzt sein.
Zum großen Bild anklicken! Schönwetter-Cumuli über Freising: Altocumulus floccus, aber je größer sie werden, desto mehr deuten sie auf sich verschlechterndes Wetter hin.
Zum großen Bild anklicken! Beginn einer Wasserhose (Trombe), ausgehend von großen Haufenwolken
Zum Großbild anklicken! Mamata bei Sonnenaufgang: Die aufgehende Sonne färbt die Wolken bei Marktoberdorf im Allgäu in verschiedene Gelbtöne.
Zum großen Bild anklicken! Hohe Termikwolken über der Insel Levkas im Ionischen Meer. Sie sind die Vorstufe zum Gewitteramboss und zu einem sich entwickelnden heftigen Gewitter.
Zum großen Bild anklicken! 21.12.03: Föhnwolken über dem nördlichen Alpenrand kurz vor Schneefall


Wolken und Segeln

Böenwalze Eine Böenwalze wenn an der Vorderseite einer Gewitterwolke aus großen Höhen stammende Kaltluft schlagartig nach unten stürzt. Am Boden breitet sie sich dann horizontal aus, was zu Sturmböen führt. Meist setzt kurz darauf starker Regen ein. Dieser "Downdraft" oder "Downburst" kann dann vor der herunterfallenden Kaltluft eine aufwärts gerichtete Strömung induzieren, bei der warme Luft in die Höhe gerissen wird, sich dabei abkühlt und deren Feuchtigkeit dabei in geringer Höhe wieder kondensiert. Dieses ist dann der Böenkragen, der sich vor und unterhalb der eigentlichen Gewitterwolke befindet. Innerhalb dieses Bereiches kann sich auch eine Rotation um eine horizontale Achse ausbilden. Mit der Vorwärtsbewegung der Gewitterwolke wälzt sich also auch dieser Böenkragen auf den Betrachter zu. Bei einer sich nähernden Böenwalze ist also immer mit einsetzenden starken Niederschlägen und heftigen Wind- oder Sturmböen zu rechnen. Als Segler sollte man solchen Gewitterwolken unbedingt ausweichen.

Da bei uns die Höhenströmungen meistens von West nach Ost wandern, werden uns solche Gewitterwolken nur dann gefährlich , wenn wir sie im Westen aufziehen sehen.

Befindet man sich mit einem Segelboot auf dem Wasser, so gibt es noch einige Eigenheiten, die bei Cumuluswolken zu beachten sind. Zieht eine Cumuluswolke in anderer Richtung, als der des Bodenwindes über einen hinweg, so kann man davon ausgehen, daß sich der Wind in der höheren Schicht bald bis zum Boden durchsetzen wird. Allerdings werden die Windrichtungen auch danach nicht völlig übereinstimme. Vielmehr kann man davon ausgehen, daß der Wind einer Cumuluswolke weiter von Osten einfällt, um dann nach Durchzug der Wolke wieder auf die alte Richtung zurückzudrehen.

Betrachtet man eine Wolke von der Seite, so kann man anhand ihrer eigenen Bewegung erkennen, daß der Wind an den Seitenkanten der Wolke nach unten fällt. Er strömt dann von außen in die Mitte, um dort wieder emporgerissen zu werden. Die Auswirkungen auf den Segler sind dabei von Größe der Wolke und der Entfernung von der Erdoberfläche abhängig. Grundsätzlich kann man jedoch folgende Regeln für den Segler beim Herannahen einer Wolke (von Norden) aufstellen:

Der von der Cumuluswolke auf die Erdoberfläche wirkende Wind kommt genau vor der Wolke mehr von Osten
An der westlichen Wolkenkante fällt der Wind stark von Osten ein
An der östlichen Wolkenkante kann es zu Drehungen nach Osten, oder bedingt durch die Zunahme, geringfügig nach Westen kommen.
Auf der Südseite (Vorderseite) nimmt der Wind zu
Der stärkste Wind ist nach Passieren des Zentrums zu erwarten
An der westlichen Seite dreht der Wind später zurück in seine alte Richtung
Ist die Wolke mit dem Zentrum über den Beobachter gegangen, dreht der Wind zurück auf seine alte Richtung.
Da man auf dem Vorwindkurs die Geschwindigkeit der Wolke schlecht einschätzen kann, sollte man immer versuchen, unter die Wolke zu gelangen, um mit den einfallenden Böen Tiefe zu drücken und so lange wie möglich im Böenstreifen zu bleiben. Raumschots gilt die Regel: Bei leichtem Wind hoch laufen, um mit den einfallende Böen auf Tiefe zu drücken und damit einen optimalen Kurs zur Marke zu laufen. Dabei ist zu beachten, daß der Wind im allgemeinen nach Osten dreht und nach dem Passieren der Wolkenwand zurückdreht.
Sieht man eine sehr harte Böenfront auf der Kreuz und auf dem Vorwindkurs auf sich zukommen, muß man rechtzeitig auf dem Bug liegen, mit dem man mit dem günstigsten Kurs zur Marke hin die Front abwettert.


Weblinks:
'Wolke' in Wikipedia
Bilderseite Wolken
Der Karlsruher Wolkenatlas
Über 2000 Fotos von Wolken und Wetter
bebilderte Wolkenverschlüsselung

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