Wolke
Wolken im engeren, meteorologischen Sinne sind große Ansammlungen von Wassertröpfchen beziehungsweise Eisteilchen, hauptsächlich in der Troposphäre.
Umgangssprachlich werden auch ähnlich aussehende, fliegende Ansammlungen von Staub und Sand als Wolken bezeichnet.

Entstehung
Im Gegensatz zur landläufigen Meinung besteht eine Wolke nicht aus Wasserdampf, da dieser als Gas genauso unsichtbar ist wie die restliche Luft. Sie ist eine Ansammlung von Wassertröpfchen, ein so genanntes Aerosol. Erst nach dem Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur (den Kondensationspunkt) bilden sich aus dem Wasserdampf winzige Wassertröpfchen, in großer Höhe auch winzige, schwebende Eiskristalle.
Wegen der sehr geringen Grösse der Tröpfchen – ungefähr 1 bis 15 μm oder 0.001 bis 0.015 mm – haben sie auch relativ geringe Fallgeschwindigkeiten: 1 bis 15 cm/s. Da Wolken ja häufig durch Aufwinde entstehen, sinken diese nicht etwa ab, sondern bleiben auf gleicher Höhe bzw. quellen auf (z.B. der Cumulus). In Regenwolken sind die Tropfen natürlich grösser (bis 3 mm) und somit auch die Fallgeschwindigkeit höher; irgendwann beginnt es zu regnen.
Die Tropfenbildung wird beschleunigt, wenn sich in der Atmosphäre eine ausreichende Anzahl so genannter Kondensationskeime befinden. Solche Keime können zum Beispiel Staubkörnchen sein, aber auch größere Moleküle, Pollen oder – vom Meer – Salzkristalle.
In der Meteorologie unterscheidet man Wolken nach Form und Höhe über dem Boden. Eine Wolke in Bodennähe bezeichnet man als Nebel.
Wolken wie auch Nebel entstehen aus der Luftfeuchtigkeit. Zuerst verdunstet Wasser - meist unsichtbar. Wenn der Luftdruck und/oder die Temperatur abnehmen, nimmt auch die Aufnahmefähigkeit der Luft für Wasserdampf ab. Irgendwann ist die Luft gesättigt, und der Wasserdampf kondensiert. Die Höhe, in der dies geschieht, bezeichnet man als Kondensationsniveau. Weiter aufsteigende Luftfeuchtigkeit sorgt dafür, dass die Wolke zunimmt.
Bei sehr niedrigen Temperaturen um 0°C ist die Aufnahmefähigkeit der Luft auch in Bodennähe sehr gering. Dadurch entsteht beim nächtlichen Absinken der Temperatur Bodennebel.
Siehe Aggregatzustand.
Klassifizierung

Nach der offiziellen Klassifzierung der World Meteorological Organization werden Wolken nach ihrer Höhe in vier Wolkenfamilien eingeteilt – Hohe, mittelhohe, niedrige und solche, die über mehrere Stockwerke reichen (Nimbuswolken) –, die zehn Wolkengattungen umfassen. Diese werden weiter in 14 Arten, 9 Unterarten und 9 Sonderformen eingeteilt. Eine Wolke kann die Merkmale von einer Art und mehreren Unterarten besitzen.
Die Höhenangaben variieren mit der geographischen Breite, da die unterste Schicht der Atmosphäre (Troposphäre) am Äquator rund doppelt so hoch reicht wie an den Polen. Außerdem sind im Winter die Wolkenstockwerke niedriger als im Sommer. Pauschalisierend kann man sagen, dass sich die Höhen an der aktuellen Höhe der Tropopause orientieren.

In der Äquatorgegend erstreckt sich das mittlere Wolkenstockwerk von 2.000-8.000 Meter und das oberste bis 18.000 Meter, in Polnähe sind es 2.000-4.000 Meter und die Obergrenze liegt bei 8.000 Metern.
Wolken kann man oft verschieden benennen, z.B. der Cirrus und die Cirruswolke bzw. die Cirren und die Cirruswolken.
Normalerweise trifft man mehrere Wolkenformen gleichzeitig an, dadurch verbergen mitunter einige Wolken andere.
Übersicht
Gattungen | Arten | Unterarten | Sonderformen, Begleitwolken |
Mutterwolken (Genitus) |
Cirrus | fibratus uncinus spissatus castellanus floccus |
intortus radiatus vertebratus duplicatus |
mamma | Cirrocumulus Altocumulus Cumulonimbus |
Cirrocumulus | stratiformis lenticularis castellanus floccus |
undulatus lacunosus |
virga mamma |
|
Cirrostratus | fibratus nebulosus |
duplicatus undulatus |
Cirrocumulus Cumulonimbus | |
Altocumulus | stratiformis lenticularis castellanus floccus |
translucidus perlucidus opacus duplicatus undulatus radiatus lacunosus |
virga mamma |
Cumulus Cumulonimbus |
Altostratus | translucidus opacus duplicatus undulatus radiatus |
virga praecipitatio pannus mamma |
Altocumulus Cumulonimbus | |
Nimbostratus | praecipitatio virga pannus |
Cumulus Cumulonimbus | ||
Stratocumulus | stratiformis lenticularis castellanus |
translucidus perlucidus opacus duplicatus undulatus radiatus lacunosus |
mamma virga praecipitatio |
Altostratus Nimbostratus Cumulus Cumulonimbus |
Stratus | nebulosus fractus |
opacus translucidus undulatus |
praecipitatio | Nimbostratus Cumulus Cumulonimbus |
Cumulus | humilis mediocris congestus fractus |
radiatus | pileus velum virga praecipitatio arcus pannus tuba |
Altocumulus Stratocumulus |
Cumulonimbus | calvus capillatus |
praecipitatio virga pannus incus mamma pileus velum arcus tuba |
Altocumulus Altostratus Nimbostratus Stratocumulus Cumulus |
aus dem Internationalen Wolkenatlas, S.6 (s.u.)
Gattungen
Die Gattungen sind die zehn Hauptgruppen der Wolken. Sie geben an, in welcher Höhe sie sich befinden und ob sie labil oder stabil geschichtet sind. Bei stabiler Atmosphäre sind die (Schicht-)Wolken meist konturlos, wenn die Luftfeuchtigkeit hoch genug ist, sonst zerrissen bis gar nicht vorhanden. Eine labile Schichtung (mit Aufwinden) führt zu Quellwolken wie Cu oder Cb. Die Gattungsnamen werden mit den ersten zwei Buchstaben abgekürzt, wobei der erste gross geschrieben wird.
Hohe Wolken
Hohe Wolken bewegen sich in 6.000 bis 12.000 Metern Höhe.
Sie bestehen ausschließlich aus feinen Eiskristallen, dadurch haben sie eine charakteristische, strahlend weiße Farbe und sind fast nicht mit anderen Wolkenfamilien zu verwechseln.
An ihrer Bewegung kann man die Richtung und Geschwindigkeit der Höhenwinde abschätzen, die für eine Wettervorhersage entscheidend sind.
Cirrus

Cirren (Abkürzung: Ci) sind leuchtend weisse, zarte Fäden oder schmale Bänder mit einem seidigen Schimmer, deren Ränder meist durch die Höhenwinde ausgefranst sind. In der Regel besitzen sie dennoch scharfe Umrisse. Häufig treten die Cirren, auch „Federwolken” genannt, zusammen mit Cirrocumuli oder Cirrostratus auf. Falls sie sich verdichten und weite Cirrostratusflächen auftreten, wird bald eine Warmfront ankommen. Der Cirrus ist weniger breit als der Cirrostratus und hat deutlichere ausgefranste Strukturen.
Cirrocumulus

Cirrocumuli (Cc) sind kleine, meist miteinander verwachsene Wolken, die zusammen eine gerippelte Wolkenschicht bilden („kleine Schäfchenwolken“). Diese können mitunter so hoch werden, dass sie unter sich cirrusuntypische Schatten bilden und mit Altocumulus (siehe unten) verwechselt werden können. Der Cirrocumulus kann aber auch ähnlich wie der Cirrostratus aussehehn, wird aber als Cirrocumulus bezeichnet, solange der grössere Teil seiner Unterseite gerippelt oder in kleine Wölkchen unterteilt ist.
Cirrostratus

Cirrostratus (Cs, „Schleierwolken“) sind feine, strukturlose bis faserige Schleier aus Eiskristallen, die sich bilden, wenn große Warmluftmassen langsam emporsteigen, sich dabei abkühlen und die Feuchtigkeit kondensiert. Sie sind Vorboten einer Warmfront und damit einer Wetterverschlechterung. Der Cirrostratus erzeugt oft Halos, im Gegensatz zum Altostratus. Auch die Beobachtung der Zuggeschwindigkeit hilft dabei, ihn von dünnerem As auseinanderzuhalten.
Kondensstreifen
Kondensstreifen sind künstliche, von Flugzeugen erzeugte Hohe Wolken. Bei der Verbrennung von Flugbenzin entsteht neben CO2 auch Wasserdampf, welcher fast augenblicklich gefriert. Kondensstreifen können je nach Wetterlage lange Bestand haben, und mit zusätzlicher Luftfeuchtigkeit mächtige, regelrechte Wolkenstrassen bilden. In niedrigeren Luftschichten erzeugen Flugzeuge kein ähnliches Phänomen.
Mittelhohe Wolken
Mittelhohe Wolken befinden sich zwischen 2.000 und 6.000 Metern Höhe.
Sie bestehen überwiegend aus Wassertröpfchen und sind relativ uncharakteristisch; Verwechslungen mit tiefen Wolken kommen häufig vor. Einziges Indiz ist, da die Winde in dieser Höhe in der Regel stärker sind, dass die Wolken kleinere, länglichere Formen bilden und trotz starkem Wind scheinbar viel langsamer vorbei ziehen als die niederen Wolken.
Altocumulus

Altocumulus (Ac), regelmäßig angeordnete „Ballen“, könnte man als „gröbere Schäfchenwolken“ umschreiben. Wegen der stärkeren Winde sind sie meist etwas länglicher, kleiner und mehr ausgefranst als niedrigere Wolken, sie sind aber trotz allem schwer von den Stratocumuli zu unterscheiden. Einige Unterschiede gibt es trotzdem: Erstens die Breite - Altocumuli sind bis 3 Finger breit (bei ausgestrecktem Arm), alle Haufenschichtwolken, die grösser sind, sind dann eben Stratocumuli und die Cirrocumuli sind weniger als 1 Finger breit. Und zweitens der Eigenschatten, der beim Cirrocumulus nicht auftritt. Wolken ohne Eigenschatten werden Altocumulus genannt, wenn der grössere Teil der Wolkenteile 1 bis 3 Finger breit sind.
Altostratus


Altostratus (As) ist eine bläuliche bis graue mittelhohe Schichtwolke ohne Konturen, die aus (unterkühlten) Wassertröpfchen und Eiskristallen besteht. Sie ist leicht von Cirrostratus zu unterscheiden, weil sie die Sonne weitgehend verdeckt und beim Altostratus keine Halos vorkommen. Die Unterscheidung von Stratus fällt deutlich schwerer, weil auch bei diesem die Sonne sichtbar sein kann - sie ist aber auch ein Hilfsmitte. Beim Stratus hat die Sonne einen scharfen Rand und die Wolkenschicht kann gegen die Sonne betrachtet weiss aussehen, der Altostratus "macht" aus ihr einen hellen Fleck und hat eine graue Farbe. Weiter sind bei einer Altostratusdecke auf dem Erdboden keine Schatten sichtbar. Wenn der Altostratus nach Cirrostratus-Wolken großflächig aufzieht, ist meist eine Warmfront oder Okklusion im Anzug.
Anzahl Stunden, bis es zu regnen beginnt:
ca. 9 h | Die Sonne ist ein wenig getrübt, aber mit scharfem Rand durch die Wolkenschicht sichtbar |
ca. 6 h | Die Sonne ist nur noch als heller Fleck in der Wolkendecke erkennbar |
bis 3 h | Sonne ist ganz verschwunden und unter der Wolkenschicht schweben einige Ac pan |
Niedrige Wolken
Niedrige Wolken bewegen sich unter 2.000 Metern Höhe.
Da sie aus Wassertröpfchen bestehen, sind sie oben meistens bläulich-weiß, aber an ihrer Unterseite je nach Mächtigkeit bläulich-grau bis dunkel.
Cumulus
Cumulus (Cu), Haufenwolke oder Quellwolke, umgangssprachlich auch „Blumenkohlwolken“ genannt, sind scharf von einander abgegrenzte (d.h. nicht wie beim Sc zusammengewachsene), dichte Wolken und bestehen hauptsächlich aus Wassertröpfchen. Ihre Unterseite ist meist ziemlich flach, und sie reichen häufig weiter als bis zur Unterseite des Mittleren Stockwerks. Ihre von der Sonne beleuchtete Seite ist meist strahlend weiss.
Der Cumulus ist die klassischste, unverwechselbarste Wolkenform, die „Bilderbuchwolke”. Sie tritt meist bei schönem Wetter auf, wenn die Luft etwas feuchter ist. Am frühen Morgen kann sie als Indiz gewertet werden, dass sich Gewitter bilden werden, da dann noch keine stärkeren Aufwinde herrschen können und somit eine Front der Verursacher sein muss. Normalerweise entstehen Cumuluswolken im Tagesverlauf aus dem durch die Sonne verdunstenden Wasser.
Aus dem Cumulus fällt nur Niederschlag in Schauerform, kein anhaltender Regen. Er weist an der Oberseite keine flache oder faserige Stellen auf, und es kommen weder Blitz noch Donner vor.

Bei genügend großer Luftfeuchtigkeit und Konvektion entwickeln sich aus den Cumuli Cumulonimbuswolken; Anzeichen dafür sind eine turmartige Form der Wolken. Sind die Wolken eher kugelig, ist nicht genügend Luftfeuchtigkeit für die Gewitterbildung vorhanden. Aus mächtigen Cumuluswolken kann es auch regnen, aber nur äußerst wenig, so dass man nicht von einer Regenwolke sprechen kann.
Stratocumulus

Stratocumulus (Sc), Haufenschichtwolken ohne Fasern, entstehen ähnlich wie Cumuluswolken, allerdings bei unterschiedlicher Luftschichtung und stärkerem Wind. Dies macht die Unterscheidung vom Altostratus manchmal schwer.

Die Stratocumuli sind die häufigsten bei uns auftretenden (Schönwetter-)Wolken; sie zeigen eine einigermassen stabile Schichtung an. Meist ist durch die Sc-Schicht der Himmel zu sehen. Stratocumulus-Wolken haben häufig eine graue Unterseite, da die Wassertröpfchen eher viel Licht absorbieren – sie können aber auch fast weiss erscheinen. Die Unterschiede zum Cumulus sind einerseits die abgeflachte Oberfläche und andererseits, dass sie miteinander zusammenhängen.
Stratus

Stratus (St) ist eine niedere Schichtwolke, auch als Hochnebel (nicht Bodennebel) bezeichnet, die bei geeigneter Wetterlage fast bis zum Boden reichen kann. Der Stratus ist völlig strukturlos und besteht aus Wassertröpfchen; aus ihm fällt häufig Niederschlag in Form von Nieselregen, jedoch keine starken Niederschläge. Er zeigt in der Regel eine eher ruhige Wetterlage an. Bei sehr niedrigen Temperaturen können manchmal sogar Halos auftreten.
Der Stratus hat eine deutlichere und konturlosere Unterseite als der Nimbostratus und tritt bei schwachem Wind auf. Er kann "einfach so" erscheinen, der Ns hingegen "braucht" vorhandene Bewölkung.
St fra (stratus fractus, zerrissen aussehend) ist weniger dicht und gräulicher als Cu fra.
Stratus pannus
Nimbostratus pannus (lateinisch zerrissen) ist eine Begleiterscheinung von Nimbostratus. Dieser entsteht durch im Fall verdunstenden und kondensierenden Regen, wodurch er baldigen Regen ankündigt. Er ist auch bei lang anhaltendem Regen, so genanntem Landregen beim Durchzug einer Warmfront, zu beobachten.
Nimbuswolken
Nimbuswolken, (lateinisch Sturmwolken) oder auch Regenwolken, sind Wolken mit großer vertikaler Ausdehnung (erstrecken sich über alle drei Höhenbereiche); nur diese Wolken verursachen anhaltenden Regen oder auch Hagel.
Nimbostratus

Nimbostratus (Ns) ist eine mehr oder weniger konturlose, blaugraue Wolkendecke, die meist ab dem mittleren Stockwerk beginnt und oft langanhaltende Niederschläge verursacht. Sie besteht aus Wassertröpfchen, Regentropfen und Eis- und Schneekristallen und entwickelt sich oft aus Altostratuswolken. Die Sonne ist unter der dichten Wolkenschicht nicht sichtbar. Hagel fällt aus ihm keiner – das ist eine Verwechslung mit dem Cumulonimbus: wenn man sich genau unter ihm befindet, sehen beide gleich aus. Ein Unterschied ist jedoch spürbar (außer dem Hagel): Nimbostratuswolken entstehen durch eine Warmfront und sind somit mit einem Temperaturanstieg verbunden. Ganz anders der Cumulonimbus, der mit der Kaltfront kommt: Da kann das Quecksilber rapide fallen, sofern kein Blitz in der Nähe einschlägt. Der Nimbostratus weist im Gegensatz zum Altostratus eine dünklere Graufärbung auf und verdeckt die Sonne total. Weiter fällt aus dem Altostratus kein Niederschlag und aus dem Stratus nur Sprühregen. Die Unterseite des Nimbostratus ist undeutlich.
Cumulonimbus

Cumulonimbus (Cb) sind mächtige Sturmwolken, die sich etliche Kilometer hoch auftürmen.
Häufig verbreitert sich das obere Ende ambossförmig, weil die sich auftürmende Wolkenmasse an die Tropopause stößt und sie manchmal sogar durchbricht (zum Beispiel bei der Bildung eines Tornados). Beim Durchzug einer Kaltfront sind zum Teil richtige Cumulonimbus-Reihen zu beobachten.
Sie sind die klassischen Gewitterwolken und bestehen aus Wassertröpfchen und in den oberen Wolkenschichten aus Eiskristallen. Sie bringen massive Schauer und Hagel und sind auch die Wolkenform von Wirbelstürmen, und sie können bis 100 Mio. Tonnen Wasser beinhalten (in Extremfällen, sonst etwa 20 Mio. t). Allerdings ist ihre Form häufig nicht klar zu erkennen, da sie von anderen Wolken verdeckt wird. In der Cb-Wolke herrschen extrem starke Aufwinde von bis zu 120 km/h.
Siehe auch: Kumulonimbus
Arten
Mit der Angabe der Art werden Wolkengattungen weiter nach ihrem inneren Aufbau und ihrer Gestalt unterteilt. Die verschiedenen Arten schliessen sich gegenseitig aus, also kann eine Gattung nur die Merkmale einer Art haben. Beispiele sind Cumulus congestus (Cu con), ein hoch aufgetürmter Cumulus, oder Altocumulus stratiformis (Ac str), weit ausgedehnter Altocumulus. Die Arten werden mit drei kleinen Buchstaben abgekürzt.
Unterarten
Die Unterarten dienen zur Angaben der Anordnung und der Lichtdurchlässigkeit. Eine Wolke kann, im Gegensatz zu den Arten, die Eigenschaften von mehreren Unterarten aufweisen. Sie schliessen gegenseitig nicht aus (ausser opacus = lichtundurchlässige Wolkenschicht und translucidus = ziemlich durchsichtige Wolkenschicht widersprechen sich). Beispiele sind Altocumulus undulatus (Ac un, Altocumuli in Wellenform angeordnet) oder Cirrus vertebratus (Ci ve, Cirruswolke, die an ein Fischskelett erinnert). Unterarten werden mit 2 Buchstaben abgekürzt.
Sonderformen und Begleitwolken
Sonderformen und Begleitwolken müssen nicht zwingend mit der Hauptmasse der Wolke zusammenhängen - insbesondere die Begleitwolken sind meist davon getrennt. Beispiele: Cumulonimbus mamma (Cb mam, Cumulonimbus mit Quellungen "nach unten") oder Cumulus pannus (Cu pan, zerfetzte Wolkenteile einer Cu-Wolke). Die Sonderformen und Begleitwolken werden - wie die Arten - mit drei Buchstaben abgekürzt.
Mutterwolken
Die Mutterwolke dient zur Angabe, aus welcher Gattung sich eine neue Wolkenform gebildet hat. Dazu wird an den Gattungsnamen der Mutterwolke "genitus" angehängt. Ein typisches Beispiel ist der Cirrus cumulonimbogenitus (Ci cbgen); Cirrus, der sich aus dem Amboss einer Cb-Wolke entwickelt hat. Abgekürzt werden sie, indem man zur Gattungsabkürzung "gen" anhängt (scgen, cugen, ...). Ausgeschrieben ersetzt man die Endung "-us" durch ein "o" und hängt noch ein "genitus" an (cumulogenitus, stratogenitus, ...).
Wetterbeobachtung
Frontpassage


Eine Front kündigt sich meist langsam an, indem zuerst immer mehr Cirruswolken, dann Cirrostratus, dann zusätzlich Altostratus und schließlich Nimbostratus aufziehen. Diese Abfolge läuft in umgekehrter Reihenfolge nach Durchzug der Front ab.
In der Regel ist sie begleitet von Cumuluswolken, je nach Stärke der Front auch von Cumulonimbuswolken.
Eine Warmfront unterscheidet sich von der Kaltfront bezüglich der Wolken vor allem darin, dass bei der Warmfront die Wolken langsamer aufziehen, und sie bei der Kaltfront langsamer abziehen. Da eine Kaltfront "schneller" als eine Warmfront ist (kalte Luft ist schwerer und "drückt" sich schneller voran), sind die Aufwinde auch grösser und riesige Cumulonimbuswolken können entstehen.
Gewitter und Stürme
Diese sind häufig zusammen mit den charakteristischen Cumulonimbuswolken zu beobachten und treten in der Regel schnell auf, und verziehen sich schnell wieder. Sofern sie nicht in Verbindung mit Fronten auftreten, klart der Himmel sehr schnell auf.
In einigen Fällen sind die Wolken absolut isoliert, das heißt, sie bilden einen einzelnen Block in ansonsten heiterem Himmel. Daher sind Gewitter vor allem im Gebirge tückisch. Sie können lokal innerhalb einer Stunde auftauchen, abregnen und weiter ziehen.
Es gibt aber auch extrem große Cumulonimbuswolken, so genannte Superzellen. Sie sind aufgrund der Ausdehnung mit dem Auge kaum von Nimbostratus oder einer Front zu unterscheiden. Diese können Wirbelstürme mit sich bringen und bestimmen das Wettergeschehen viel länger als normale Gewitter.
Wolken und "Bauernregeln"
Der gut zu beobachtende Zug der Wolken hat eine Reihe von Bauernregeln begründet, deren Vorhersagequalität sich auf jahrzehntelanger, weitergegebener Beobachtungen beruhen, die aber nur regional zutreffen. So lautet beispielsweise eine Wetterregel aus dem Vinschgau in Tirol:
- Kommen die Wolken aus Schnals,
- Haben wir's Wetter auf dem Hals;
- Ziehen sie in's Martell,
- wird's wieder hell;
- kommen sie aus Matsch,
- macht es Plitschplatsch.
Gleichfalls auf Regen weist es, wenn eine markante Felsformation der Alpennordkette bei Innsbruck von einer Wolke umgeben ist:
- Trägt Frau Hitt a Koppen, gean die Stadler durch Lacken.
Anomalien
Anomalien sind sehr ungewöhnliche Wolken, die insbesondere dem klassischen Modell widersprechen.
Perlmutterwolke
Eine Anomalie stellt die Perlmutterwolke dar. Sie bildet sich in der Stratosphäre nahe der Polarregionen in Höhen von 22 bis 29 km, wo normalerweise wegen des niedrigen Wasserdampfgehalts keine Wolken vorkommen.
Normalerweise kommen in der Stratosphäre wegen des niedrigen Wasserdampfgehaltes keine Wolken vor.
Perlmutterwolken entstehen in Europa an den Gebirgen Norwegens und Schottlands durch aufsteigende Luftmassen.
Sie zeigen schöne Farben, die besonders deutlich sind, wenn die Sonne bereits hinter dem Horizont steht. Die Perlmutterwolke besteht aus Eiskristallen, welche durch Lichtbrechung die perlmuttartigen Farben erzeugen.
Siehe auch: Wallcloud
Literatur
- Dieter Walch: So funktioniert das Wetter, München 2000, ISBN 3-405-15945-8
- Berthold Wiedersich: TaschenAtlas Wetter, KLETT, 2003, ISBN 3-623-00021-3
- WMO: Internationaler Wolkenatlas 2. Auflage, Deutscher Wetterdienst, 1990, ISBN 3-88148-264-4