Schwerpunkt

Die wundersame Welt der Wolken

Wolken spielen eine wichtige Rolle für die Vorhersage von Wetter und Klima.

  • Manfred Wendisch und Joachim Curtius
  • 07 / 2017 Seite: 43

Jede Wolke ist einzigartig, weil die Mechanismen ihrer Bildung und Entwicklung sehr vielfältig sind und sich auf unterschiedlichen Orts- und Zeitskalen abspielen. Sie bestimmen die Verteilung von Niederschlag auf der Erde, den Strahlungshaushalt und die atmosphärische Dynamik. Für Klima- und Wettermodelle ist ein detailliertes Verständnis von Wolkenprozessen essenziell.

Wolken faszinieren durch ihre Vielfalt und Einmaligkeit. Ihre phänomenologischen (makro­physikalischen) Charakteristika wie die Höhe der Wolkenbasis über Grund oder ihre vertikale Mächtigkeit erlauben es, sie in Gruppen mit typischen Merkmalen einzuordnen. Demnach unterscheidet man horizontal ausgerichtete, stratiforme Wolken, die sich in verschiedenen Höhen der Troposphäre ausbilden, von hauptsächlich vertikal ausgedehnten, konvektiven Wolkentürmen, die bis in die obere Troposphäre und darüber hinaus reichen und häufig mit Starkniederschlag, Windböen, Hagel oder Gewitter einhergehen (Abb. 1). Trotz der typischen äußeren Erscheinung ist jede Wolke einzigartig. Dies zeigt sich vor allem durch eine hohe Variabilität ihrer mikrophysikalischen Eigen­schaften. So erstreckt sich die Größe von Wolken­tröpfchen, Eiskristallen und Nieder­schlags­­par­tikeln von einigen Mikrometern bis zu Zentimetern.

Wolken bestimmen durch den Niederschlag die geographische Verteilung des verfügbaren Süßwassers auf der Erde. Würde man den gesamten in der Atmosphäre enthaltenen Wasserdampf auskondensieren, ergäbe sich eine nur etwa 2,5 cm hohe flüssige Wasser­schicht auf der Erdoberfläche. Wenn nur das vorhandene flüssige und eisförmige Wasser der Wolken akkumuliert würde, wäre die Wasserschicht 0,1 mm dünn. Trotz dieser im Vergleich zur Gesamtausdehnung der Troposphäre (10 bis 15 km) sehr kleinen Werte stellen troposphärische Wolken innerhalb des Erdsystems ein entscheidendes Bindeglied für den hydrologischen Kreislauf dar. Sie spielen eine wesentliche Rolle für die Verfügbarkeit von Trink- und Brauchwasser in Flüssen, Seen und Grundwasserreservoiren. Die geographische Verteilung von Niederschlag ist dabei eng mit dynamischen Atmosphärenprozessen verbunden, wobei Phasenumwandlungen und entsprechende latente Energietransformationen auftreten...

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