Wolkenbildung
 

Wolken bestehen wie Nebel aus kondensiertem Wasserdampf. Steigt ein Luftpaket auf, so kühlt es sich dabei aufgrund der Luftdruckabnahme mit der Höhe ab. Wird die Taupunkttemperatur erreicht, beginnt der Wasserdampf zu kondensieren und es setzt Wolkenbildung ein. Bei der Kondensation wird zusätzliche Wärmeenergie frei, so dass das Aufsteigen des Luftpaketes beschleunigt fortgesetzt wird bis nahezu die gesamte Feuchtigkeit kondensiert ist oder der weitere Aufstieg durch eine wärmere Luftschicht (Inversion) gestoppt wird.

Die Länge des zurückgelegten Aufstieges und damit die Menge der Kondensation, hängen von der jeweils aktuellen vertikalen Temperaturverteilung in der Atmosphäre ab.

Trifft das Luftpaket beim Aufsteigen auf ausreichend wärmere Luftpakete in der Umgebung, wird die Aufwärtsbewegung gestoppt, denn kältere Luft ist schwerer als warme. Geschieht dies vor Einsetzen der Kondensation, bilden sich erst gar keine Wolken. Solche Luftschichtungen kommen in Hochdruckgebieten vor. Hat bereits Kondensation eingesetzt, wird die Aufwärtsbewegung aber bald gestoppt. Es bilden sich zwar Wolken, doch fällt daraus kein Regen. Dies ist bei ‚Schönwetterquellwolken‘ der Fall.

Trifft das Luftpaket beim Aufsteigen jedoch auf noch kältere Umgebungsluft (instabile Schichtung), setzt sich die Aufwärtsbewegung beschleunigt fort. Gleichzeitig kühlt sich das Luftpaket selbst immer weiter ab bis die Taupunkttemperatur erreicht ist. Jetzt sorgt zusätzliche Kondensation für eine weitere Beschleunigung der Aufwärtsbewegung. Vermehrte Kondensation ist die Folge.

Zunächst entstehen in der Wolke nur sehr kleine, zum Teil auch unterkühlte Wassertröpfchen, die durch den Aufwind in der Wolke gehalten werden. Fallen sie aus, dann verdunsten sie oft schon vor Erreichen des Erdbodens. Schließlich bringt nicht jede Wolke Niederschlag.

Stößt die Wolke in Höhen mit Temperaturen unter 0 Grad vor, können sich neben den Wassertröpfchen auch immer mehr Eiskristalle bilden. Es entsteht eine Mischwolke, wobei die Eiskristalle mit zunehmender Höhe überwiegen. In der Wolke entsteht Schnee. Durch turbulente Bewegungen in der Wolke können Tropfen und Schneeflocken weiter wachsen. Sind die Aufwinde nicht mehr groß genug, um die Partikel zu halten, so fallen sie aus der Wolke aus. Es setzt Niederschlag ein.

Merke: Auch im Sommer ist ein Regentropfen in der Regel als Schneeflocke in der Wolke gestartet (Ausnahme: Nieselregen).

Für Niederschlag sind hauptsächlich drei Wetterprozesse verantwortlich:

  1. Warme Luft, die auf kalte Luft aufgleitet: – Warmfront
  2. Kalte Luft, die warme Luft verdrängt: – Kaltfront
  3. Instabile Luftmassen/Luftschichtung: – durch aufsteigende Luftströmungen entstehen zellenartige Wolkenstrukturen ® Schauerwolken