Was Wolken über das Wetter verraten

Wie dicke Wattebäusche schweben weiße Wolken am blauen Himmel. Andere dagegen türmen sich dunkel und furchterregend in die Höhe. Wolken können völlig unterschiedlich aussehen und sich ständig verändern. Je nachdem, wie und wo sie erscheinen, kündigen sie unterschiedliches Wetter an. Wer sich ein bisschen auskennt, kann an der Wolkenform erkennen, ob es bald regnen oder schneien wird. Auch die Höhe der Wolken verrät einiges über das bevorstehende Wetter.

Wattewolken
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Ganz weit oben, in mehr als sechs Kilometern Höhe über der Erdoberfläche, ziehen die hohen Wolken. Zu ihnen gehören die zarten Federwolken, die viele Eiskristalle enthalten. Sind viele von ihnen zu sehen, kündigen sie schlechtes Wetter an. Genauso hoch schweben kleine Schäfchenwolken und Schleierwolken am Himmel, die ebenfalls aus Eiskristallen bestehen.

Eine dunkle Gewitterwolke türmt sich auf
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Hohe Federwolken über Landschaft
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Zwischen zwei und sechs Kilometern Höhe finden sich die mittelhohen Wolken, zum Beispiel die groben Schäfchenwolken und die Schichtwolken. Wenn sich grobe Schäfchenwolken über weite Flächen erstrecken, wird das Wetter schlecht. Auch graue Schichtwolken lassen erkennen, dass es bald regnen oder schneien wird.

Hohe Federwolken
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Im untersten „Wolken-Stockwerk“, unter zwei Kilometern Höhe, ziehen die tiefen Wolken. Zu ihnen gehören die hellen Haufenwolken, die von Wassertröpfchen gebildet werden. Diese Art von Wolken kommt weltweit am häufigsten vor. Weil sie vor allem im Sommer schönes Wetter bringen, heißen sie oft auch „Schön-Wetter-Wolken“. Aus grauen tiefen Schichtwolken dagegen kann es auch regnen oder schneien. Und je dunkler die Wolke aussieht, desto mehr Regen oder Schnee trägt sie mit sich.

Mittelhohe Schäfchenwolken
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Wolken, die über alle drei „Stockwerke“ mehrere Kilometer hoch quellen, können alle Arten von Niederschlag mit sich tragen: Weit unten ist das Wasser noch nicht gefroren, dort entsteht Regen. Werden die Tropfen jedoch in hohe und kältere Wolkenschichten hinaufgewirbelt, bilden sich Eiskristalle. Aus den turmhohen Gewitterwolken fallen deshalb Regen, Schnee oder sogar Hagel.

Tiefe Regenwolken
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China schießt Regenwolken ab

Ein perfektes Spektakel soll es werden: Die Olympischen Sommerspiele in Peking. Allein der Bau des Stadions, das wegen seiner Form auch „Vogelnest“ heißt, dauerte fünf Jahre und kostete umgerechnet 315 Millionen Euro. Zur perfekten Olympiade gehört natürlich auch, dass das Wetter mitspielt: Kein Regenschauer oder gar Regenguss darf das Großereignis vermasseln.

Die Sorge der chinesischen Machthaber ist zumindest wettertechnisch berechtigt: Laut Wetterexperten regnet es im August in Peking durchschnittlich alle 3 Tage. Damit die Olympischen Spiele in dauerhaftem Sonnenschein erstrahlen, greift China jetzt sogar zur Waffe: Das Land schießt auf seine Regenwolken. Die Munition: Silberjodid. Mit diesem gelblichen Salz lassen sich die Wolken „impfen“. Von Flugzeugen oder vom Boden aus wird es in die Wolken gesprüht. Dort bewirkt Silberjodid, dass sich das Wasser in den Wolken um die feinen Silberjodid-Tröpfchen sammelt. So entstehen größere Tropfen: Die Wolke regnet ab. Die Regenwolken sollen auf diese Weise schon vor Peking abgefangen und „unschädlich“ gemacht werden. Damit die Spiele unter blauem Himmel stattfinden, gibt es rund um Peking 26 Stationen und eine ganze Armee von Bauern, die mit Silberjodid gegen herannahende Regenwolken kämpfen.

Dabei könnte alles viel einfacher sein: Ein schlichtes Schiebedach über dem „Vogelnest“ sollte ursprünglich die Zuschauer im Olympiastadion trocken halten. Doch diese Lösung war den Chinesen angeblich zu teuer. Und wahrscheinlich nicht spektakulär genug.

Olympiastadion in Peking
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Inspektion eines chinesischen Regenmacher-Flugzeugs
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Überschwemmungen nach Monsunregen in Kaschmir
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Schauer-Rekord in Indien

Nirgendwo auf der Erde ist es feuchter als in Mawsynram. Das Dorf in den indischen Khasi-Bergen hat die meisten Niederschläge der Welt. 11.872 Liter Regen fallen hier durchschnittlich pro Jahr. In Deutschland sind es dagegen selbst im Gebirge höchstens 1.500 Liter jährlich. Den Regenrekord erreicht der Ort Mawsynram vor allem wegen seiner extrem feuchten Monsunwinde im Sommer. Diese sorgen für diese rekordhaften Regenfälle. Und nicht umsonst heißt der indische Staat, in dem das Dorf Mawsynram liegt „Meghalaya“ – der Wohnsitz der Wolken.

Der Kreislauf des Wassers

Das Wasser auf der Erde ist immer unterwegs. Ständig bewegen sich gewaltige Mengen davon – zwischen Meer, Luft und Land – in einem ewigen Kreislauf, bei dem kein Tropfen verloren geht.

Wolkenhimmel über aufgewühltem Meer
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Der Motor des Wasserkreislaufs ist die Sonne: Sie erwärmt das Wasser der Meere, Seen und Flüsse so stark, dass es verdunstet. Auch Pflanzen geben durch winzige Öffnungen Wasserdampf in die Atmosphäre ab. Die feuchte Luft steigt nach oben, winzige Wassertröpfchen versammeln sich in der Höhe und bilden Wolken. Als Regen, Hagel oder Schnee fällt das Wasser zurück ins Meer oder auf die Erde. Fälllt es auf die Erde, dann versickert es im Boden, versorgt Pflanzen oder fließt durch den Boden, über Bäche und Flüsse zurück ins Meer. Der ewige Kreislauf aus Verdunstung, Niederschlag und Abfließen beginnt wieder von vorne.

Flusslauf
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Den Kreislauf des Wassers gibt es schon fast so lange wie es die Erde gibt. Er sorgt dafür, dass Lebewesen auf unserem Planeten mit Süßwasser versorgt werden. Und nicht nur das: Ohne den Wasserkreislauf würde es das Wetter, so wie wir es kennen, gar nicht geben.

Kind mit Gummistiefeln im Regen
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Die Schichten der Atmosphäre

Ähnlich den Geschossen eines mehrstöckigen Hauses ist die Atmosphäre in mehrere Schichten unterteilt. Diese Schichten haben verschiedene Eigenschaften – fangen wir doch mal im „Erdgeschoss“ an:

Die „Wetterküche“ in der Troposphäre
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Ob dunkle Gewitterwolken oder blauer Himmel, sanfter Lufthauch oder starker Wind: Beinahe das gesamte Wettergeschehen findet bis in einer Höhe von 15 Kilometern statt. Diese untere Schicht der Atmosphäre wird deshalb auch Wetterschicht genannt. Wissenschaftler sagen Troposphäre dazu. Etwa 90 Prozent der gesamten Luft und fast der ganze Wasserdampf der Erdatmosphäre sind in dieser Schicht enthalten. Je höher die Lage in der Troposphäre, desto kälter wird es: An ihrer Obergrenze herrschen eisige Temperaturen von bis zu minus 80 Grad Celsius.

Flugzeuge fliegen in Höhe der Troposphäre
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In der Schicht darüber, der Stratosphäre, steigt die Temperatur plötzlich wieder an. In etwa 50 Kilometer Höhe erreicht das Thermometer sogar einen Wert um 0 Grad Celsius. Grund für diese Erwärmung ist die Ozonschicht, die innerhalb der Stratosphäre liegt. Diese wirkt wie eine Heizung: Sie nimmt die UV-Strahlung der Sonne auf und wandelt sie in Wärme um.

Hoch über den Wolken liegt die Stratosphäre
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Über der Stratosphäre liegt in einer Höhe von 50 bis 80 Kilometern die Mesosphäre. Weil diese Schicht kein Ozon enthält, wird es wieder bitterkalt, bis zu minus 100 Grad Celsius. Damit ist die Mesosphäre die kälteste Schicht der Atmosphäre. Hier werden Staubteilchen und kleinere Gesteinsbrocken aus dem All aufgehalten, die sonst als Meteoriten auf die Erde stürzen würden. Diese Himmelskörper können wir manchmal nachts als Sternschnuppen am Himmel sehen.

Sternschnuppen sind typisch für die Mesosphäre
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Oberhalb der Mesosphäre wird die Luft immer dünner. Die Erdanziehung schwächt sich mit zunehmender Höhe ab und kann daher die Gasteilchen immer weniger festhalten. So bildet die Thermosphäre über Hunderte von Kilometern einen fließenden Übergang ins Weltall. Ihren Namen hat die Thermosphäre von den hohen Temperaturen, die hier herrschen: Sie steigen bis zu 1700 Grad an. Heiß ist es nach unserer Vorstellung allerdings nicht, denn für das Gefühl von Hitze schwirren zu wenige Gase umher.

Raumfahrzeuge gelangen über die Thermosphäre bis in den Weltraum
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Wie bilden sich Wolken?

Wie Wolken entstehen, lässt sich besonders gut an kalten Wintertagen beobachten: Beim Ausatmen dampft es aus dem Mund – ein weißlicher Schleier hängt in der Luft. Er bildet sich, wenn die feuchte, warme Atemluft auf kältere Luft trifft. Denn warme Luft kann viel Feuchtigkeit speichern – deutlich mehr als kalte. Kühlt die warme Luft ab, kann sie nicht mehr so viel Wasser aufnehmen. Dann sammelt sich das überschüssige Wasser zu kleinen Wassertropfen, die in der Luft schweben und als weißer Schleier sichtbar werden. Ganz ähnlich verhält es sich mit den „echten“ Wolken.

Wölkchen durch Ausatmen
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Die Kraft der Sonne heizt das Land und das Wasser an der Oberfläche auf. Durch die Wärme verwandelt sich ein Teil des flüssigen Wassers in gasförmiges Wasser: Es verdunstet. Weil warme Luft leichter ist als kalte, steigt sie auf. Kühlt die feuchtwarme Luft nach oben immer weiter ab, sammelt sich das überschüssige Wasser als Tröpfchen rund um winzige Staub- oder Rußteilchen. Man sagt auch, das Wasser kondensiert. Noch sind die Tropfen so klein und leicht, dass sie in der Luft schweben. Eine Wolke ist entstanden.

Wolken im Sonnenlicht
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Wolken bilden sich also immer dann, wenn warme Luft abkühlt. Das kann passieren, wenn sich der Boden und die darüber liegende Luft erwärmt und nach oben steigt. Auch wenn der Wind die Luft auf ein Gebirge treibt, wird wärmere Luft nach oben gezwungen. In der Höhe kühlt sie ab, Wolken entstehen. Das Gleiche geschieht, wenn eine Zone von warmer Luft auf eine Zone kalter Luft trifft. Die Kaltluft lässt die leichtere Warmluft aufsteigen und schon wieder bilden sich Wolken!

Wolken im Gebirge
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Doch nicht aus jeder Wolke regnet es sofort. Erst, wenn sich die Wassertröpfchen durch Luftbewegung zu größeren Tropfen vereinigen und schwer genug sind, fallen sie als Regen auf die Erde zurück. Liegt die Temperatur unter 0° Celsius, gefrieren die Tropfen zu Eiskristallen. Dann fällt der Niederschlag als Schnee, bei Gewitterwolken auch als kleine Graupel- oder als große Hagelkörner.

verschneite Gebirgslandschaft
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Es gibt auch Wolken, die direkt über der Erdoberfläche entstehen. Das geschieht oft im Herbst, wenn die Luft immer weiter abkühlt. Die ganze Landschaft erscheint dann weißlich verschwommen. Wenn man durch diesen weißen Dunst weniger als einen Kilometer sehen kann, spricht man von Nebel.

Nebel im Wald
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Niederschlag

Ganz egal ob es regnet, hagelt oder schneit – „schuld“ daran sind Wolken. Denn ohne Wolken gäbe es keinen Niederschlag. Allerdings kommt es vor allem auf die Temperatur an, ob es einen Regenguss oder wildes Schneetreiben gibt.

Regenwolken über Meer
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Die meisten Niederschläge auf der Erde fallen als Regen. Wenn kleine Wassertröpfchen in einer Wolke zusammenprallen, schließen sie sich zu immer größeren und schwereren Tropfen zusammen. Sind sie zu schwer, um weiter zu schweben; liegt die Temperatur über 0° Celsius, fallen sie als Regen auf die Erde.

Stadt im Regen
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Schneegebilde
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Bei sehr niedriger Lufttemperatur fällt der Niederschlag nicht mehr als Regen, sondern als Schnee. Die Schneeflocken wachsen aus sechseckigen Eiskristallen, die sich in sehr kalten Wolken durch Wassertröpfchen miteinander verkleben. Sind die Eisgebilde groß und schwer genug, tanzen sie als Schneeflocken vom Himmel herab.

Hagelkörner im Gras
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Ziehen dagegen starke Aufwinde durch eine hoch aufgetürmte Wolke, kann es Hagel geben. Kleine Tropfen aus dem unteren Teil der Wolke werden nach oben gewirbelt, wo es kälter ist als unten. Dort gefrieren sie zu kleinen Eiskügelchen, etwa so groß wie Stecknadelköpfe. Diese Eiskügelchen heißen Graupel. Wenn in einer sehr hohen Gewitterwolke bei starkem Wind die Kügelchen in der Wolke mehrmals auf und ab geschleudert werden, frieren immer mehr Regentropfen an den Kügelchen fest. Je mehr es die Eiskügelchen in der Wolke umhertreibt, desto größer und härter werden sie. Ab einem halben Zentimeter Durchmesser heißen diese Eiskugeln Hagel. Hagelkörner können größer werden als Tennisbälle und haben oft schon großen Schaden angerichtet.

Häuser im Hagelsturm
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Im Unterschied zu Niederschlag, der aus Wolken herabfällt, gibt es auch Niederschlag, der dicht an der Erdoberfläche entsteht. Wenn über Nacht die Temperatur am Boden sinkt, kann die Luft weniger Feuchtigkeit aufnehmen. Dann setzt sich das überschüssige Wasser am Boden, an Pflanzen oder an Gegenständen ab: Die Feuchtigkeit schlägt sich gut sichtbar als Tau nieder. Fällt die Temperatur in der Nacht unter 0° Celsius, friert das Wasser an den Gegenständen fest und bildet eine weißliche Schicht. Dann spricht man nicht mehr von Tau, sondern von Reif.

Tau am Spinnennetz
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