Wolkenbildung
Wolken bilden sich, wenn feuchte Luft auf den Taupunkt abkühlt und Wasserdampf an Kondensationskernen kondensiert.
Quelle: WMO International Cloud Atlas; AMS Glossary; ICAO Annex 3.
Voraussetzungen
- Wasserdampf in der Luft (Feuchtigkeit).
- Kondensationskerne (Staub, Salz, Aerosole).
- Abkühlung (durch Aufstieg, Strahlung, Mischung) bis zum Taupunkt.
Vier Haupt-Mechanismen der Abkühlung
- Aufstieg (Adiabatische Abkühlung): thermisch, orographisch, frontal, konvergent.
- Strahlungs-Abkühlung: Bodennähe in der Nacht (→ Bodennebel).
- Advektive Abkühlung: warme Luft über kaltem Untergrund (→ Advektionsnebel).
- Misch-Abkühlung: zwei verschiedene Luftmassen mischen (→ Mischungsnebel).
Klassifikation der Wolken — nach Bildungsart
Wolken werden differenziert in konvektive (intensive, lokale Aufstiege bilden cumuliforme Typen), stratiforme (sanfte, weiträumige Aufstiege bilden geschichtete Wolken) und orographische (gelände-induzierter Aufstieg über Berge oder Hügel) ("clouds are differentiated into convective (intense, localized ascent forming cumuliform types), stratiform (gentle, widespread ascent creating layered clouds), and orographic (terrain-induced uplift over mountains or hills)"):
| Bildungsart | Bedingung | Wolkentypen |
|---|---|---|
| Konvektiv | intensive lokale Aufstiege | Cumulus (Cu), Cumulonimbus (Cb), Towering Cumulus (TCu), Altocumulus (Ac), Cirrocumulus (Cc) |
| Stratiform | sanfter weiträumiger Aufstieg → stabile geschichtete Wolken über große Flächen | Stratus (St), Stratocumulus (Sc), Altostratus (As), Nimbostratus (Ns), Cirrostratus (Cs), Cirrus (Ci) |
| Orographisch | Berg-induzierter Aufstieg | Lenticularis, Cap-Cloud, Hill-Fog |
Stratiform-Wolken — Hauptursache
Die häufigste Ursache für stratiforme Wolkenbildung ist langsames aber weiträumiges Aufheben einer ganzen Luftmasse, was zu stabilen, geschichteten Wolken über große Gebiete führt ("the most common cause for stratiform cloud formation is slow but widespread lifting of an entire air mass, leading to stable, layered clouds over large areas") — z.B. an einer Warmfront, wo warme Luft sanft über kalte Luft aufgleitet.
Konvektive Wolken
Cumuluswolken (Cu) können sich zu Cumulonimbus (Cb) entwickeln ("cumulus clouds can develop into a cumulonimbus (Cb)") — Stadien:
- Cu humilis (klein, fair-weather Cumulus).
- Cu mediocris (mittlerer Cumulus).
- TCu — Towering Cumulus (vertikal stark entwickelt, mit Anvil-Andeutung).
- Cb — Cumulonimbus (voll entwickelte Gewitterwolke).
Wolkenbasis-Berechnung
Wolkenbasis ≈ 400 ft × Spread [°C] (siehe Lesson Lapse Rates).
Kondensationsbedingungen
Übersättigung und Kondensationskerne sind Voraussetzungen, die für Kondensation erfüllt sein müssen (siehe Lesson Luftfeuchte).
Föhn — Bei welcher Höhe entstehen Wolken?
Bei warmem, trockenem katabatischem Wind (Föhn): ein aufsteigendes Luftpaket erreicht genau die Höhe, bei der die Bildung cumuliformer Wolken beginnt ("warm, dry catabatic wind is called Foehn, which is an ascending parcel of air reaches exactly at the altitude where the formation of cumuliform clouds starts") — die Kondensationsebene (Lifted Condensation Level, LCL) ist die Untergrenze cumuliformer Wolken.
International Cloud Atlas* (online); AMS Glossary; ICAO Annex 3; FAA-H-8083-25B PHAK Kap. 12.*