Klimapolitik und Wissenschaft

Weißt du, wie viel Wolken gehen…

Wenn man sich in diesem Sommer mit dem Wetter beschäftigt, kommt man an ihnen nicht vorbei: Wolken. Federwolken, Schäfchenwolken, Gewitterwolken usw. Der Blick nach oben bietet bei wechselhaften Wetterlagen ein spektakuläres Wolkenkino, das aber nicht nur der Unterhaltung dient: Aus den Wolken lässt sich oft auch die Wetterentwicklung für die nächsten Stunden ablesen. Warum sie gleichzeitig zu den großen Unbekannten in der langfristigen Klimavorhersage zählen, darum geht es in diesem Artikel.

Über den Wolken

Foto: Pixabay

Die unteren Atmosphärenschichten sind ständig in Bewegung: Angetrieben durch Temperatur- und Druckunterschiede strömt die Luft aufwärts, abwärts, seitwärts. Das ist nicht nur spürbar als Wind, sondern auch sichtbar in Form von Wolken.

Die wichtigste Wolken-Zutat befindet sich überall in der Luft: Wasserdampf, also gasförmiges Wasser. Wolken bilden sich dann, wenn Luft nach oben steigt, sich dabei ausdehnt und abkühlt – und schließlich das sogenannte Kondensationsniveau erreicht, an dem der Wasserdampf zu flüssigen Wassertröpfchen kondensiert. Je heftiger die Aufwärtsbewegung der Luft, desto höher wachsen die Wolken in den Himmel. Doch spätestens in einer Höhe von etwa 10 Kilometern ist Schluss: Dort liegt hier bei uns in den gemäßigten Breiten die „Oberkante“ der Troposphäre. Darüber herrscht eine absolut wolkenfeindliche Atmosphäre: In der sogenannten Stratosphäre wird es immer wärmer, je höher man aufsteigt! In meteorologisches Kauderwelsch übersetzt spricht man von einer „stabilen Schichtung“, und Stabilität ist Gift für die Wolkenentstehung. Durch diesen natürlichen Deckel spielt sich unser gesamtes Wetter in den untersten Kilometern der Atmosphäre ab.

Wenn uns der Himmel auf den Kopf fällt

Wolken bestehen also aus winzigen Wassertropfen, die im Einzelnen oft kleiner sind als ein hundertstel Millimeter. Aber wieso sehen sie dann so flauschig aus? Die Menge macht’s! Dadurch, dass das Sonnenlicht zwischen den Milliarden Tröpfchen in alle Richtungen reflektiert und gestreut wird, entsteht die typisch weiße Watte-Optik. Doch der federleichte Schein täuscht: Schon eine mittelgroße Schönwetterwolke kann es auf ein Gesamtgewicht von 1000 Tonnen bringen.

Wolken sind daher auch der Schwerkraft ausgesetzt und fallen ständig Richtung Erde, gegen den aufsteigenden Luftstrom an. Wenn dieser Luftstrom nachlässt, sinken sie ab, passieren das Kondensationsniveau und lösen sich auf, das heißt sie werden wieder zu unsichtbarem Wasserdampf.
Vorher kann es allerdings tatsächlich passieren, dass uns ein Stück Himmel auf den Kopf fällt: Dann nämlich, wenn sich die mikroskopisch kleinen Tröpfchen zu größeren Wassertropfen zusammenschließen und so schwer werden, dass sie aus der Wolke herausfallen. Dass nennt man dann Regen.

Die Geschichte der Wolken

Die Idee, dass sich etwas so Kurzlebiges wie eine Wolke wissenschaftlich klassifizieren lässt, ist noch relativ neu. Erst Anfang des 19. Jahrhunderts begann ein Apotheker namens Luke Howard, Wolken anhand ihrer Erscheinungsform in verschiedene Kategorien einzuteilen: die haufenförmigen Cumulus, die flächigen Stratus und die hohen Eiswolken namens Cirrus, „die Gelockten“…

Foto: Janek Desgronte

Witzigerweise hat Howard nie Meteorologie studiert, als Hobby-Meteorologe war er einfach ein präziser Beobachter. Würde er heutzutage leben, hätte er bestimmt seine eigene Wetterstation im Garten und wäre begeistert auf sämtlichen Wetterforen im Internet unterwegs. Stattdessen hielt er 1802 in London einen Vortrag „Über die Modifikationen der Wolken“. Mit dessen Veröffentlichung in einem englischen Wissenschafts-Magazin ein Jahr später erlangte er internationale Berühmtheit. Inspiriert von dem bekannten Naturforscher Carl von Linné, der zuvor mit seiner lateinischen Nomenklatur die Biologie revolutioniert hatte, werden die Wolken seitdem schrittweise in Familien (niedrig, mittel, hoch und stockwerkübergreifend), Gattungen (zehn Varianten von Cumulus, Stratus und Cirrus) sowie jede Menge Arten, Unterarten und Sonderformen eingeteilt.

Cloud Atlas

Diese Wolken-Systematik wird stetig erweitert und ergänzt – dabei immer den Überblick zu behalten ist nahezu unmöglich. Selbst Luke Howard wäre wohl ein Riesen-Fan des Internationalen Wolkenatlas gewesen, dessen erste Ausgabe allerdings erst 1890, also lange nach seinem Tod erschienen ist. Darin sind alle anerkannten Wolkentypen aufgelistet und bebildert, seit der jüngsten Ausgabe von 2017 auch menschengemachte Wolken wie Cirrus homogenitus (Kondensstreifen). Schaut einfach mal rein (https://cloudatlas.wmo.int/en/search-image-gallery.html) und macht euch zum Beispiel ein Bild der Wolke, die sich hinter dem prosaischen Namen Cumulus mediocris homogenitus verbirgt…

Die Großen Unbekannten

Wolken gehören zu den letzten großen Unsicherheitsfaktoren, was ihr Zusammenspiel mit dem Klimawandel angeht, weil sie sowohl kühlen als auch wärmen können. Diesen unterschiedlichen Effekt kennen wir alle: An heißen Sommertagen sorgen Wolken für Schatten und Abkühlung. Andererseits bleibt es in Winternächten unter einer geschlossenen Wolkendecke oft wärmer als unter einem sternenklaren Himmel.

Man geht davon aus, dass in einer wärmeren Welt mehr Wasser verdunstet und deshalb potentiell auch mehr Wolken entstehen könnten – doch in welcher Höhe, in welchen Formen und zu welcher Jahreszeit? Dazu konnten herkömmliche Klimamodelle noch keine verlässlichen Aussagen liefern. Eine neue Generation von Modellen, deren Daten auch in den aktuellen IPCC-Bericht eingeflossen sind, ist jetzt im Vergleich zu ihren Vorgängern sehr viel besser in der Lage, wolkenphysikalische Prozesse zu modellieren. Erste Ergebnisse deuten darauf hin, dass Wolken die Erderwärmung auf lange Sicht nicht dämpfen werden, sondern sogar eher noch beschleunigen könnten. So faszinierend die wetterwendischen Wattebäusche auch sind, so scharf wird sie die Klimaforschung deshalb auch in Zukunft im Auge behalten.

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