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Wolken

Cumumulonimus mit Amboß

Wolken sind ein beeindruckendes Naturschauspiel. Wie aus dem nichts bilden sich immer wieder neue Wolken, verändern sich in Form und Farbe und lösen sich wieder auf. Eine Wolke ist, wie das aus dem althochdeutschen stammende Wort "Wolka", was soviel wie "die Feuchte" bedeutet, nahelegt, eine in der Luft schwebende Ansammlung von sichtbaren kleinen Kondensations- und/oder Resublimationsprodukten des atmosphärischen Wasserdampfes, also von Wassertropfen bzw. -tröpfchen und/oder Eiskristallen. Dementsprechend unterscheidet man neben reinen Wasserwolken auch Misch- sowie pure Eiswolken. Wassertröpfchen entstehen dabei durch Kondensation der Luftfeuchtigkeit. Wolken treten hauptsächlich in der Troposphäre auf, also der untersten Schicht der Atmosphäre, in der sozusagen "das Wetter stattfindet".

Wolken türmen sich oft kilometerhoch auf. Unten sind sie oft flach (Wolkenuntergrenze). An dieser Stelle liegt die Temperaturgrenze, an der Wasserdampf zu den kleinen Wassertröpfchen kondensiert, die dann die sichtbare Wolke bilden: das Kondensationsniveau. Eine große Wolke besteht aus unzähligen kleinen Wassertröpfchen, die meist einen mittleren Durchmesser von weniger als 0,02 mm haben. Zusammen können sie über 200 t wiegen. Trotz dieses enormen Gesamtgewichts halten die Aufwinde in der Wolke die Wassertröpfchen am Schweben - bis in Höhen von über 14 km. In der gesamten Erdatmosphäre schweben so ständig rund 15 Billionen Tonnen Wasser. Diese gigantische Menge wird alle 10 Tage durch Regen und Verdunstung komplett ausgetauscht. Durchschnittlich ist über die Hälfte des Himmels von Wolken bedeckt. Wasserwolken haben eine klare äußere Kontur, weil die Tröpfchen am Wolkenrand entstehen und die Wolke mit ihnen wächst. Eiswolken haben dagegen keine klare Kontur und sehen daher "verwaschen" aus.

Aber so wechselhaft und vergänglich sie auch sind, aus Art und Form der Wolken kann man bestimmen, welches Wetter sich daraus entwickeln wird. Bleibt es schön oder gibt es Regen oder sogar Gewitter?

Die Beobachtung der Wolken gibt Antwort auf derlei Fragen. Da die Wolkenbildung stets von bestimmten thermo-hydrodynamischen Prozessen in der Troposphäre verursacht werden, eignen sich Wolkenbeobachtungen hervorragend zur Interpretation des aktuellen Wetterzustandes und dessen kurzfristigen Änderungen. Der Augenschein der aktuellen Bewölkungsverhältnisse ist deshalb mit einer eingehenden Kenntnis über die Wolken für die Wettervorhersage immer noch unverzichtbar und neben den heutigen Computermodellen, Radardaten und Satellitenbildern nach wie vor eine wichtige Hilfe. In Ergänzung einer zuvor eingeholten Wetterberatung ist darum insbesondere für Bergwanderer und Sportflieger ein geschulter Blick in den Himmel unter Umständen lebensrettend oder zumindest nervenschonend.

 

Wie entstehen Wolken und Niederschlag?

Die Grundlagen zur Wolkenbildung und zum Niederschlag sind im Kapitel Niederschlag dargestellt.

Der Atmosphäre wird Wasserdampf durch Verdunstung von der Erdoberfläche zugeführt. Dies geschieht nicht nur auf den Ozeanen. Auch von den Seen. Flüssen, Sümpfen und dem sonstigen Erdboden der Kontinente sowie von der Vegetation verdunsten tagtäglich große Mengen an Wasser. Der meiste Wasserdampf wird aber von den tropischen und subtropischen Meeren freigesetzt, von wo aus er dann durch die allgemeine Zirkulation der Luft in die höheren Breiten transportiert wird. Als Niederschlag erreicht das Wasser dann wieder die Erdoberfläche. Das Wasser beschreibt so einen Kreislauf zwischen der Erdoberfläche und der Atmosphäre.

adiabatische Gradienten

Wasserdampfsättigung

Die Luft der Erdatmosphäre enthält deswegen immer mehr oder weniger Wasserdampf. Der Wasserdampfgehalt kann aber temperaturabhängig nur bis zu einem bestimmten Sättigungswert gesteigert werden. Dieser maximal mögliche Wasserdampfgehalt der Luft nimmt mit der Temperatur überproportional zu. Umgekehrt kann ein Luftvolumen immer nur bis zu einer bestimmten Temperatur abkühlen, bei der dann die Kondensation einsetzt. Diese Temperatur ist der Taupunkt. Bei weiterer Abkühlung lagert sich der überschüssige Wasserdampf entweder an festen Oberflächen (Taubildung) oder an Kondensationskernen an, wobei Tröpfchen entstehen. Als Kondensationskerne dienen kleinste, in der Luft fast immer reichlich vorhandene, atmosphärische Schwebteilchen (Aerosole) verschiedenster Herkunft.

 

Wolkenbildung

Wolken entstehen durch Abkühlung feuchter Luft unter die Taupunkttemperatur, wenn eine ausreichenden Zahl von Kondensationskernen in der Atmosphäre vorhanden ist. Meistens erfolgt die Abkühlung durch adiabatische Expansion der Luft bei Vertikalbewegungen wie z.B. beim Aufgleiten von Luftmassen an Fronten, orographischer Hebung an Bergen oder Konvektion, also überwiegend durch Dichteunterschiede infolge unterschiedlicher Erwärmung angetriebener vertikaler Strömungen in der Troposphäre. Aber auch andere Mechanismen wie Abkühlung infolge turbulenter Durchmischung oder langwellige Ausstrahlung kommen als wolkenbildende Ursachen in Betracht.

Da feuchte Luft nur etwa 62,5% des Gewichts trockener Luft hat, entwickelt sie Auftrieb und beginnt aufzusteigen, bis sie durch Abkühlung in höheren Luftschichten den Taupunkt erreicht und kondensiert. Verschiedene Parameter wie Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchte bestimmen daher den Verlauf der Wolkenbildung. Schließlich verbinden sich die Tröpfchen und werden schließlich oft zu schwer, um noch von den Aufwinden getragen zu werden. Es beginnt aus der Wolke zu regnen. In vielen Fällen lösen sich die Wolken auch einfach wieder in nicht sichtbare Luftfeuchtigkeit auf. Sich auflösende Wolken am Himmel versprechen schönes Wetter für den Tag. Warme und feuchte Luft hat eine geringere Dichte als kalte, trockene Luft. Sie ist daher erheblich leichter und steigt auf, wie im Kapitel Adiabasie erläutert ist. Steigt ein mit Feuchtigkeit angereichertes Luftpaket (z.B. in Form einer Thermikblase) auf, kühlt es sich zunächst trockenadiabatisch ab. Wie schon in den Kapiteln Feuchte und Niederschlag gesehen, kann kühlere Luft weniger Feuchtigkeit aufnehmen als wärmere Luft. Da jedoch die Aufnahmefähigkeit der Luft für Wasser mit fallender Temperatur abnimmt, wird in einer bestimmten Höhe der Taupunkt und damit auch der Sättigungspunkt erreicht. Der Wasserdampfanteil, der nicht mehr von der Luft gebunden werden kann, kondensiert und fällt in Form von Wassertröpfchen aus. Eine Quellwolke (Cumulus humilis, Cumulus mediocris) entsteht. Diese Höhe ist dann das Kondensationsniveau.

Die Gründe für das Absinken der Temperatur einer warmen und feuchten Luftmasse sind unterschiedlich:

Kühlere Luft kann weniger Feuchtigkeit aufnehmen als wärmere Luft. Entscheidend für Nebel- und Wolkenbildung ist also die Stabilität der Luftschichtung, d.h. die Temperaturunterschiede der Luftschichten Wird die Luft nach oben hin immer kälter, so kann aufgewärmte Luft ungehindert aufsteigen = feuchtlabile Luftschichtung. Die entstehenden Wolken dehnen sich vertikal aus. Es kommt zur Bildung von Cumuluswolken. Ist nach kurzem Aufsteigen allerdings eine wärmere Luftschicht erreicht, ist ein Aufsteigen und Durchmischen der Luftmassen nicht möglich = stabile Luftschichtung = Inversion. Es kommt zur Bildung horizontaler Wolken als Schichtbewölkung, den sog. Stratuswolken. Die Höhe des Kondensationsniveaus und damit die Wolkenbasis hängt neben dem vertikalen Temperaturverlauf (Temperaturgradient) entscheidend auch von dem Feuchtigkeitsgehalt des aufsteigenden Luftpakets ab, weil dann die Sättigung schneller erreicht ist. Mit anderen Worten: Je feuchter die Luft, desto niedriger die Basis.   

In den Tiefdruckgebieten unserer Breiten, mit ihrer Rotation entgegen dem Uhrzeigersinn, wird feuchtwarme subtropische Luft nach Nordosten transportiert. Dabei gleitet sie wegen ihrer geringeren Dichte auf die kältere Luft auf, wird angehoben, kühlt dabei ab und verursacht somit die Wolken an den Warmfronten der mittleren Breiten. Umgekehrt schiebt sich die Kaltluft auf der Westseite der Tiefdruckgebiete aus nördlichen Richtungen unter die wärmere Subtropenluft, hebt diese über das Kondensationsniveau an und verursacht dadurch die Wolken an der Kaltfront. Neben diesen advektiven Hebungen führt auch das erzwungene Aufsteigen beim Überströmen eines Hindernisses (Gebirge) zur Abkühlung der Luft und daher zur Kondensation und Wolkenbildung (orographische Hebung).

Zusammenfassend ist also festzuhalten, daß die unterschiedlichen Erscheinungsformen der Wolken abhängig sind vom konkreten Entstehungsprozeß der Wolke und somit auch von der Zusammensetzung der Wolkenpartikel.

 

Klassifizierung der Wolken

Die verschiedenen Entstehungsprozesse bewirken eine große Vielfalt von Erscheinungsformen der Wolken, was Aussehen, Ausdehnung und Zusammensetzung angeht. Dem tragen Wolkenklassifikationen Rechnung, die nach generischen oder morphologischen Aspekten aufgebaut sind:

  • Die generische Klassifikation richtet sich nach der Entstehungsursache der Wolken, d.h. den zugrunde liegenden thermo-hydrodynamischen Prozessen. Auf diese Weise lassen sich recht einfach "Stratus- bzw. Schichtwolken", die durch das Aufgleiten warmer Luft auf eine kalte Luftmasse (Advektion) an Warmfronten entstehen, von Cumulus- bzw. Quellwolken unterscheiden, die durch konvektive Prozesse entstehen.
  • Die morphologische Klassifikation erfolgt anhand des Erscheinungsbildes der Wolken, also von Form und Gestalt sowie ggf. der von ihnen hervorgerufenen optischen Effekte wie z.B. Schattenbereiche oder Interferenzerscheinungen.

Die früheste Wolkenklassifikation wurde von dem englischen Pharmazeuten und Hobbymeteorologen Luke Howard im Jahre 1803 vorgenommen. Er teilte dazu die Wolken in Familien, Gattungen, Arten und Unterarten ein. Diese Einteilung ist heute noch gemäß der verbesserten Klassifikation der Weltorganisation für Meteorologie (englische Abkürzung WMO = World Meteorological Organization) international gebräuchlich. Dabei werden das Erscheinungsbild, die Form, Größe und Gestalt der Wolke und die hervorgerufenen optischen Effekte wie Schatten oder Lichtdurchlässigkeit mit einbezogen.

Diese verbindlich gemachten internationale Wolkenklassifikation teilt  

  •  10 Wolkengattungen (Cirrus, Cirrostratus, Cirrocumulus, Altocumulus, Altostratus, Cumulus, Cumulonimbus, Stratocumulus, Stratus, Nimbostratus)

in Abhängigkeit von der Höhenlage ihres Auftretens in der Troposphäre in

  • 4 Wolkenfamilien ein:
    • hohe Wolken (Cirrus - "Schleierwolken", Cirrostratus - "Höhendunst" sowie Cirrocumulus - "feine Schäfchenwolken") je nach Jahreszeit in 5 - 13 km Höhe,
    • mittelhohe Wolken (Altostratus sowie Altocumulus - "grobe Schäfchenwolken") befinden sich in 2 - 7 km Höhe,
    • tiefe Wolken (Stratus sowie Stratocumulus) in der Schicht vom Erdboden bis in 2 km Höhe und
    • Wolken, die sich über mehrere "Stockwerke" erstrecken, das sind hoch aufragende Quellwolken (Cumuli), Cumulonimbus ("Gewitterwolken") und Nimbostratus ("Regenwolken").

Den hohen Wolken ist noch eine weitere Gattung zugewiesen, die sog. Schleierwolken (Cirrus). Diese bestehen vollständig aus Eiskristallen und ähneln insoweit den bekannten Kondensstreifen hochfliegende Flugzeuge. Im tiefen "Stockwerk" existiert noch eine Mischform aus Stratus und Cumulus (Stratocumulus), die im Grunde wie eine schichtförmige Wolke aussieht, in der aber noch die markanten Strukturen der Cumuluswolken zu erkennen sind.

Noch feinere Unterscheidungsmerkmale führen zu insgesamt 14 "Wolkenarten" und neun "Wolkenunterarten", welche durch nachgestellte lateinische Adjektive beschrieben werden. Die Wolkenart wird durch die Gestalt der Wolke festgelegt. So erhält beispielsweise eine linsenförmige Wolke den Beinamen lenticularis oder eine hakenförmige Wolke den Beinamen uncinus. Die Unterarten klassifizieren die Wolken dann noch genauer, z.B. gehört eine Wolke, welche die Sonne besonders gut durchscheinen läßt, zur Unterart translucidus. Der lateinische Name für eine mittelhohe, strukturlose, nebelartige aber durchscheinende Schichtwolke ist dann "Altostratus nebulosus translucidus" (abgekürzt As neb tr). Außerdem gibt es noch wiederum 9, durch spezielle (thermo-)dynamische Vorgänge in der Troposphäre hervorgerufene "Wolkensonderformen" wie z.B. die mit Tornados verbundenen "Trichterwolken". Nicht zuletzt sind Dunst und Nebel natürlich auch Wolken.

Daraus ergeben sich also insgesamt 10 Wolkengattungen, 4 Wolkenfamilien, 14 Wolkenarten, 9 Wolkenunterarten und 9 Sonderformen und Begleitwolken.

Die Wolkenfamilien werden somit durch die Wolkenhöhe ("Stockwerke"; die angegebenen Werte gelten für die mittleren Breiten) festgelegt:

  • tiefe Wolken in einer Höhe von 0 bis 2 km,
  • mittelhohe Wolken in einer Höhe von 2 - 7 km und
  • hohe Wolken in einer Höhe 5 - 13 km.
  • Wolken, die eine große vertikale Erstreckung besitzen und sich somit über alle "Stockwerke" reichen.

Die Wolkengattungen unterteilen die Familien in der Regel in 2 Grundformen:

  • haufenförmige Wolken (Cumulus) und
  • schichtförmige Wolken (Stratus).

Ist somit die Familie und Gattung der Wolke bekannt, ergibt sich daraus der Name bzw. die Bezeichnung der Wolke. Für die tiefen Wolken gibt die Gattung den Namen vor. Bei hohen Wolken kommt ein "Cirro-" vor die Gattungsbezeichnung, bei den mittelhohen Wolken ein "Alto-" und bei vertikal mächtigen Wolken ein "Nimbo-". Die im Volksmund als Schönwetterwolken bezeichneten Cumuluswolken gehören also zur Familie der tiefen Wolken und zur Gattung der haufenförmigen Wolken. Je nach Erscheinungsform erhalten sie unterschiedliche Beinamen (Wolkenart):

  • humilis: horizontale Erstreckung ist größer als die vertikale, die Wolke ist also breiter als hoch;
  • mediocris: mittelgroße Wolke;
  • congestus: vertikale Erstreckung ist größer als die horizontale, die Wolke ist also höher als breit.

 

Wolkenstockwerke

Wolken können zwischen der Erdoberfläche und einer Höhe von etwa 14 km auftreten. Nach der heute üblichen Klassifizierung der World Meteorological Organization (WMO), festgehalten im Internationalen Wolkenatlas, werden Wolken nach der Höhe ihrer Untergrenze in 4 Wolkenfamilien eingeteilt – hohe, mittelhohe, tiefe und solche, die sich über mehrere Stockwerke der Troposphäre erstrecken - vertikale Wolken. Häufig sind mehrere Wolkenformen gleichzeitig vorhanden, die sich gegenseitig überdecken können.

Die Höhenlagen der Wolkenstockwerke variieren mit der geographischen Breite, da die unterste Schicht der Atmosphäre – die Troposphäre – am Äquator rund doppelt so hoch reicht wie an den Polen. Im Winter sind die Wolkenstockwerke aufgrund der niedrigeren Temperatur und damit höheren Luftdichte niedriger als im Sommer. Die Höhen orientieren sich an der Lage der Tropopause, die örtlich wie zeitlich variabel ist und nicht gleichförmig von den Polen zum Äquator ansteigt. Die folgenden Höhenangaben stellen daher nur Orientierungswerte dar.

  • Hohe Wolken (Eiswolken) finden sich oberhalb von 7 km Höhe und sind meist dünne, weißliche Gebilde, die wie Federn oder Fasern aussehen und aus Eiskristallen bestehen. Sie werden als Cirruswolken bezeichnet und haben die Vorsilbe Cirro.
  • Mittelhohe Wolken liegen zwischen 2 und 7 km Höhe. Sie bilden oft eine einförmig graue Schicht und bestehen aus Eiskristallen und Regentropfen. Ihr Name beginnt immer mit der Vorsilbe Alto.
  • Tiefe Wolken erstrecken sich zwischen der Erdoberfläche und etwa 2 km Höhe. Sie bestehen aus Wassertropfen.

 

Stockwerk

Schichtwolken

Haufenwolken

gesamte Troposphäre

vertikal

Nimbostratus/Ns

Cumulonimbus/Cb

oberhalb von 7 km

hoch

Cirrostratus/Cs

Cirrocumulus/Cc

2 - 7 km

mittelhoch

Altostratus/As

Altocumulus/Ac

unterhalb von 2 km

tief

Stratus/St

  Cumulus/Cu

 

Wolkenarten

Grundsätzlich unterscheidet man nach dem Aussehen die (stratiformen) Schichtwolken, die (cumuliformen) Haufenwolken oder Quellwolken und die schleierförmigen Wolken, die in verschiedenen Höhen der Troposphäre auftreten können. Während die Schichtwolken durch großflächige Hebung ganzer Luftschichten entstehen, spielt bei der Entstehung von Haufenwolken die kleinräumige vertikale Vermischung die Hauptrolle. Besonders auffallend sind die großen Haufenwolken, die mehrere Kilometer aufragen und oft eine Eiskappe haben.

Übersicht Wolken

Wolkenfamilie

Kürzel

Beschreibung

Höhe

hohe Wolken

 

13 - 7 km

Cirrus

Ci

hohe Federwolke  

um 10 km

Cirrostratus

Cs

hohe Schleierwolke

um 10 km

Cirrocumulus

Cc

hohe Schäfchenwolke

um 10 km

mittelhohe Wolken

 

7 - 2 km

Altocumulus

Ac

grobe Schäfchenwolke

um 5 km

Altostratus

As

mittelhohe Schichtwolke

5 - 9 km

tiefe Wolken

 

unter 2 km

Stratocumulus

Sc

Schicht-Haufenwolke

bis 2 km

Stratus

St

niedrige Schichtwolke

bis 2 km

vertikale Wolken

 

Cumulus

Cu

Haufenwolke

1 - 5 km

Cumulonimbus

Cb

Schauer/Gewitterwolke

1 - 13 km

Nimbostratus

Ns

Regen-Schichtwolke

1 - 9 km

Die Grafik enthält aus Platzgründen den räumlich meist sehr ausgedehnten Nimbostratus nur ansatzweise.

Die Tabelle gibt eine grobe Übersicht über die 4 Wolkenfamilien und die Bezeichnung der 10 Wolkengattungen.

 

Diese 4 Wolkenfamilien werden wiederum in insgesamt 10 Wolkengattungen unterteilt, die sich gegenseitig ausschließen, d.h. eine bestimmte Wolke kann nur zu einer Gattung gehören. Sie kommen in unterschiedlichen Höhen der Troposphäre vor. In folgender Tabelle sind die Wolkengattungen und sonstige Wolkenbilder/Erscheinungen aufgelistet:

Wolkenfamilien

hohe Wolken in 5 - 13 km Höhe

Name

 Abk. 

Symbol

Beispiel

Eigenschaft

Cirrus

Ci

H1-Symbol

Cirrus

Isolierte Eiswolken in Form weißer, zarter Fäden oder Fasern oder weißer bzw. überwiegend weißer Flecken oder schmaler Bänder. Sie zeigen ein faseriges (haarähnliches) Aussehen oder einen seidigen Schimmer oder beides.

hohe Wolken (10 - 13 km)

Wettervorhersage

bei Verdichtung: baldiges Schlechtwetter

Regen: Ci mit Häkchen

Cirrostratus

Cs

Cs über 45 °, dichter werdend

Mix aus Cirrus und Cirrostratus

Durchscheinender, weißlicher Wolkenschleier aus Eiskristallen von faserigem (haarähnlichem) oder glattem Aussehen, der den Himmel ganz oder teilweise bedeckt, oft mit Halo-Erscheinungen.

hohe Wolken (10 - 13 km)

Wettervorhersage:

anhaltend Schönwetter: leichte Cs, kaum sichtbar

Verschlechterung: bei Luftdruckfall und Cs von Westen, Cs ziehen schnell

Wetterbesserung: Zugrichtung von Cs dreht im Uhrzeigersinn

Temperaturanstieg im Winter: Cs von Westen

Cirrocumulus

Cc

Cc, oft in Wellenform angeordnet (undulatus)

Cirrocumulus bis Altocumulus

Dünne, weiße Flecken, Felder oder Schichten von Wolken aus Eiskristallen ohne Eigenschatten, aus sehr kleinen, körnig, gerippelt o.ä. aussehenden, miteinander verwachsenen oder isolierten Wolkenteilen und die mehr oder weniger regelmäßig angeordnet sind ("kleine Schäfchenwolken"). Die meisten Wolkenteile haben eine scheinbare Breite von weniger als 1 ° (entspricht etwa der scheinbaren Breite des kleinen Fingers bei ausgestrecktem Arm).

hohe Wolken (ca. 7 km)

Wettervorhersage:

zeigen schlechtes Wetter an

Schönwetter: frühe Cc in Bändern, die sich rasch auflösen

Verschlechterung: Cc in Bändern oder zusammen mit Ac

Gewitter: türmchenförmige Cc schon am Morgen

Mittelhohe Wolken in 2 - 7 km Höhe

Altocumulus

Ac

Altocumulus

Weiße und/oder graue Flecken, Felder oder Schichten von Wolken, die aus Eiskristallen und teilweise aus Wassertröpfchen bestehen. Sie treten in einzelnen "Ballen", den bekannten "Schäfchenwolken", auf und können eine reihen- bzw. wellenförmige Struktur aufweisen. Ac-Wolken können manchmal auch faserig oder diffus aussehen und zusammengewachsen auftreten. Die meisten der regelmäßig angeordneten Wolkenteile haben gewöhnlich eine scheinbare Breite von 1° (dies entspricht etwa der scheinbaren Breite des kleinen Fingers bei ausgestrecktem Arm) bis 5°(entspricht etwa der scheinbaren Breite von 3 Fingern bei ausgestrecktem Arm).

mittelhohe Wolken (4 - 5 km)

Wettervorhersage:

Ac können gutes, aber auch schlechtes Wetter ankündigen. Ac erscheint oft nach Durchzug eines Regengebiets, wenn die Wolkendecke sich auflöst. Trotzdem ist Ac nicht stets Schönwetterbote. Nur die Abnahme deutet auf eine Wetterbesserung hin, eine Zunahme dagegen auf eine heranziehende Front. Mit deren Annäherung werden sich die Ac-Wolken weiter verdichten und zu einer Wolkendecke zusammenwachsen. Wachsen an warmen Sommertagen die einzelnen Ballen eines Ac-Feldes zu kleinen "Türmchen" in die Höhe, dem Ac castellanus, ist mit rascher Wetterverschlechterung zu rechnen. Treten diese schon morgens auf, wird es im Tagesverlauf mit hoher Wahrscheinlichkeit gewittern. Um Ac-Wolken richtig einzuschätzen, muß man sie also einige Zeit beobachten!

Altostratus

As

As translucidus

Altostratus

Graue oder bläuliche Wolkenfelder oder -schichten von streifigem, faserigem oder einförmigem Aussehen, die den Himmel ganz oder teilweise bedecken. Oft entsteht As aus einem dichter werdenden Cs heraus vor einer Warmfront. Die Sonne kann anfangs noch schwach wie durch Mattglas hindurch scheinen, bis sie schließlich nicht mehr zu sehen ist. Aus ihnen kann auch leichter Regen oder Schnee fallen. Bei As treten keine Halo-Erscheinungen auf.

mittelhohe Wolken (2 - 5 km)

Wettervorhersage:

As zeigt das Heranziehen der Warmfront eines Tiefdruckgebiets mit oft kurz bevorstehenden Regen oder Schneefall an. Die Wolken gehen dann im weiteren Verlauf in Ns mit kräftigem und anhaltenden Niederschlägen über.

Tiefe Wolken in  0 - 2 km Höhe

Stratocumulus

Sc

Stratocumulus

Sc ist bei uns die häufigste Wolkenform, die bei allen Wetterlagen auftritt. Sie bestehen aus weißlichen bzw. grauen Wolkenfelder oder -schichten mit helleren und fast stets auch dunkleren Stellen, ohne scharfe Untergrenze. Im Aussehen gleichen sie Schollen, Ballen, Walzen o. dgl., die (ausgenommen bei Virga-Bildung) von nicht-faseriger Struktur sind und zusammengewachsen sein können. Die meisten der regelmäßig angeordneten kleineren Wolkenteile haben eine scheinbare Breite von mehr als 5° (entspricht etwa der scheinbaren Breite von 3 Fingern bei ausgestrecktem Arm). Sie können dem As sehr ähnlich sehen, ihre flächenmäßige Ausdehnung ist aber meist größer. Sc kann auch in geschlossener Wolkendecke auftreten. Trotz manchmal drohend grau wirkendem Aussehen, bringt Sc nur selten Niederschlag, höchstens leichten Nieselregen.

tiefe Wolken (ca. 1 km)

Wettervorhersage:

Sc zeigt bei Hochdruckwetterlagen meist keine Wetterverschlechterung an, sondern löst sich im weiteren Verlauf oft auf, weshalb meist nicht mit Niederschlag zu rechnen ist. Aufquellender Sc bringt Regen und baldiges Schlechtwetter.  

Stratus

St

Stratus

Gleichmäßig graue Wolkenschicht mit tiefer und ziemlich einförmiger Untergrenze, aus der gelegentlich Sprühregen, Eisprismen oder Schneegriesel fallen kann; typischer Hochnebel. Die Sonne ist entweder gar nicht oder mit scharfen Umrissen erkennbar. Halo-Erscheinungen treten bei St nur bei sehr niedrigen Temperaturen auf. Manchmal kommt St in Form zerfetzter Schwaden vor. Eine St-Wolke auf Bodenniveau ist nichts anderes als Nebel.

tiefe Wolken (fast 0 - 2 km)

Wettervorhersage:

zeigt in der Regel eine eher ruhige Wetterlage an

Wolken mit großer vertikaler Erstreckung in 0 - 13 km Höhe

Cumulus

Cu

Cumuli humilis

Isolierte, durchweg dichte und scharf abgegrenzte Haufen- oder Konvektionswolken, die sich in der Vertikalen in Form von Hügeln, Kuppeln oder Türmen entwickeln und deren aufquellende obere Teile oft blumenkohlartig aussehen. Sie reichen vom Schönwettercumuls ("humilis") bis zur aufgetürmten Quellwolke ("congestus"). Die von der Sonne beschienenen Teile dieser Wolken sind meist leuchtend weiß. Ihre Untergrenze ist verhältnismäßig dunkel und verläuft fast horizontal. Manchmal sind die Cumulus-Wolken zerfetzt. Cumuli sind die sichtbare Folge konvektiv aufsteigender Luftblasen, die das Kondensationsniveau überschritten haben und daher in der Regel reine Wasserwolken. Steigen die Warmluftblasen jedoch bei labiler Schichtung der Atmosphäre sehr hoch auf, geraten die oberen Teile eines großen Cumulus congestus in Temperaturbereiche, die eine Vereisung der Wolkentröpfchen zur Folge hat (ab etwa -20 °C). Dann geht eine Cumuluswolke mehr und mehr in einen Cumulonimbus über, also eine Gewitterwolke.

vertikale Wolken

Wettervorhersage:

Im allgemeinen fällt aus Cumuluswolken kein Niederschlag. Bei hoher Labilität kann sich der Cumulus jedoch zu einer Schauerwolke (Cumulonimbus) weiter entwickeln.
Für Segelflieger, Gleitschirm- und Hängegleiterpiloten sind Cumuli willkommene Anzeiger von Aufwinden.
 

Cumulonimbus

Cb

Cumulonimbus

Massige turmartige Quellwolken mit typischer Amboßform im oberen Teil; zählt zu den aktivsten Wolken großer verikaler Erstreckung. Die meist flache Untergrenze beginnt in ca. 1 - 2 km Höhe während der Amboß bis in Höhen von 10 - 15 km reichen kann. Die Wolken quellen durch starke Aufwinde in ihrem Inneren empor und vereisen in der oberen Troposphäre, wodurch dort ein faseriges und fast stets abgeflachtes Aussehen ensteht. Dieser Teil breitet sich häufig amboßförmig oder wie ein großer Federbusch aus. Cb bestehen aus Eis und Wasser und erzeugen heftige Schauer und Gewitter. Unterhalb der meist sehr dunklen Wolkenuntergrenze befinden sich oft niedrige, zerfetzte Wolken, die mit der Hauptwolke zusammengewachsen sein können. Befindet man sich direkt unter der Wolke, kann es so dunkel werden, daß selbst tagsüber das Licht eingeschaltet werden muß.

vertikale Wolken

Wettervorhersage:

Quellen Cumuluswolken an heißen Sommertagen bis in große Höhen empor und bilden die typische Amboßform aus, ist alsbald mit einem Gewitter zu rechnen. Ziehen solche Wolken in einer bedrohlich wirkenden Wand aneinandergereit heran, kennzeichnen sie eine heranrückende Kaltfront, verbunden mit plötzlich auftretenden starken Niederschlägen, Gewittern, Sturmböen und deutlicher Abkühlung.
 

Nimbostratus

Ns

Nimbostratus mit Virga

Dichte, graue, häufig dunkle Wolkenschicht, die bei mehr oder weniger kräftigem und länger anhaltendem, meist den Erdboden erreichenden Regen- oder Schneefall diffus erscheint und die Sonne total verdeckt. Der Himmel erscheint meist eintönig grau mit einzelnen Wolkenfetzen, die in geringen Höhen dahin ziehen. Ist der ganze Himmel bedeckt ist, bleibt es auch tagsüber meist sehr schummrig. Nimbostratus besteht aus Wassertröpfchen und Eiskristallen. Die Untergrenze kann wenigen hundert Meter über dem Boden, die Obergrenze in bis zu 10 km Höhe liegen. Ns entsteht beim großräumigen Aufgleiten von Warmluft auf Kaltluft, z.B. vor einer Warmfront. Unterhalb dieser Schicht treten häufig niedrige, zerfetzte Wolken auf, die mit ihr zusammenwachsen können. Der Niederschlag fällt manchmal in Virga-Form.

vertikale Wolken

Wettervorhersage:

Ns kann sowohl im Zusammenhang mit Warmfronten, als auch von Kaltfronten auftreten. Während es sich bei einer heranziehenden Warmfront jedoch nur allmählich von Cirrostratus über Altostratus bis hin zum Ns eintrübt, kann der Ns bei einer Kaltfront den Himmel schnell bedecken, wo vorher noch bestes Wetter geherrscht hat. Diese Wolken bringen je nach Zugrichtung immer anhaltenden Regen oder Schneefall mit sich.

Besondere Wolkenformen oder Erscheinungen

Lenticularis

len

 

Lenticulariswolke

Lenticularis (len; von lat. lens = Linse) sind Wolken in der Form von Linsen oder Mandeln, die häufig sehr langgestreckt sind und gewöhnlich klar definierte Begrenzungen haben. Sie kommen meist bei Bewölkung orographischen Ursprungs vor ("Föhnfisch"), wenn die Luft über den Bergen angehoben wird (Leewellen). In diesem Fall sind sie auch bei starkem Wind ortsfest, d.h. die Luft strömt durch die Wolke hindurch. Wellenbewegungen in starken Windströmungen im Leebereich von Gebirgen lassen bei stabiler Schichtung Sc len(ticularis), Ac len und Ci/Cc len entstehen.

Halo

 

Cs bedeckt den ganzen Himmel mit Halo

Obwohl die Cs-Schicht relativ dicht ist, ist sie doch so dünn, daß sie fast nicht zu sehen ist und den Himmel nur leicht milchig aussieht. Die Sonne scheint hindurch und wirft sogar Schatten. Da Cs aus Eispartikeln besteht, werden die Sonnenstrahlen prismenförmig zerlegt und ein Halo erscheint.

 

 

Bedeckungsgrad

Der Bedeckungsgrad gibt an, wieviel Fläche des sichtbaren Himmels durch Wolken bedeckt ist. Er wird vom Wetterbeobachter geschätzt und für die Verwendung im synoptischen Dienst in Achtel angegeben. Anhand dieser Angabe kann man einfach das Ausmaß der Bewölkung beurteilen, ob es also leicht oder stark bewölkt ist.

Dabei bedeutet 0 Achtel, daß am Himmel keine Spuren von Wolken zu sehen sind, 4 Achtel, daß der Himmel maximal bis zu Hälfte mit Wolken bedeckt ist, 8 Achtel, daß der Himmel vollständig mit Wolken verhangen ist und kein Himmelsblau mehr erkannt werden kann. Der Bedeckungsgrad  wird international als Einheit für die Bewölkung genützt, wobei die in der Tabelle rechts stehenden Einheiten definiert wurden.

Zur Bestimmung des Bedeckungsgrads wählt man einen Standort, von dem aus man den gesamten Himmel überblicken kann. Dabei werden alle Wolken oder Wolkenteile unabhängig von Höhe und Gattung mit herangezogen, die sich oberhalb des Standortes befinden. Auch die Kondensstreifen von Flugzeugen werden zur Bewölkung gezählt, wenn sie sich länger als 15 Minuten am Himmel halten. Dagegen gilt Nebel nicht als Bewölkung und bleibt daher unberücksichtigt.

Mit etwas Übung kann man den Bedeckungsgrad auf diese Weise zuverlässig bestimmen. Probleme gibt es nur bei aufgelockerter Bewölkung oder vielen Einzelwolken (Cumulus). Die Erfahrung zeigt, daß deren Bedeckungsgrad meist überschätzt wird. Andererseits wird der Bedeckungsgrad von dünnen Eiswolken (Cirrus) sehr häufig unterschätzt.

 

Einteilung der Bedeckung im Flugwetterdienstes

Bedeckung

Beschreibung

Symbol

0/8

wolkenlos

1/8

sonnig  

2/8

heiter  

3/8

 leicht bewölkt  

4/8

 wolkig  

5/8

 bewölkt 

6/8

 stark bewölkt

7/8

 fast bedeckt    

8/8 

bedeckt

9/8

Himmel nicht erkennbar

Bedeckungsgrad

Beschreibung

Achtel

CAVOK , NSC (SKC)

keine Wolken unter 5.000 ft

 

FEW

wenig bewölkt

1/8 - 2/8

SCT

aufgelockert bewölkt

3/8 - 4/8

BKN

durchbrochene Wolkendecke

5/8 - 7/8

OVC

bedeckt

8/8

OBSC

Himmel nicht sichtbar

9/8

Im Flugwetterdienst werden die Achtel zusammengefaßt: Der beste Wetterzustand ist "clouds and visibility okay" (CAVOK), der fast wolkenlose Himmel wurde früher mit "sky clear" (SKC), heute mit "nil significant clouds" (NSC) für keine Wolken unter 5000 ft bzw. keine wesentlichen Wolken oder "no clouds detected" (NCD) bei automatischen Stationen (nur METAR) bezeichnet.

Es folgt "few" (FEW) für wenig bewölkt, weiter mit 3-4/8 "scattered" (SCT) oder aufgelockert bewölkt, 5-7/8 "broken" (BKN) für durchbrochene Wolkendecke und 8/8 "overcast" (OVC) für eine dichte, geschlossene Wolkendecke. 9/8 "obscured" (OBSC) zeigen an, daß der Himmel nicht sichtbar ist.

Hauptwolkenuntergrenze

Die Hauptwolkenuntergrenze (engl.: ceiling) bezeichnet in der Luftfahrt die Höhe (über Grund oder Wasser) der Untergrenze der niedrigsten Wolkenschicht, die mehr als die Hälfte des Himmels bedeckt (Bedeckungsgrad über 4/8) und sich unter 20.000 ft AGL (6.000 m über Grund) befindet. Die Höhenangabe erfolgt international einheitlich in ft AGL (Fuß über Grund). In der allgemeinen Meteorologie wird statt Hauptwolkenuntergrenze eher der anders definierte Begriff der Wolkenbasis benutzt, der als Basis für die Angaben in Flugwetterdienst bildet. Da die Bewölkung in der Meteorologie in Achteln gemessen wird, ist die fachgerechte Bezeichnung für mehr als die Hälfte eigentlich mehr als 4/8.

Da der Bedeckungsgrad in Achteln gemessen wird, erfordert eine Hauptwolkenuntergrenze also eine Bewölkung von mindestens 5/8. In der Meteorologie wird statt der Hauptwolkenuntergrenze eher der anders definierte Begriff der Wolkenbasis benutzt.

Die Hauptwolkenuntergrenze ist speziell für den Sichtflugverkehr wichtig. Die Grenze von 6.000 m schließt Cirren für die Festlegung der Hauptwolkenuntergrenze aus, da sie für den Flugverkehr nicht von Belang sind. Der Bedeckungsgrad der tiefsten Wolkenschicht von mehr als 4/8 wird in Kurzform als standardisierte Meldung im METAR-Bericht für die jeweiligen Flugplätze und in der Flugplatzvorhersage (TAF) angegeben und bei unvorhergesehener Änderung berichtigt.

 

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