Wolken sind sichtbare Ansammlungen von winzigen flüssigen Wassertröpfchen, Eiskristallen oder einer Mischung aus beidem, die in der Atmosphäre schweben, wenn feuchte Luft abkühlt und Wasserdampf an mikroskopisch kleinen Partikeln kondensiert.
Wolken entstehen, wenn sich die wasserdampfhaltige Luft auf ihren Taupunkt und die Kondensation an Aerosolpartikeln wie Staub, Meersalz oder Pollen erfolgt.
Die Feuchtigkeit, die die Wolken speist, stammt aus der Verdunstung an der Oberfläche und aus der Transpiration durch Pflanzen; zusammen werden diese Prozesse oft als Evapotranspiration.
Luft wird durch eine Vielzahl von Mechanismen angehoben und abgekühlt - Konvektion durch Oberflächenerwärmung, frontaler Auftrieb beim Aufeinandertreffen von Luftmassen, orografischer Auftrieb über dem Gelände und großräumige Konvergenz in Wettersystemen - und jeder Mechanismus führt zu unterschiedlichen Wolkenformen und vertikalen Strukturen.
Die nächtliche Abkühlung der Oberfläche durch Strahlung kann ebenfalls zur Bildung niedriger Wolken führen, während lokale Feuchtigkeitsquellen wie Seen oder bewässerte Felder die Wolkenbildung in der Nähe begünstigen können.
Meteorologen klassifizieren Wolken hauptsächlich nach ihrer Höhe und ihrer Grundform. Die großen Höhengruppen sind hohe, mittlere und niedrige Wolken sowie eine separate Kategorie für Wolken mit starker vertikaler Entwicklung:
Wolkenbezeichnungen können kombiniert werden, um gemischte Eigenschaften zu beschreiben (z. B. Nimbostratus für dicke, regenbringende Schichtwolken), und das Aussehen variiert je nach Beleuchtung, Hintergrundhimmel und Feuchtigkeitsgehalt.
In einer Wolke stehen winzige Tröpfchen und Eiskristalle in ständiger Wechselwirkung. Tröpfchen wachsen durch Kondensation und durch Kollision und Verschmelzung mit anderen Tröpfchen; in warmen Wolken kann dieser Kollisions-Koaleszenz-Prozess Regentropfen erzeugen.
In Mischphasenwolken, in denen Eis und unterkühltes Wasser koexistieren, bewirkt der Bergeron-Prozess, dass Eiskristalle auf Kosten von Wassertröpfchen wachsen, was oft zu Schnee oder Eis führt, das dann unter wärmeren Schichten zu Regen schmilzt.
Aerosolkonzentration, Tröpfchengrößenverteilung und das Vorhandensein von Eiskernen beeinflussen, ob eine Wolke Nieselregen, Dauerregen, Schnee oder gar keinen Niederschlag erzeugt. Temperaturprofil, vertikale Bewegungen und Wolkendicke bestimmen den vorherrschenden mikrophysikalischen Weg.
Wolken haben einen Lebenszyklus: Entstehung, Wachstum, Reifung und Auflösung. Konvektive Wolken hängen von Aufwinden ab. Wenn die Aufwinde stark und anhaltend sind, bauen sich die Wolken vertikal auf und können Niederschlag und Turbulenzen entwickeln.
Entrainment, die Vermischung von trockener Umgebungsluft mit einer Wolke, kann das Wachstum begrenzen und die Verdunstung und den Zerfall fördern.
Frontale und stratiforme Wolkendecken sind stärker von großräumigem Auftrieb und Feuchtigkeitskonvergenz abhängig und halten sich oft länger über einer Region. Lokale Faktoren wie Oberflächenerwärmung, Topografie und Feuchtigkeit bestimmen, wie lange Wolken bestehen und wie sie sich entwickeln.
Wolken sind sowohl für das kurzfristige Wetter als auch für das langfristige Klima von zentraler Bedeutung.
Indem sie das Sonnenlicht reflektieren, erhöhen die Wolken die Albedo des Planeten und wirken kühlend; indem sie die Infrarotenergie von der Oberfläche absorbieren und wieder abstrahlen, wirken sie erwärmend.
Ob eine bestimmte Wolkenschicht eine wärmende oder kühlende Wirkung hat, hängt von ihrer Höhe, Dicke, Partikelphase und Tageszeit ab. Niedrige, dicke Wolken kühlen die Oberfläche eher ab, indem sie das Sonnenlicht reflektieren, während hohe, dünne Wolken eher wärmen, indem sie die ausgehende Strahlung einfangen.
Da Wolkenrückkopplungen Temperaturänderungen verstärken oder abschwächen, sind sie eine wichtige Quelle der Unsicherheit bei Klimaprojektionen.
Wolken werden auf vielen Ebenen und mit vielen Instrumenten beobachtet.
Geschulte Beobachter beschreiben den Wolkentyp und die Bedeckung vom Boden aus; Ceilometer schätzen die Höhe der Wolkenbasis; Radiosonden messen vertikale Profile von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die anzeigen, wo sich Wolken bilden können; Wetterradar erkennt Hydrometeore und die Niederschlagsstruktur; und Satelliten bieten eine breite Abdeckung mit sichtbaren, Infrarot- und Mikrowellenkanälen, die die Höhe, Phase und Bewegung der Wolkendecke aufzeigen.
Lidar und moderne Fernsensoren können Profile von dünnen Wolken und Aerosolschichten erstellen, die mit herkömmlichen Instrumenten nur schwer zu erkennen sind.
Numerische Wettermodelle nutzen diese Beobachtungen zur Initialisierung von Vorhersagen und zur Darstellung von Wolkenprozessen, auch wenn die Parametrisierung von Wolken auf Modellrasterskalen eine Herausforderung bleibt.
Wolken beeinflussen viele menschliche Aktivitäten und Industrien.
In der Luftfahrt beeinflussen sie die Sichtbarkeit, Turbulenzen und das Vereisungsrisiko; in der Solarenergie modulieren sie die Photovoltaikleistung und die Vorhersageunsicherheit; in der Landwirtschaft verändern Wolken die Evapotranspiration, die Beschattung sowie den Zeitpunkt und die Menge der Niederschläge; in der Wasserwirtschaft bestimmen wolkenbedingte Niederschlagsmuster die Zuflüsse in Stauseen und das Hochwasserrisiko.
Wolkenbeobachtungen sind auch für die Beurteilung der Luftqualität, die Planung von Veranstaltungen im Freien und die Notfallmaßnahmen bei schweren Stürmen von entscheidender Bedeutung.
Veröffentlicht:
September 25, 2025
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