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Dez 12

Wetterphänomen: Warum sind Wolken plötzlich abgeschnitten?

Das Wetter birgt viele Phänomene. Anfang November war über Teilen Deutschlands ein Wetterphänomen zu beobachten, das eher selten ist. Eine dichte Wolkendecke und blauer Himmel waren durch eine exakte Kante getrennt.

wetterphänomen

Foto ©: Deutscher Wetterdienst

Auf der einen Seite eine dichte Wolkendecke, auf der anderen Seite strahlend blauer Himmel, getrennt durch eine scharfe Kante. Diese Bild bot sich im November in Süddeutschland. Die Kante zog sich von der Mitte Deutschlands über Baden-Württemberg bis nach Bayern. Im Laufe jenes 1. November dehnte sich die Kante bis in den Süden Algeriens aus. Doch wie kommt das Wetterphänomen zustande?

Wetterphänomen entsteht durch mehrere Faktoren

Der Deutsche Wetterdienst erklärt auf seiner Internetseite den seltenen Anblick. Regen und Wolken bilden sich in der Troposphäre. An diesem Tag veränderte sich der Feuchtigkeitsgehalt in der Stratosphäre. Gleichzeitig sorgte kalte Polarluft dafür, dass sich ein schmaler, starker Jetstream von Europa bis nach Nordwestafrika bildete. Jetstreams entstehen, wenn kalte und warme Luft aufeinander treffen.

Der Jetstream mit der kalten Polarluft bewegte sich genau an der Stelle, an der die feuchte Luft der Troposphäre auf die trockene Luft der Stratosphäre traf. Die trockene Luft verwandelte die Eiskristalle in der kalten Luft in Gas. Das nennt man Sublimation. Bei dieser entsteht aus festen Körpern sofort Gas ohne dazwischen flüssig zu werden. Folglich löste sich die Wolkendecke entlang des Jetstreams auf.

Mrz 14

Das Geheimnis der Loch-Wolken ist gelüftet

Die Loch-Wolken gehören nicht zu den Wolkenarten, sie sind menschengemacht.

Foto: H. Raab/Wikimedia/CC 3.0

Foto: H. Raab/Wikimedia/CC 3.0

Über Ballungsräumen kommt es immer wieder zu sogenannten Hole-Punch-Clouds, Löcher in Wolken. Diese können zum Beispiel durch den Start von Flugzeugen entstehen. Die Abgase lassen die Regentropfen gefrieren, die daraufhin absinken und Löcher in die Wolken reißen. Doch im Gegensatz zu dem, was Wissenschaftler seit Jahren in Nordindien beobachten, sind die “Flugzeug-Löcher” relativ klein. Selbst die US-amerikanische Raumfahrtbehörde NASA bezeichnete 2016 die Wetterphänomene als Rätsel.

Urbane Wärme ist die Ursache

Die NASA-Forscher gingen der Sache nach und kamen zu dem Entschluss, dass in dieser Region Flugzeuge nicht in Frage kommen. Nachdem sie die Wetterkarte auf einen Atlas projiziert hatten, bemerkten sie, dass die Löcher direkt über oder neben Großstädten liegen. Das größte Loch entdeckten Sie über der Riesenstadt Neu-Delhi. Die Vermutung der amerikanischen Wissenschaftler, die Löcher hätten etwas mit den Städten zu tun, bestätigt nun eine Studie.

Die indischen Wissenschaftler Ritesh Gautam vom Indian Institute of Technology Bombay und Manoj Singh von der University of Petroleum and Energy Studies haben nun die Lösung für das Rätsel gefunden. Die Löcher entstehen durch die Wärme, die Städte abgeben. Die Forscher haben dazu Satellitenbilder der betreffenden Region aus der Zeit von 2000 bis 2016 ausgewertet. Sie verglichen die Größe der Wolkenlöcher mit den darunter liegenden Städten – je größer die Stadt desto größer das Wolkenloch. Sie sprechen vom sogenannten Hitzeinseleffekt.

Dichte Bebauung speichert Wärme und gibt diese an ihre Umgebung ab. Fehlende kühlende Vegetation verstärkt die Wirkung. Je dichter besiedelt eine Region ist, desto größer fällt der Temperaturunterschied zur ländlichen Umgebung aus. Da warme Luft keine Feuchtigkeit abgibt, bildet sich über den Städten kein Nebel, nur eben rundherum. Dadurch entstehen die Löcher in den Wolken. Das Phänomen wurde nicht nur in Indien beobachtet, sondern auch in anderen Regionen Asiens, in Amerika und auch in Europa.

(Foto-Lizenz)

Sep 20

Schäfchenwolken werden wichtiger

Die schöne Wolkenformation entsteht durch unsichtbare Schwerewellen. Diese nehmen mehr Einfluss auf das Wetter als bisher angenommen.

scha%cc%88fchenwolkenpixabayJeder kennt die sogenannten Schäfchenwolken. Sie sind schön anzusehen, waren aber bislang für Wetterprognosen relativ unbedeutend. Die leichtfüßige Wolkenformation ist ein Ergebnis der sogenannten Schwerewellen. Diese sind der Wissenschaft zwar schon länger bekannt, aber erst jetzt haben Forscher der Goethe-Universität Frankfurt herausgefunden, dass diese für das Auge unsichtbaren Wellen mehr Einfluss auf die Wetterentwicklung nehmen als bislang bekannt.

Schwerewellen entstehen in der Atmosphäre durch destabilisierende Prozesse. Das geschieht beispielsweise an Wetterfronten, bei Gewittern oder wenn Luftmassen über Gebirge streichen, wie zum Beispiel beim Münchner Föhn. Selbst für Klima- und Wettervorhersage-Modelle waren sie bislang wegen ihrer kurzen Wellenlänge weitgehend unsichtbar. Erst durch spezielle Zusatzkomponenten in den Modellen können die Effekte von Schwerewellen berücksichtigt werden. Das testen die Wissenschaftler jetzt in einem weiteren Schritt. Dabei sollen die praktischen Auswirkungen auf die Wettervorhersagen erforscht werden

Soviel weiß man schon: Obwohl die Wellen vergleichsweise kurze Längen von nur einigen 100 Metern bis zu einigen 100 Kilometern haben, beeinflussen sie die Verbreitung von Wasserdampf und die großräumigen Winde und Temperaturverteilungen erheblich. Am stärksten ausgeprägt ist dieser Effekt in den höheren Schichten der Atmosphäre. Diese wirken wiederum so stark auch auf die tieferen Schichten ein, dass eine realistische Modellierung von Wetter und Klima in der Atmosphäre nicht ohne Berücksichtigung von Schwerewellen möglich ist. Schwerewellen sind aber auch für die Vorhersage von Turbulenzen für den Flugverkehr wichtig und sie spielen eine bedeutsame Rolle in Starkwetterereignissen wie schweren Regenfällen oder Stürmen.

Jun 15

Verschmutzte Luft führt nicht zu mehr Wolken

Foto: pixabay

Foto: pixabay

Forscher revidieren die jahrzehntelange Annahme, dass Industrieausstoß zu vermehrter Wolkenbildung führt.

Bisher war man der Annahme, dass geballt auftretende Wolkenbildungen das Ergebnis von Umweltverschmutzung, wie durch Schwefelsäure aus Fabriken, ist. Wissenschaftler der Universität Wien haben jetzt das Gegenteil bewiesen: Wolkenhaufen macht die Natur selbst!

Das Experiment, das die österreichischen Forscher entwickelt haben, heißt CLOUD – Cosmics Leaving OUtdoor Droplets – und Nomen est omen, „Cloud“ bedeutet im Englischen „Wolke“. Wie die Wissenschaftler in dieser aufwendigen Untersuchung herausgefunden haben, produzieren organische Dämpfe, die von Bäumen in die Umgebung abgegeben werden, zahlreiche Aerosolpartikel (Gemisch aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen) in der Atmosphäre.

Und die Österreicher haben noch etwas festgestellt: In der Zeit vor der industriellen Revolution, also vor 1900, gab es mehr Wolken. Das hat laut den Forschern den Grund, dass auf die Aerosolbildung auch Ionen aus kosmischen Strahlungen Einfluss nehmen. Dieses Phänomen kommt mit der heute doch schmutzigeren Luft nicht mehr in dieser Stärke zum Tragen. Aber die eigentliche Bildung der Wolken geht nicht von der Verschmutzung aus, sondern ist naturgemacht.

Okt 15

Bannerwolken: Harmlose Fahnen

Am Schweizer Matterhorn kleben regelmäßig Bannerwolken. Foto: Tower of Orthanc/Wikimedia, CC

Am Schweizer Matterhorn kleben regelmäßig Bannerwolken. Foto: Tower of Orthanc/Wikimedia, CC

Zum landwirtschaftlichen Alltag gehört es, von Zeit zu Zeit einen Blick in den Himmel zu riskieren. Neben modernen Wettervorhersagen ist es von Vorteil, sich auch auf seine Erfahrungen, was Wolkenbilder betrifft, zu verlassen. Doch eine Wolkenform sagt weder Schlimmes noch Gutes voraus. Man bekommt sie in flachen Regionen nicht einmal zu sehen, sie hängt einfach: Die Bannerwolke.

Die beeindruckende Wolkenform gehört zu den sogenannten „orographischen Wolken“. Das ist der Sammelbegriff für Wolken, die in der Nähe von Gebirgen auftreten. Voraussetzung für die Bildung der Bannerwolken ist ein markanter Berg, der ein Hindernis für die Luftströme darstellt. Die Wolken hängen sich entgegen der Windrichtung an die Bergspitze und wehen so im Stand mit dem Wind. Die Anmutung einer Fahne verleiht ihnen den Begriff „Bannerwolken“.

Die „Fahnen“ treten dann auf, wenn über den Berg starke, kalt-trockene Luft weht und diese warmfeuchte Luft der unteren Schicht an den Berg drückt. Im Idealfall wehen die warmen Luftmassen im rechten Winkel an die Bergwand. Eine wirkliche Erklärung für das Phänomen oder gar Erkenntnisse über die Auswirkungen auf das regionale Wetter haben Wissenschaftler allerdings noch nicht gefunden.

So entstehen Bannerwolken. Quelle: Prof. Volkmar Wirth, Universität Mainz

So entstehen Bannerwolken. Quelle: Prof. Volkmar Wirth, Universität Mainz

Apr 02

Wolken malen uns das Wetter auf

Das Wetter ist eine der großen Zukunftsfragen der Menschheit, und das tagtäglich. Kann ich am Wochenende grillen, muss ich den Regenschirm mitnehmen, was ziehe ich an? Das sind die elementaren Fragen, die Meteorologen jeden Tag mit einer gewissen Abweichungsquote versuchen, zu beantworten.

Dabei reicht ein Blick in den Himmel um die Entwicklung der Wetterlage für die nahe Zukunft selbst zu erkennen. Mit ein bisschen Erfahrung kann von den Wolkenformen und -farben darauf geschlossen werden, wie’s wird.

Die verschiedenen Wolkenformen bekamen im 18. Jahrhundert die wissenschaftlichen Namen, unter denen wir sie heute kennen. Die Cumuluswolken, als die großen Haufenwolken mit ihren Hügeln und Türmen, haben unter „Himmelsguckern“ den Ruf, schlechtes Wetter zu bringen. Das stimmt aber nicht ganz. Bleiben die Wolken auf einer Höhe, muss man keine Angst haben, nass zu werden. Steigen sie allerdings auf kommt mit ziemlicher Sicherheit Regen, ein Gewitter oder sogar Hagel.

Die Schäfchenwolken, wissenschaftlich Cirocumulus genannt, bewegen sich in großer Höhe. Erkennt man zwischen den einzelnen Häufchen Abstände, die sich nicht verringern, wird es schön. Verringern sich die Abstände aber und die Wolken verdichten sich zu einem weißen Schleier, muss man auch mit Regen rechnen. Auch als Vorbote eines Sturmes kann die Situation gedeutet werden.

Formen und Farben der Wolken verraten viel über das kommende Wetter. Foto: pixabay

Formen und Farben der Wolken verraten viel über das kommende Wetter. Foto: pixabay

Farbenspiele bedeuten nichts Gutes
Tritt das Wolkenbild in ein Farbenspiel ein, hat das immer mit kältebeeinflusstem Niederschlag zu tun. Gelbliche Fransen an der Unterseite einer Wolkendecke bedeuten mit ziemlicher Wahrscheinlichkeit Hagel. Beobachtet man im Winter eine graue Färbung mit rosa Einschlag, die zu leuchtendem Rosa werden kann, ist mit großer Wahrscheinlichkeit von Schnee auszugehen.

Mit einem Blick nach oben kann man also manche böse Überraschung vermeiden.

 

Sep 26

Was uns die Wolken übers Wetter verraten

Cumulus

Foto: pixabay

Jeder ist fasziniert von interessanten, teils schönen, teils bedrohlichen Wolkenformationen. Romantische Menschen sehen sogar Tiere, Landkarten oder Gesichter in den Himmelsbildern. Aber Wolken sind vor allem lebensnotwendig, sie regeln den globalen Wasserhaushalt. Sie sind der Wasserspeicher der Erde und nehmen verdunstetes Wasser aus Flüssen, Seen und Ozeanen auf, tragen es weiter und versorgen so durch Regen die Erde erneut mit Wasser, ein ständiger Kreislauf. Mehr als 50 Prozent der Erde sind ständig mit Wolken bedeckt. Doch die Wasservorratskammern können noch mehr. Sie verraten uns, wie das Wetter demnächst wird.

 

 

Zirrus- oder Federwolken
Wie der Name schon sagt, erinnert diese Wolkenform an leichte Federn. Sie ziehen sich sanft über den Himmel. Sie kündigen eine Warmfront, oft mit Regen, an. In föhngeplagten Gebieten, wie Oberbayern, kündigen sie auch diesen an.

Zirrukumuli
Das sind dünne, kleine Eiskristallwolken. Ihnen folgt meist ein heftiges Gewitter.

Zirrustratus- oder Schleierwolken
Sie bestehen ebenfalls aus Eiskristallen. Auch hier ist der Name Programm, da sie wie lang gezogene, transparente Schleier aussehen. Sie ziehen sich optisch über den ganzen Himmel. Innerhalb von 36 Stunden ist mit Regen zu rechnen.

Nimbostratus
So nennt man die grauen Schnee- und Regenwolken, die meist den gesamten Horizont einnehmen. Hier handelt es sich um das typische Grau-in-grau-Wetter. Sie bestehen aus Regentropfen, die auch zeitnah ausbrechen und uns schlechtes Wetter bescheren

Altokumuli
Als Altokumuli bezeichnet man mittelhohe Wolken, deren Farbe weiß oder grau erscheint. Die wellenförmigen Wolken bestehen aus Wassertröpfchen und sagen meist beständiges Wetter voraus.

Altusstratoswolken
Hier handelt es sich um typische Niederschlagswolken, die meist die Sonne verdecken. Sie kündigen Regen- oder Schneefall an und können sich bis zu mehreren Hundert Kilometern ausdehnen.

Stratokumuli
Als graue, oft auch weiße Haufenschichtwolken präsentiert sie diese Form. Sie besteht aus Regentröpfchen oder Schneekristallen. Im Winter kann man dabei von Wetterbesserung ausgehen.

Kumuluswolken
Diese Wolkenform ist eine der bekanntesten. Es handelt sich dabei um kuppelförmige, hohe Gebilde, die aufgrund der Sonneneinstrahlung auf der Oberseite weiß leuchten. Die Unterseite ist hingegen meist dunkel. Die Kumuluswolken entstehen um die Mittagszeit. Wenn sie sich bis abends auflösen, kann man mit schönem Wetter rechnen, sollten sie am Abend noch sichtbar sein, wird’s schlecht.

Kumulonimben
Als Kumulonimben bezeichnet man die klassischen Gewitterwolken. Entsprechend fällt auch das Wetter aus.

Sep 11

Hagel: Kalte Gefahr aus den Wolken

HagelHagel ist eines der Wetterextreme, die gerade Landwirte nur beim Gedanken daran das Blut in den Adern frieren lassen. Hagelkörner, hart wie Beton, können in Minuten, nicht nur Autos und Dächer, sondern auch ganze Pflanzenkulturen zerstören. Studien zufolge hat sich die Hagelhäufigkeit in Europa in den letzten 30 Jahren um ein vielfaches gesteigert. Die gefürchteten Eisklumpen, die in jeder Größe auftreten können, gibt der Himmel vor allem in den warmen Jahreszeiten frei.

Was ist Hagel?

Hagel geht meist mit Gewittern einher und entsteht in den unteren Schichten der Gewitterwolken. Unterkühltes Wasser gefriert an sogenannten Kristallisationskernen zu Eis. Wetter mit starkem Aufwind unterstützt die Hagelbildung, die die Körner in den Wolken eine gewisse Zeit zum Gefrieren brauchen und die Wasserpartikel ohne „Stütze“ von unten durch die Schwerkraft frühzeitig die Wolken verlassen würden.

Hagelzentrum Europa

Da Hagel vor allem in den mittleren Breiten der Erde auftritt, ist neben beispielsweise den USA auch Süd- und Mitteleuropa stark von Unwettern dieser Art betroffen. Durchschnittlich verzeichnet Deutschland 120 bis 130 Hageltage im Jahr. Seit 1990 haben die Eiskörner Schäden in Höhe von 99 Millionen Euro in der Bundesrepublik hinterlassen.

Das Vorhersagen von Hagel ist nicht einfach aber möglich. Radarmessungen können stundengenaue Bilder über die Bildung der Gewitterzellen liefern und Unwetterwarnungen generieren. Auf den Bildern sieht man starke und schwache Radarsignale, welche die Form und Größe des zu erwartenden Niederschlags festhalten. Starke Signale kündigen Graupel, der kleineren Form von Hagel, oder eben Hagel an.

Gefährliche Vielfalt

Von Hagel spricht man ab einer Körnergröße von mindestens 5 mm. Das ist aber noch die harmlose Variante. 1984 wurde Bayern von Unwettern heimgesucht, bei denen tennisballgroße Eiskörner mit 140 km/h auf die Erde stürzten. Der „Größen-Weltrekord“ liegt noch gar nicht so lange zurück. 2003 streifte in der Stadt Aurora im US-Bundesstaat Nebraska ein Hagelkorn mit 17,8 cm Durchmesser und einem Umfang von 47,6 cm die Dachrinne eines Hauses.

Laut Experten könnte die Häufigkeit von Hagelunwettern in Deutschland bis zum Jahr 2070 um bis zu 50 Prozent zunehmen.

 

Feb 06

Wetterlagen sind größer als bisher angenommen

Wetterlagen mit Starkregenereignissen in Europa sind nicht nur auf unsere Regionen beschränkt. Extreme Niederschläge sind über Kontinente hinweg verbunden.

wetterlagen

Foto: ESA/NASA

Regionale extreme Niederschläge hängen mit der gleichen Art von Wetterlagen tausende Kilometer entfernt zusammen. Das hat ein internationales Expertenteam in einer neuen Studie herausgefunden. Die Forscher entdeckten ein globales Verbindungsmuster von Extremniederschlägen.

Wetterlagen können besser vorhergesagt werden

Die Erkenntnisse könnten eine verbesserte Wettervorhersage möglich machen. Schäden können so begrenzt und Menschen besser geschützt werden. Durch die extremen Niederschlagsereignisse aufgrund des Klimawandels gewinnt die Studie an Relevanz.

Satellitendaten dienten als Grundlage

Anhand von Satellitendaten entdeckten die Wissenschaftler, dass Niederschläge durch die Jetstreams verbunden sind. Diese umkreisen im oberen Bereich der Atmosphäre die Erde und bilden riesige Wellen zwischen dem Äquator und den Polen.

„Wir haben ein globales Verbindungsmuster entdeckt, welches das Auftreten von extremen Regenereignissen festlegt und bestimmte Arten von atmosphärischen Wellen als die wahrscheinliche Hauptursache identifiziert”, so der Leitautor der Studie, Niklas Boers. Der Deutsche forscht am Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung und am Imperial College in London.

Europäischer Regen mit asiatischem Monsun verbunden

Der südasiatische Sommermonsun etwa ist laut der Wissenschaftler mit Ereignissen in Ostasien, Afrika, Europa und Nordamerika verbunden. Obwohl Regenfälle in Europa nicht den Regen in Pakistan und Indien verursachen, gehören sie zum gleichen atmosphärischen Wellenmuster. Die europäischen Regenfälle werden dabei zuerst ausgelöst. Die Forscher versprechen sich dadurch zum Beispiel, Extremwetterereignisse in Asien anhand der Wetterlage in Europa besser voraussagen zu können.

Ihre Studie haben die Forscher im Januar im Fachmagazin “Nature” veröffentlicht.

Okt 31

Wetterphänomen: Drei Sonnen über Deutschland

Durch ein Wetterphänomen sieht man unter bestimmten Voraussetzungen drei Sonnen. Das steckt dahinter.

Foto: photojanski/Abobe Stock (Symbolbild)

Foto: photojanski/Abobe Stock (Symbolbild)

Mitte Oktober waren über dem baden-württembergischen Enzkreis drei Sonnen zu beobachten. Doch was steckt hinter dem Wetterphänomen? Das, was zu sehen war, bezeichnen Meteorologen als “Nebensonnen”. Diese zählen zu den sogenannten Halos, die durch brechen des Sonnenlichts verschiedene Formen haben können. Sie können zum Beispiel auch als Lichtsäulen oder Lichtpunkt unterhalb des Horizonts auftreten.

Genaue Voraussetzungen für das Wetterphänomen

Die zwei “Sonnen” neben der Sonne sind eine optische Täuschung und entstehen durch Eiskristalle in der Erdatmosphäre, durch die das Licht gebrochen wird. Damit wir diese Lichtpunkte sehen, müssen die Eiskristalle möglichst regelmäßig gewachsen und durchsichtig sein. Eine weitere Voraussetzung ist, dass die Kristalle flach und sechseckig sind. Nur so kann das Licht auf geradem Weg abgelenkt werden.

Die Eiskristalle schweben in den Cirruswolken. Damit die Kristalle entstehen, müssen die Temperaturen in dieser Höhe entsprechend niedrig sein. Bei einer ruhigen Wetterlage ordnen sie sich horizontal an und leiten das Licht jeweils 22 Grad auf die linke und rechte Seite der Sonne. Man sieht folglich jeweils mal stärkere, mal schwächere Dreiecke. Die Sichtbarkeit ist vom Hintergrund abhängig. Wenn am Horizont dunkle Wolken aufziehen, sieht man die Lichtflecken besser.

Ähnlich wie bei einem Regenbogen

Das Prinzip funktioniert ähnlich wie beim Regenbogen. Nur wird beim Regenbogen das Licht so stark umgeleitet, dass man die Sonne im Hintergrund haben muss, um ihn zu sehen. Wenn man Halos beobachten will, muss man darauf achten, dass man nicht von der Sonne geblendet wird. Auch nachts können ähnliche Phänomene beobachtet werden. Es gibt “Nebenmonde”, die nach dem gleichen Prinzip entstehen.

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