Wenn wir an Wolken denken, denken wir an diese weißen Wattebauschmassen in der Luft. Wir wissen auch, dass dieses verdampfte Wasser irgendwann zu Regen wird und den Kreislauf von vorne beginnt.
Es gibt jedoch wichtige Fragen zu Wolken, die wir übersehen. Erstens, wie sind Wolken sichtbar, wenn Wasserdampf normalerweise wie Luft unsichtbar sein oder sich nach dem ersten Dampfschwall zumindest schnell auflösen soll? Zweitens, warum halten Wolken in ihren verschiedenen Formen so lange? Was gibt Wolken schließlich ihre weißen oder grauen Farben? Wie Sie sehen, ist es für uns eine Selbstverständlichkeit, die Wolken und ihre Entstehung zu verstehen.
Wir wissen, dass Wolken aus Wasserdampf bestehen. Was wir nicht wissen oder zumindest vergessen, ist die wichtige Rolle, die Kondensation spielt, um Wolken sichtbar zu machen. Wasserdampf ist größtenteils unsichtbar. Dies wird durch die Tatsache bewiesen, dass die Luft, die wir regelmäßig atmen, etwas Wasserdampf als Teil ihrer Zusammensetzung enthält. Wir sehen es jedoch nicht, da es außerhalb der Luft liegt. Kondensation macht Wasserdampf sichtbar.
Grundsätzlich regen hohe Temperaturen Wassermoleküle an, bis sie von einem flüssigen in einen gasförmigen Zustand übergehen. Niedrigere Temperaturen können jedoch dazu führen, dass genügend Wasserdampf wieder in flüssiger Form kondensiert. Diese kleine Menge bleibt als sehr kleine Tröpfchen erhalten, die hauptsächlich dank kleiner Staubpartikel, an denen sie sich anlagern, in der Luft schweben können.
Es ist so ziemlich die gleiche Art, wie Sie kleine Glitzerstücke sehen, die in klarem Kleber hängen. Die Tropfen sind klein genug, um in der Luft gefangen zu bleiben, bis das Kondenswasser einen Punkt erreicht, an dem es nicht mehr regnet. Ein Ergebnis davon ist, dass Licht reflektiert und gebrochen wird. Das macht Wolken sichtbar.
Wenn Sie darüber nachdenken, haben wir auch gerade die zweite Frage beantwortet, warum Wolken so lange halten. Möglicherweise verstehen Sie die erste Erklärung, weil Sie an einem kalten Tag Ihren Atem sehen können. Je nach Wetterlage stellen Sie jedoch nach einer Weile fest, dass Sie später am Tag Ihren Atem nicht mehr sehen können. Aufgrund der kälteren Temperaturen in der oberen Atmosphäre sind Wolken sichtbar.
Man muss bedenken, dass im Oberlauf der Atmosphäre die Temperaturen viel kälter sind. Dies bedeutet, dass kondensierter Wasserdampf nicht mehr vollständig in seinen Gaszustand zurückkehren kann. Da sich die Temperaturen in dieser Region nicht ändern, können die Wolken länger in Form bleiben.
Schließlich haben Wolken Farbe. Einige sind weiß, andere grau, und unter besonderen Umständen, wie z. B. bei größeren Stürmen, können seltsame Farben wie Grün oder Rot auftreten. Dies geht zurück auf die Brechung. Die meisten Farben, die wir sehen können, sind sichtbar, weil die Augen wahrnehmen, wie Objekte bestimmte Wellenlängen des Lichts absorbieren oder reflektieren. Die weißen Farben der Wolken kommen vom kondensierten Wasserdampf mit einer hohen Reflexionsqualität.
Wenn alle Wellenlängen des Lichts zurückreflektiert werden, sehen Sie Weiß. Die graue Farbe kommt vom Sehen von Wolken von unten. Weiße Wolken sind an sonnigen Tagen weiß, wenn Sie es bemerken. Dies liegt daran, dass Sie sehen können, wie das Sonnenlicht direkt auf sie trifft und dass das Licht fast vollständig zurückreflektiert wird. An bewölkten Tagen wird das meiste Sonnenlicht durch die durchscheinende und brechende Qualität der Wolkendecke blockiert. Dadurch erscheinen Wolken dunkler, da ein Teil des Lichts gleichmäßig absorbiert wurde.
Wir haben viele Artikel über Wolken für das Space Magazine geschrieben. Hier ist ein Artikel über die Wolkentypen und hier ein Artikel über Cirrocumuluswolken.
Wenn Sie weitere Informationen zu Clouds wünschen, lesen Sie einen Artikel über Clouds. Und hier ist ein Link zur NASA Spaceplace-Seite über Wolken.
Wir haben auch eine Episode von Astronomy Cast rund um die Atmosphäre aufgenommen. Hören Sie hier, Episode 151: Atmospheres.
