Wasserwolken

Wolken im Temperaturbereich oberhalb von minus 10 Grad Celsius sind reine Wasserwolken, sofern nicht aus höheren Schichten Eiskristalle hineinfallen oder bei bodennaher Wolkenbildung sehr gute Gefrierkerne ein frühzeitiges Kristallisieren vereinzelter unterkühlter Tröpfchen einleiten.
Wasserwolken haben von allen Wolken die größte Anzahl von Wolkenelementen. Sie liegt im allgemeinen in der Größenordnung 100 Tröpfchen pro Kubikzentimeter, dürfte bei schnellen Wolkenbildungsprozessen und frisch entstandenen Wolken aber auch wesentlich höher liegen. Die große Tröpfchendichte ist damit zu begründen, dass bei relativ hohen Kondensationstemperaturen bei gleicher Abkühlung weit mehr Wasserdampf übersättigt wird als bei tiefen Temperaturen und dass in der Grundschicht eine sehr hohe Anzahl von sehr guten Kondensationskernen zur Verfügung steht. Neben diesen beiden Faktoren hat noch die Wolkenbildungsgeschwindigkeit bzw. die Abkühlungsgeschwindigkeit einen Einfluss auf die Größe der Tröpfchenkonzentration in der Wolke. So werden langsame Wolkenbildungsprozesse wie alle Aufgleitvorgänge mit geringen Vertikalbewegungen in der Größenordnung cm/s und solche, die durch Strahlungsabkühlung ausgelöst werden, zu einer geringeren Tröpfchendichte führen. Bei den langsamen Abkühlungsprozessen kommt es nur zu unwesentlicher Wasserdampfübersättigung, so dass die vielen kleinen, weniger günstigen Kondensationskerne, deren kritische Feuchte zwischen 100 Prozent und 101 Prozent liegt, nicht mehr aktiviert werden können. Dagegen führt ein spontaner Prozess wie die Konvektion mit Aufwindgeschwindigkeiten in der Größenordnung m/s zu einer erheblichen Übersättigung, so dass noch zahlreiche schlechtere Wolkenbildungskerne an dem Kondensationsprozess teilnehmen können und die Wolke infolgedessen eine höhere Dichte aufweist. Bei gleichem Wassergehalt führt eine schnelle Abkühlung zu vielen, dafür aber kleinen Tröpfchen in der Wolke und eine langsame Abkühlung zu wenigen, dafür aber größeren Tröpfchen.

Aus der Dichte einer Wolke ergeben sich verschiedene sichtbare Eigenschaften, die dem Beobachter die Wolkenbestimmung erleichtern können.

Dichte Wasserwolken besitzen eine geringere Lichtdurchlässigkeit und zeigen daher Eigenschaften, die sich je nach Dichte und vertikaler Mächtigkeit der Wolke in Grauabstufungen von hell bis sehr dunkel äußern. Die Wolkenränder sind scharf gezeichnet und, weil auftreffendes Sonnenlicht stark reflektiert wird, leuchtend weiß. Weniger dichte Wasserwolken sind an ihren Rändern unscharf, diffus. Auftreffendes Sonnenlicht dringt stärker ein, es wird weniger zurückgestrahlt, und die Wolke erscheint weißlich-grau. Die Sichtweite in der Wasserwolke ist sehr gering und kann in Extremfällen nur einige Meter betragen. Innerhalb der Wolke herrscht Sättigung im Bezug auf Wasser, d.h. eine relative Feuchte von 100 Prozent.

Kränze oder Höfe unmittelbar um Sonne oder Mond sind sichere Anzeichen für Wasserwolken. Die optischen Erscheinungen entstehen durch Beugung des Lichtes an den Wolkentröpfchen. Diese Fotometeore, deren äußerer Rand rötlich erscheint, können nur an sehr dünnen Wolken mit einheitlicher Tropfengröße beobachtet werden.

Zu den Wasserwolken zählen im allgemeinen die Gattungen Stratus, Stratocumulus, Cumulus und Altocumulus. Dichte Wasserwolken sind die Gattungen Cumulus, Stratocumulus und bisweilen Altocumulus.

Der Altocumulus enthält im Bildungsstadium häufig eine mehr oder weniger große Anzahl von Eiskristallen, die auf Kosten der benachbarten Wassertröpfchen durch Sublimation anwachsen und als Fallstreifen (virga) ausfallen. Nach der Virga-Bildung bleibt dann eine reine, stark unterkühlte Wasserwolke zurück.

Bei entsprechend tiefen Temperaturen können die normalerweise als Wasserwolken vorkommenden Gattungen auch Mischwolken sein. Sie führen dann zu leichter Niederschlagsbildung.

Siehe hierzu:

• Mischwolken
• Wolke
• Wolkengattungen