Auf dieser Seite will ich euch die verschiedenen Erscheinungsformen von Wolken zeigen. Wolken die in der wetterwirksamen Troposphäre vorkommen werden nach ihrer vertikalen & horizontalen Ausdehnung, sowie der Höhe in welcher sie auftreten unterteilt. Die grundlegenden Wolkenfamilien teilen sich daher in hohe, mittelhohe und tiefe Wolken und jene, mit einer hohen vertikalen Ausdehnung.
Die Troposphäre ist in meridionaler Richtung nicht überall gleich hoch. Während die Grenze der Troposphäre auf Höhe des Äquators bis ca. 18km reicht, so liegt sie in unseren Breiten bei ~12km und an den Polen sogar nur bei um die 9-10km. Je weiter man sich in Nord/Süd-Richtung vom Äquator entfernt, umso stärker schwanken diese Höhen auch noch saisonal von Sommer zu Winter.
Die nachfolgend angegebenen Höhen beziehen sich immer auf den etwa 49-Breitengrad.
Dieser Atlas wird stetig erweitert.
1. Hohe Wolken (5-13km)
Diese Wolkenform besteht aus Eiskristallen, da es in dieser Höhe durchgehend weit unter 0 Grad hat.
Cirrus (Ci)
Cirrocumulus (Cc)
Cirrostratus (Cs)
2. Mittelhohe Wolken (2-7km)
Altocumuls (Ac)
Altostratus (Ac)
3. Tiefe Wolken (0-2km)
Stratus (St)
Stratocumulus (Sc)
4. Mehrschichtige Wolken (~1-12km)
Cumulonimbus (Cb)
Cumulus (Cu)
Nimbostratus (Ns)
Noctilucent Clouds (NLC)
Bekannt unter der Bezeichnung „Leuchtende Nachtwolken“ handelt es sich hierbei um aus feinen Eiskristallen bestehende Eiswolken, welche in einer Höhe zwischen 81-87 km Höhe (etwa die Höhe der Mesopause) auftreten. Dort herrschen Temperaturen im Sommer bis -150°C. Diese eisigen Temperaturen brauch es zur Wolkenbildung in dieser Höhe auch, da der Wasserdampfgehalt im Vergleich zur Troposphäre wesentlich niedriger ist. In unseren Breitengraden kann man diese Wolken fast ausschließlich von Ende Mai bis Mitte Juli, immer 1-2 Stunden vor/nach Sonnenaufgang bestaunen. Das liegt daran, weil die Sonne durch die Erdkrümmung diese sehr hoch gelegenen Wolken noch anstrahlt, während die tieferen Wolken in der Troposphäre schon längst in den Erdschatten eingetreten sind.
HALO
Ein Halo kann sich sowohl um die Sonne, als auch den Mond (je voller um so besser) ausbilden. Dieses Phänomen entsteht durch die Brechung der Lichtstrahlen an winzigen Eiskristallen und kann sich in vielen optischen Erscheinungstypen äußern. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um hohe Eiswolken (Cirren) oder Eisnebel, also das Übergehen von tropfenförmigem Nebel zu Eis in Bodennähe handelt. Wichtig ist nur, dass die Eiskristalle möglichst in homogener Form als hexagonale Plättchen und/oder Stäbchen vorliegen. Welche Erscheinungsformen sich einem offenbaren hängt immer von der Dichte, Homogenität, Temperatur und Ausrichtung des Streumediums (hier Eiskristall) und der Position des Beobachters relativ zur Lichtquelle (Sonne/Mond) ab.
Vergangenes Jahr hatte ich das Glück im Schwangau bei Füssen einige dieser Halo-Erscheinungsformen gleichzeitig in einem Bild festzuhalten.
360° Halo bei 93% zunehmendem Mond an Cirrostratus-Schleier (10.04.2025)
Regenbogen
Hauptbogen (42°-Bogen) & Nebenbogen (51°-Bogen)
Interferenz-Regenbogen
Hier ein ebenfalls doppelter Regenbogen, aber mit dem optischen Effekt der Interferenz, sowohl an Haupt- und Nebenbogen. Anders als beim normalen Regenbogen entsteht dieser Effekt durch die Lichtbeugung im optischen Medium. Durch die Interferenz wiederholt sich der Farbverlauf in abschwächender Form im Hauptbogen nach Innen und im Nebenbogen umgekehrt. Interferenzbögen entstehen nur bei besonders kleinen Regentropfen unter 0,5mm.
Regenbogen-Fragment
Ein Regenbogen-Fragment ist in der Entstehung gleich wie ein normaler Regenbogen mit dem Unterschied, dass sich dieser Effekt nur in einem bestimmten Ausschnitt ausbildet. Dabei kann das Fragment je nach Bedingungen jede zuvor genannte Eigenschaft besitzen (Interferenz, Nebenbogen).
Nebelbogen
Ein Nebelbogen entsteht ebenfalls durch Die Brechung des Sonnenlichts an Tropfen. Diese sind bei Nebel aber um ein vielfaches kleiner, als zum Beispiel bei normalem stratiformen/konvektivem Regen. An diesem optisch sehr kleinen Streumedium wird das in Summe weiße Sonnenlicht nicht in seine Spektralfarben aufgespalten und der Nebelbogen erscheint daher auch weiß und nicht farbig wie ein klassischer Regenbogen. Antreffen kann man einen Nebelbogen im Übergangsbereich vom Nebel (wie hier auf dem Schliffkopf bei Inversion) zur klaren Luft.
Nebelwellen & Nebelfall
Bei Inversionswetterlagen liegt die kalte feuchte Luft am Boden und darüber eine wärmere trockenere Schicht. Im Übergangsbereich bildet sich durch den thermischen Gradient eine dichte Nebeldecke aus. Hat man jetzt passende übergeordnete Windströmungen und/oder eine geeignete Orografie, wird der Nebel in Bewegung gesetzt (primär horizontal). Wenn der Nebel zum Beispiel eine Hochebene verlässt, oder in Strömungsrichtung Bergkämme, & Hügel überströmt werden, bekommt der Nebel eine vertikale Bewegung dazu und gerät durch die Wechselwirkung von Erhebungen und Tälern in Schwingung. Dieses Phänomen kann man unter anderem oft im Herbst und Winter an den Übergängen des Nordschwarzwaldes in den Rheingraben bei der Hornisgrinde beobachten. Dort kann sich die Welle bei passenden Bedingungen bis zu 150-200m auftürmen.
Microburst & Downburst
Ein Microburst (Wolkenbruch) ist nichts anderes als ein räumlich recht eng begrenzter Bereich in der kalte Niederschlagsluft aufgrund ihrer höheren Dichte als die Umgebungsluft, schnell zu Boden stürzt. In dem Fall-Prozess reißen die in der Luft mit nach unten fallenden Tropfen darunter schwebende Tropfen mit sich bis dieses Luftpaket durch die Wolke nach unten durchbricht und wie ein nasser Sack zu Boden fällt. Durch die vielen Tropfen in Verbindung mit der heruntergekühlten Niederschlagsluft wird außerdem ein starker Impuls induziert, welcher beim Auftreffen auf den Boden für enorme Windgeschwindigkeiten sorgt, da dort die Luft nichts anderes kann als in die Horizontale auszuweichen. In größerer Ausprägung spricht man bei diesem Phänomen von einem Downburst. Oft ist es genau dieser kinematische Vorgang der für große Schäden bei Gewittern, oder Superzellen sorgt und nicht ein Tornado. Ein Paradebeispiel für eine besonders starke Ausprägung dieses Phänomens ist der Downburst bei La Chaux-de-Fonds am 24.07.2023, welcher mit Winden jenseits der 200km/h für Schäden, wie bei einem F2 sorgte.
Blitze
Die wohl spektakulärste Begleiterscheinung bei Gewittern sind die elektrischen Entladungen (Blitze) und der Donner. Dabei können enorme Energiemengen in Form von Hitze und Stromfluss umgesetzt werden. Ein starker Erdblitz hat z.B. gerne mal eine Stromstärke von mehreren 100 000 Ampere. Wie bei Wolken, Regenbogen usw. gibt es auch hier verschiedene Erscheinungsformen, die sich in Stärke, Aussehen und Ursache unterscheiden.
Positive Erdblitze
Die stärkste Form von Blitzen sind die sogenannten positiven Erdblitze (CG-Lightning „cloud to ground“). Diese kommen aus den oberen positiv geladenen Regionen der Wolke und können in mehreren Phasen ablaufen, die jedoch so schnell von statten gehen, dass das menschliche Auge nur ein kurzes Zucken war nimmt. Der erste Impuls ist dabei der stärkste und der Hauptkanal hat dabei viele feine Verästelungen, die sogenannten Sucher. In dieser Phase bewegt sich der Blitz Richtung Boden und die Nebenarme (Sucher) suchen den Weg des geringsten Winderstands. Ist dieser gefunden, bildet er den Hauptkanal der Entladung und erscheint deutlich heller als die Sucher. Es können sich bei starken Gewittern auch mehrere Hauptkanäle während eines Erdblitzes ausbilden. Der Hauptstrom fließt dann über diese Hauptkanäle in den Boden ab.
Smooth-Channel-Blitz
Diese Blitze haben entgegen den klassischen Erdblitzen keine Sucheräste und der Plasmakanal erscheint geglättet und nicht so gezackt und kantig wie ein positiver Erdblitz, oder Linienblitz. Auch diese Erscheinungsform nimmt nicht zwangsläufig den kürzesten Weg zur Erde, wie auf diesem Bild deutlich wird. (Obersontheim, 24.08.2023)
Klassischer Erdblitz
Ein klassischer Erdblitz hat die Eigenschaften eines Smooth-Channel Erdblitzes nur sind hier die Konturen nicht so geglättet, sondern wie bei einem positiven Erdblitz der Hauptkanal.
Cloud-to-Air Entladung
Diese Blitze kann man bei starken Gewittern sehen, wo man freie Sicht auf die Quellungen im Aufwindbereich hat. Dort zeigen sich einem dann vereinzelte Sucher die aus der Wolke in die Umgebungsluft schlagen ohne einen wirklichen Blitzkanal aufzubauen.
Crawler & Spider-Entladungen
Diese Blitze treten häufig bei größeren Gewittern, wie etwa einem MCS (Mesoskaliges Konvektives System) auf. Unter dem Eisschirm bleiben nach Durchzug große Spannungsunterschiede im Niederschlagsfeld und der Umgebung zurück. Diese werden durch Crawler und/oder Spider-Entladungen ausgeglichen. Sie verlaufen in wilden Linienformen, teilweise mit Suchern an der Wolkenunterseite. Eine spezielle Art von Crawlern ist die Spider-Entladung. Sie kommt aus der Wolkenunterseite und breitet sich in radialer Richtung mit vielen Verästelungen horizontal aus und kann aus ihrem Kern auch in einen Erdblitz übergehen.
Normaler Wolkenblitz
