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Wolken und ihr Klimaeffekt

Cirrus, Cumulus und Stratus

Dass die Wolken sich nicht so chaotisch und beliebig verhalten, wie es scheint, erkannte der britische Amateur-Meteorologe Luke Howard erstmals zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Er teilte die Vielfalt der Wolken in ein paar Kategorien ein, die heute noch gelten. Seine Wolkentypen nannte er Cirrus, Cumulus und Stratus.

Drei Wolkenstockwerke

Jede Wolke am Himmel lässt sich mit einem oder einer Kombination dieser Etiketten charakterisieren. Cumulus, zum Beispiel, bedeutet auf Lateinisch Anhäufung und bezeichnet kompakte Wolken, die sich über einer breiten flachen Basis auftürmen wie ein Geröllhaufen. Der Volksmund nennt sie daher Haufenwolken. Stratus heißt Schicht und weist auf einen bedeckten Himmel hin. Einen Wolkenteppich dicht gedrängter Cumuli nennen Meteorologen folglich Stratocumuli.

Die Wolkenhöhe liefert ein weiteres Unterscheidungskriterium. Es gibt gewissermaßen drei Stockwerke: niedrige Wolken, im Fachjargon flache Wolken, tummeln sich in bis zu 2.000 Metern über dem Meer, mittelhohe, mit der Vorsilbe Alto versehen, zwischen 2.000 und 6.000 Metern, und die hohen Cirruswolken schweben mehr als 6.000 Meter über dem Meeresspiegel.

Cumuluswolke über Lechtaler Alpen, Österreich © Glg / CC by sa 2.0

Hohe Wolken…

Die Höhe der Wolken bestimmt ihren Einfluss aufs Klima: Hohe Wolken halten die Wärmestrahlung von der Erde zurück und heizen daher die Atmosphäre auf, während niedrige Wolken hauptsächlich Licht von der Sonne reflektieren und die Lufthülle kühlen. Verständlich wird das durch die Temperatur der Wolken: Aus dem All betrachtet, geben die kalten Hochwolken nur wenig Wärmestrahlung ab. Von der wärmeren Erdoberfläche, die unter den Hochwolken verborgen liegt, gelangt keine Wärmestrahlung in den Weltraum. Sie bleibt in der Atmosphäre, die sich dadurch erwärmt.

Schleierhafte Cirruswolken © Wing-Chi Poon / CC by sa 2.5

…und flache Wolken

Die Flachwolken hingegen senden fast genauso viel Wärmestrahlung ins All wie die darunter liegende, kaum wärmere Erdoberfläche. Sie schirmen die Wärmestrahlung also nicht ab. Dafür sind sie kompakter als die schleierhaften Cirruswolken in der Höhe und reflektieren mehr Sonnenlicht ins All.

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„Um berechnen zu können, welche Rolle die Wolken beim Klimawandel spielen, müssen wir wissen, wie sich die Häufigkeit der hohen und die der tiefen Wolkentypen verändert“, sagt Bjorn Stevens vom Max-Planck-Institut für Meteorologie. Die Kernfrage laute: Wie reagieren die unterschiedlichen Wolkentypen auf veränderte Bedingungen in ihrer Umgebung, etwa veränderte Temperatur oder Feuchtigkeit?

Vermehrten sich beispielsweise hohe und tiefe Wolken gleich stark, so würde die dichtere Wolkendecke die Atmosphäre weder erwärmen noch kühlen. Nähmen die hohen Wolken jedoch zu, flache Wolken aber ab, stiege die Temperatur der Erdatmosphäre stärker als durch den Kohlendioxid-Anstieg allein.

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Christian Meier / MaxPlanckForschung
Stand: 20.08.2010

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Wasser mit nebulöser Wirkung
Neues aus der Wolkenforschung

Rätselhafte Wolken
Fliegende Nebel mit Doppelrolle für das Klima der Erde

Cirrus, Cumulus und Stratus
Wolken und ihr Klimaeffekt

Werden und Vergehen am Himmel
Wolken verändern sich lokal und wirken global

Mit Militärflugzeugen auf Wolkenjagd
Cumuli bedecken weite Teile der Meere

Tiefe Wolken regnen leichter
Regen kehrt Auf- und Abwärtsströmungen um

Turbulente Regenbildung
Den Geheimnissen der Schönwetterwolken auf der Spur

Keine universale Wolkenformel
Wolkenforschung als Puzzlespiel

Von flachen Cumuli bis zu El Niño
Ein kurzes Glossar

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