Warum sind Wolken...

[Sebenai Frill]

...unten flach?

Kann mir das eigentlich einer erklären?

[C'est Moi]

Sind sie dass?
Ich denke das sihet nur so aus. Wolken haben ja gar keine richtige Seitenflächen, bzw. man kann sie manchmal nicht rictig "dreidimensional" erkennen.

[Bynaus]

Sie sind durchaus unten flach - manchmal.
Das liegt daran, dass Wolken aus feinen Wassertröpfchen bestehen, die auskondensieren, wenn die Wasserdampfkonzentration über den Sättigungswert steigt. Da der Sättigungswert von der Temperatur abhängt (je höher die Temperatur, desto mehr Wasserdampf kann die Luft aufnehmen, desto später ist der Sättigungswert erreicht, desto später bilden sich Wolken), und die Temperatur mit der Höhe abnimmt, kühlen sich aufsteigende Luftmassen ab. Irgendwann ist es kalt genug, damit der Sättigungswert unter die Wasserdampfkonzentration fällt, und dann beginnen sich Wolken zu bilden.
Wenn nun die Luft schlecht durchmischt ist und die Temperatur überall gleichmässig abnimmt, dann liegen die Punkte, an denen der Sättigungswert erreicht wird, praktisch auf einer Ebene. Darüber entstehen Wolken, darunter bleibt es wolkenfrei. Dadurch kann es sein, dass die Wolken eine "abgeschnittene" Unterseite zeigen.

[O'Brian]

Man nennt den Punkt, an dem die Temperatur tief genug ist, dass der Wasserdampf kondensiert, auch den Taupunkt.
Ist eine wichtige Angabe in der Fliegerei und ist abhängig von Luftdruck, relativer Luftfeuchtigkeit und Temperatur. Dadurch ist es Piloten möglich, Rückschlüsse u.a. über Wolkenbildung bzw Höhe der Wolkenuntergrenzen zu ziehen.
Wenn nun dieser Taupunkt grossflächig auf einer Ebene liegt, geschieht das, was Bynaus geschrieben hat, oberhalb Wolkenbildung, darunter wolkenfrei wie "abgeschnitten".
Liegt der Taupunkt schon in Bodennähe, gibts Nebel, Reif usw.

[Spocky]

Man kann sich das auch einfacher vorstellen. Sicher hat Bynaus Recht, aber es mag für einige zu wissenschaftlich klingen . Vereinfacht kann man sagen, dass die Luft aus unterschiedlichen Schichten besteht und die Wolken nicht in die untere Luftschicht eindringen können. Deshalb "liegen" die oben drauf.

[Bynaus]

Sagt eine Wolke zur anderen: "So, was machst du den ganzen Tag?" Sagt die andere: "Ich? Nichts. Ich hänge ein wenig auf den Luftschichten rum, das ist alles..." :-)

[alnitak]

Wolkenformel zeigt wahre Größe

Mathematische Gleichung berücksichtigt erstmals das gesamte Volumen der Himmelsgebilde

Kanadische Forscher haben eine Wolkenformel entwickelt, mit der sie ebenso einfach das Volumen einer Schönwetterwolke berechnen können wie das eines tropischen Zyklons. So könnten kurzfristige Wetterprognosen und globale Klimamodelle deutlich genauer werden. Bereits seit Jahrzehnten versuchen Meteorologen erfolglos, den Rauminhalt von Wolken ohne aufwändige Verfahren zu bestimmen. Über das Rechenmodell der Wissenschaftler um den Physiker Shaun Lovejoy von der McGill-Universität in Montreal berichtet das Wissenschaftsmagazin New Scientist (Ausg. vom 21. August, S. 15).

Die Forscher maßen mittels eines flugzeuggestützten Lasers die Größe verschiedener Wolkentypen sowie deren Zusammensetzung und Geschwindigkeit. Aus den Daten entwickelten die Wissenschaftler eine Formel, mit der aus Wolkentyp, Breite und Länge jeweils die korrekte Dicke einer Wolke berechnet werden kann. Sind die Abmessungen von Wolken also beispielsweise von Satellitenbildern bekannt, kann deren Volumen leicht berechnet werden.

Bislang waren Meteorologen auf Wetterballone angewiesen, um die Dicke von Wolken zu messen. Diese werden jedoch auf ihrem Weg häufig durch starke Winde abgetrieben und liefern dementsprechend oft falsche Messergebnisse. Daher müssen Wissenschaftler in ihren Wettermodellen Wolken häufig als flache Objekte betrachten, was die Genauigkeit der Vorhersage verringert. Bis die neue Formel in die großen Wettermodelle eingearbeitet sei, dürfte es jedoch noch dauern, sagt Lovejoy. Dreidimensionales Verhalten der Wolken in Wettermodellen zu berechnen, sei mathematisch sehr anspruchsvoll.

Die Berechnung kann durchaus anspruchsvoll sein, jedoch kann ich schon die Tatsache an sich nicht nachvollziehen, dass anscheinend - sobald Typ, Länge, Breite bekannt sind - auf das Volumen/die Dicke geschlossen werden kann.
Das kann doch nicht so "leicht" sein, oder etwa doch? Ist also jede Wolke zu "kategorisieren"?

Heißt: Eine Wolke z.B. Typ a mit den Ausmaßen l = x, b = y hat automatisch h = z.
Eine zweite Wolke vom Typ a mit den Ausmaßen l = 2x, b = 2y hat automatisch h = 2z.

Dies soll jetzt nur eine sehr vereinfachte Darstellung sein; dass das Ganze viel komplexer ist, ist mir durchaus bewusst

[Bynaus]

Ich würde sagen, das hängt nicht einfach nur von den Ausmassen ab. Also wenn I = x, b = y ist, aber auch noch die Temperatur = T, die Luftfeuchte = L, die Sonneneinstrahlung = S, etc. DANN ist h = z.

[alnitak]

...aber auch noch die Temperatur = T, die Luftfeuchte = L, die Sonneneinstrahlung = S, etc.

Ja, ich hatte mir auch gedacht, dass solche Faktoren eine Rolle spielen. Aber andererseits könnten solche Klimabedingungen schon automatisch zum Wolkentyp führen; wodurch sie dann zumindest neben l und b "keine Rolle" mehr spielen dürften.

[Dr. Phlox]

Wind wäre auch ein großer Faktor, denn unterschiedlich starke Luftströme können eine Wolke sicherlich recht schnell verzerren ... gut, dann wäre es vielleicht auch ein anderer Typ, aber wo hört der eine Typ auf und wo fängt der andere an.

Auf alle Fälle ist diese Formel nicht auf die allgemein bekannten Wolkentypen wie z.B. Cumulo Nimbus, Alto Cumulus anwendbar, dafür sind diese zu verschieden.

EDIT:

Wichtiger ist die Frage: Wenn die Wolken nach unten hin fast gleichzeitig abschließen, wieso tuen sie es dann nach oben hin nicht ?
Denn ab einen gewissen Punkt fängt die Luft an zu kondensieren (mehr Höhe, sinkende T).

Ich denke es hängt eher mit der Wokenentstehung zusammen. Diese Art von Wolken, welche bevorzugt Haufen bildet sind die Cumulus-Wolken ... und diese bilden sich meist recht schnell. Dabei enstehen sie an dieser nach unten hin so eben abschließenden Grenze und breiten sich nach oben hin aus. Ursache sind i.d.R. dicht übereinanderliegende Hoch- und Tiefdruckgebiete mit unterschiedlichen Temperaturen und absoluten Feuchten. Wenn die untere Schicht eine größere absolute Feuchte als die obere hat (und das ist meistens der Fall), dann gibt sie etwas von ihrer Feuchte an das überliegende T-Druckgebiet ab (ein T über ein H ergibt meist die starken Ambosswolken) ... ja und das sorgt dann für die Wolkenenstehung in dem T-Druckgebiet, welches sich nach oben hin fortsetzt.


EDIT EDIT:

Nun, ich habe noch mal nachgeschaut und das Schlüsselwort ist Adiabatismus bzw. der Übergang zw. trockenadabtischen und feuchtadiabatischen Zuständen. Dabei führt der Übergang der Wolkenbildung und somit der Übergang zum feuchtadiabatischen Zustand zu einem Knick in der T-Kurve oder anders gesagt, entgegen dem trockenadiabatischen Zustand, wird die T trotz zunehmender Höhe gehalten. Dies wiederum gibt Spielraum für die Wolkenentstehung nach oben hin. Die aufsteigende warme Luft kühlt sich dann weiter oben ab, aber erst wenn sie wieder Umgebungstemperatur erreicht hat "endet" auch die Wolke ... und manchnmal sinkt die Luft sogar wieder nach unten, was letztendlich das haufenförmige und ungeordnete Aussehen nach oben hin ausmacht.