Die Wolken - Das stille Ökosystem über uns

0:00 Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise durch die Natur, deinem Podcast zum Entspannen, Loslassen und lernen. Heute nehme ich dich mit nach oben, nicht in den Weltraum, nicht in die Stratosphäre, sondern nur ein kleines Stück dorthin, wo die Luft anfängt sichtbar zu werden, dorthin, wo Wasser seine Form verliert und wiederfindet, wo Licht gebrochen, gestreut und in Farben zerlegt wird.

0:27 Wo riesige Strukturen entstehen und vergehen, ohne dass irgendjemand sie baut oder abreißt. Wir reisen heute zu den Wolken, sie sind das vertrauteste Naturschauspiel der Welt, jeder Mensch, der je den Himmel betrachtet hat, hat Wolken gesehen, als Kind formen darin gesucht, an Regentagen unter ihnen gestanden, in Sommernächten beobachtet, wie sie den Mond verdecken und wieder freigeben, und doch ist das, was eine Wolke wirklich ist, was in ihr vorgeht und. Und welche Rolle sie im großen Gefüge des Lebens auf diesem Planeten spielt.

1:01 Weit erstaunlicher als die meisten Menschen ahnen. Lass los, was dich heute noch beschäftigt, mach es dir bequem und schau mit mir nach oben, was eine Wolke wirklich ist. Eine Wolke ist in ihrer einfachsten Definition eine sichtbare Ansammlung winziger Wassertröpfchen oder Eiskristalle in der Atmosphäre. Diese Tröpfchen sind so klein, dass. Ihr Durchmesser liegt typischerweise zwischen 5 und 100 Mikrometern, also zwischen 0,005 und 0,1 Millimetern. Dass sie SOS sie von den aufsteigenden Luftströmungen in der Schwebe gehalten werden.

1:37 Sie fallen nicht, sie schweben doch, um zu verstehen, wie eine Wolke entsteht, müssen wir ein Stück weiter zurückgehen zur Oberfläche der Erde und zum Wasser. Wasser verdunstet ständig aus den Ozeanen, den Seen, den Flüssen, dem feuchten Waldboden, den Blättern der Bäume, sogar aus der Haut von Menschen und Tieren.

2:06 Diese Verdunstung ist kein dramatischer Prozess, sie geschieht lautlos, unsichtbar, unaufhörlich, die Wassermoleküle verlassen die flüssige Oberfläche, steigen in die Atmosphäre auf und mischen sich als unsichtbarer Wasserdampf in die Luft. Die Atmosphäre ist jedoch kein unbegrenzter Behälter für Wasserdampf.

2:26 Jede Lufttemperatur erlaubt nur eine bestimmte maximale Menge an Wasserdampf, die sogenannte sättigungsfeuchte warme Luft kann mehr Wasserdampf aufnehmen als kalte und hier liegt der Schlüssel zur Wolkenbildung, wenn feuchtwarme Luft aufsteigt, durch thermische Konvektion über aufgeheizten Flächen, durch Orographisches, Aufgleiten an Berghängen oder durch Frontsysteme, bei denen sich Luftmassen unterschiedlicher Temperaturen begegnen. Kühlt sie sich ab?

2:53 Pro 100 Meter Höhengewinn verliert aufsteigende Luft unter normalen Bedingungen etwa 1 Grad Celsius. Irgendwann in einer bestimmten Höhe ist die Luft so weit abgekühlt, dass sie mit dem in ihr enthaltenen Wasserdampf gesättigt ist. Diese Höhe nennt man den Kondensationspunkt oder die Wolkenuntergrenze.

3:13 An diesem Punkt beginnt der Wasserdampf wieder zu flüssigen Tröpfchen zu kondensieren. Aber Kondensation braucht einen Ansatzpunkt, einen sogenannten Kondensationskern. Das sind winzige Partikel in der Luft, staubkörner, meersalzkristalle, Rußpartikel, Pollen, Pilzsporen, sogar Bakterien. Ein einzelner Kondensationskern ist nicht größer als ein paar 100 Nanometer, millionenfach kleiner als das kleinste sichtbare Staubkorn, und doch ist er unverzichtbar. Ohne ihn würde sich Wasserdampf kaum spontan zu Tröpfchen zusammenfinden.

3:50 Ein Kubikzentimeter Wolkenluft enthält typischerweise zwischen 101000 dieser Tröpfchen eine mittelgroße Quellwolke, ein cumulus Humilis, wie er an einem sommerlichen Nachmittag über der Landschaft aufsteigt, enthält in ihrem Gesamtvolumen etwa 500000000 Liter Wasser, flüssiges Wasser, schwebend, unsichtbar in seiner Gesamtheit. Sichtbar nur durch das Streulicht seiner Millionen von Tröpfchen.

4:19 Das Licht in den Wolken Warum sind Wolken weiß? Die Antwort liegt in der Optik und sie ist eleganter, als man zunächst vermuten würde. Sonnenlicht ist weißes Licht, eine Mischung aller sichtbaren Wellenlängen von violett bis rot, wenn dieses Licht auf die winzigen Wassertröpfchen einer Wolke trifft, wird es gestreut. Anders als bei der Streuung durch Gasmoleküle in der Atmosphäre der sogenannten raily Streuung, die für den blauen Himmel verantwortlich ist, streuen Wassertröpfchen alle Wellenlängen des Lichts nahezu gleich stark. Diese Art der Streuung heißt Mii Streuung, benannt nach dem deutschen Physiker Gustav Mi, der sie 1908 mathematisch beschrieb, weil alle Farben gleich stark gestreut werden, erscheint das aus der Wolke

5:11 zurückgeworfene Licht wieder weiß. Die Summe aller Farben, eine frische, dünne Wolke mit kleinen Tröpfchen und niedriger Dichte, ist daher strahlend weiß. Warum werden Wolken dann grau oder dunkel? Je dicker eine Wolkenschicht ist, desto mehr Licht wird absorbiert oder vielfach in alle Richtungen gestreut, bevor es die Unterseite der Wolke erreicht dicke wasserreiche Cumulo Nimbus Wolken können so viel Licht schlucken, dass ihre Unterseite fast schwarz wirkt. Obwohl dieselbe Wolke von oben aus dem Flugzeug betrachtet blendend weiß leuchtet.

5:48 Es ist dieselbe Wolke, nur aus verschiedenen Perspektiven. Und dann sind da die Farben des Himmels bei Sonnenauf und Untergang, wenn das Sonnenlicht in einem flachen Winkel durch die Atmosphäre fällt, legt es einen viel längeren Weg zurück als bei Sonnenhochstand das Kurzwellige blaue Licht wird auf diesem langen Weg vollständig gestreut und zerstreut sich in alle Richtungen. Übrig bleibt das Langwellige rote und orangefarbene Licht, und es trifft auf die Wolken, die sich in diesem Licht in alle Schattierungen von Rosa, Orange, feuerrot und tiefem Violett verwandeln.

6:22 Die Wolkenklassifikation, eine Ordnung des Himmels Menschen haben immer versucht, die Wolken zuordnen, die erste systematische Wolkenklassifikation, die bis heute gültig ist. Stammt von dem britischen Meteorologen Luke Howard, der sie 1803 in seiner Abhandlung On the Modifications of Clouds veröffentlichte.

6:47 Howard verwendete lateinische Begriffe, um die grundlegenden Wolkenformen zu beschreiben und legte damit das Fundament für die moderne Wolkenkunde die Weltorganisation für Meteorologie, kurz WMO, führt heute in ihrem internationalen Wolkenatlas. 10 Grundgattungen von Wolken, die nach ihrer Höhe und Form klassifiziert werden. In der untersten Schicht der Troposphäre bis zu etwa 2 Kilometern Höhe finden sich die tiefen Wolken. Stratus ist eine gleichmäßige, flächige Wolkenschicht, grau, diffus, ohne klare Struktur an trüben Herbsttagen, wenn der Himmel eine einzige graue Decke ist und die Sonne als matter Fleck kaum zu erahnen ist.

7:31 Blickt man auf Stratus. Strato cumulus ist die häufigste Wolkenform der Erde überhaupt. Sie bedeckt im Jahresdurchschnitt etwa ein Viertel der gesamten Erdoberfläche. Sie besteht aus klumpigen, gereihten oder gewellten Wolkenfeldern, oft in schönen, regelmäßigen Mustern angeordnet, in der mittleren Schicht zwischen 2 und 7 Kilometern leben die Altostratus und Alto Cumuluswolken. Alto Stratus ist eine graue bis bläuliche Schicht, die die Sonne wie durch Mattglas erscheinen lässt. Altocumulus bildet charakteristische schäfchenwolken, kleine gerundete Ballen in Reihen oder Wellen, die bei bestimmten Lichtverhältnissen unglaublich plastisch und dreidimensional wirken. In großen Höhen zwischen 7 und

8:20 12 Kilometern und darüber. Entstehen die hohen Wolken, deren Tröpfchen bei diesen Temperaturen oft -40 bis -60 Grad Celsius zu eiskristallen gefroren sind. Cirrus sind die federartigen geschwungenen Schleier, die hohe Windgeschwindigkeiten in den Formen einfrieren. Cirrus Stratus bildet einen milchigen Schleier, durch den Sonne und Mond mit einem Halo, einem leuchtenden Ring, erscheinen Cirrucumulus. Selten und flüchtig bildet das sogenannte Makrelen Himmelsmuster winzige, gleichmäßig verteilte Bällchen wie Fischschuppen.

8:58 Und dann gibt es die vertikalen Wolken, die sich über mehrere Schichten erstrecken, der Cumulus, die klassische Quellwolke des Sommers, weiß aufgetürmt mit flacher Untergrenze und blumenkohlartiger Oberseite, ist das Sinnbild des Schönwetters solange er klein bleibt. Wenn er wächst, sich auftürmt, seine Flanken dunkeln und sein Kopf zu einem Amboss auseinanderfließt, ist er zum cumulo Nimbus geworden, der mächtigsten und gefährlichsten Wolkenform der Erde. Der cumulo Nimbus der Gewitterturm der Cumulo Nimbus ist ein Monument, er kann sich von wenigen 100 Metern über dem Boden bis in die Tropopause erstrecken. Bis in eine Höhe von 12 bis 15 Kilometern, manchmal sogar darüber.

9:48 Sein Volumen kann 100 Tausende von Kubikkilometern umfassen in seinem inneren Rasen Aufwinde mit Geschwindigkeiten von bis zu 300 Kilometern pro Stunde, er enthält Millionen Tonnen Wasser in flüssiger und gefrorener Form, er erzeugt Blitze, Donner, Hagel, Starkregen und manchmal Tornados. Die Elektrodynamik eines Gewitterturms ist komplex und faszinierend. In den heftigen Aufwinden des Cumulo Nimbus werden Eiskristalle und Wassertröpfchen in ständige Kollisionen gezwungen.

10:23 Bei diesen Kollisionen werden elektrische Ladungen getrennt, leichte kleinere Eispartikel werden nach oben getragen und laden sich positiv auf, schwerere Graupelpartikel sinken ab und tragen negative Ladungen. Die Wolke wird zu einem elektrischen Dipol. Ein positiver Pol oben, ein negativer unten. Wenn die Ladungstrennung groß genug wird, entlädt sie sich als Blitz, ein einziger Blitz kann eine elektrische Energie von bis zu einer Milliarde Volt übertragen und das ihn umgebende Plasma auf etwa 30000 Grad Celsius erhitzen. 5 mal heißer als die Oberfläche der Sonne diese schlagartige Erhitzung lässt die Luft explosionsartig ausdehnen, das. Ist der Donner weltweit, schlagen zu jedem Moment etwa 100 Blitze pro Sekunde auf die

11:12 Erde ein. Im Jahr sind das etwa 3 Milliarden Blitze. Diese Entladungen spielen eine wichtige chemische Rolle, sie Spalten Stickstoffmoleküle und ermöglichen die Bildung von Stickoxiden, die in der Atmosphäre und im Boden chemische Prozesse antreiben, darunter die natürliche Stickstoffbindung, die für das Wachstum von Pflanzen essentiell ist.

11:35 Wolken als klimaregulator Wolken sind nicht nur schön, sie sind eine der entscheidendsten Regulierungsinstanzen des Erdklimas und gleichzeitig einer der größten Unsicherheitsfaktoren in der Klimaforschung. Wolken haben 2 gegensätzliche Klimawirkungen, die je nach Wolkentyp unterschiedlich stark ausgeprägt sind.

11:58 Einerseits reflektieren Wolken Sonnenstrahlung zurück in den Weltraum eine Dichte. Tiefe Stratocumulus Decke kann bis zu 80% des einfallenden Sonnenlichts reflektieren. Das kühlt die Erdoberfläche, ein sogenannter Kühleffekt oder albedo Effekt der Begriff Albedo bezeichnet das Rückstrahlvermögen einer Oberfläche ein Wert von 1 bedeutet vollständige Reflexion, ein Wert von 0 vollständige Absorption frischer Schnee hat eine Albedo von etwa 0,8 bis 0,9. Tiefe, dichte Wolken erreichen ähnliche Werte. Andererseits wirken Wolken wie eine Decke. Sie absorbieren die von der Erdoberfläche abgestrahlte Wärme und strahlen einen Teil davon zurück zur Erde. Der sogenannte Treibhauseffekt der Wolken, dünne hohe Eiswolken wie Cirrus sind besonders

12:53 effektive Wärmedämmung, sie lassen Sonnenlicht durchhalten, aber die Wärmeabstrahlung zurück, die Nettoklimawirkung aller Wolken zusammen ist leicht kühlend. Sie kühlen die Erde insgesamt um etwa 20 Watt pro Quadratmeter. Ein bedeutsamer Wert, der zeigt, wie grundlegend Wolken das Energiebudget des Planeten beeinflussen.

13:15 Was den Klimawandel betrifft, stellen Wolken die Klimaforschung vor ihre größte Herausforderung, die Frage lautet, Wie verändern sich Wolken, wenn die Erde wärmer wird, werden es mehr Wolken oder weniger, werden die Wolken höher oder tiefer? Werden tiefe, kühlende Wolken zunehmen oder abnehmen? Forschungsergebnisse der letzten Jahre deuten darauf hin, dass tiefe Wolken, insbesondere die kühlenden Strato cumulus Felder, über den subtropischen Ozeanen bei höheren Temperaturen tendenziell abnehmen, was den Kühleffekt verringert und die Erwärmung verstärkt.

13:49 Eine Modellstudie aus dem Jahr 2019, veröffentlicht im Fachjournal Nature Geo Science. Zeigte, dass bei Co 2 Konzentrationen von etwa dem Dreifachen des vorindustriellen Wertes ein kritischer Schwellenwert erreicht werden könnte, an dem Strato Cumulus decken instabil werden und auseinanderbrechen, was zu einer zusätzlichen Erwärmung von bis zu 8 Grad Celsius führen könnte. Dieses Szenario ist noch Gegenstand aktiver Forschung, aber es verdeutlicht, wie zentral die Wolken für das Klimasystem sind.

14:23 Wolken als Lebensräume Wolken sind nicht nur physikalische und chemische Systeme, sie sind in einem erstaunlichen Sinne auch Lebensräume. Seit den 1980er Jahren wissen Forscherinnen und Forscher, dass lebende Organismen in Wolken vorkommen, Bakterien, Pilzsporen, Algenzellen und Viren wurden in Wolkentröpfchen und in Regenwasser nachgewiesen.

14:48 Einige dieser Mikroorganismen verbringen möglicherweise nicht nur als passive Passagiere Zeit in der Atmosphäre, sondern spielen eine aktive Rolle in der Wolkenphysik. Besonders faszinierend ist die Rolle bestimmter Bakterien als biologische Kondensationskerne das Bakterium Pseudomonas syringae, ein weitverbreiteter Pflanzenpathogen, produziert an seiner außenmembran Proteine, die als außerordentlich effektive eiskristallisierungskeime wirken. Diese Proteine können Wasser bei Temperaturen von -2 bis -5 Grad Celsius zum Gefrieren bringen.

15:23 Deutlich wärmer als die sonst für Eisbildung notwendigen -10 bis -30 Grad. Es gibt Hinweise, dass Pseudomonas syringal und ähnliche Bakterien in der Atmosphäre verbreitet sind und zur Bildung von Wolkentröpfchen und Regen beitragen. Diese Idee, dass Leben aktiv am Wettergeschehen beteiligt ist, dass Bakterien Regen auslösen und Wolken bilden helfen, ist Teil eines größeren Konzepts, das als Biosphäre Atmosphäre Kopplung bekannt ist.

15:52 Die Erde ist kein passives Substrat, auf dem das Leben zufällig gedeiht. Das Leben gestaltet die Erde aktiv mit, ihre Atmosphäre, ihre Chemie, ihr Klima besondere Wolkenphänomene. Neben den 10 Grundgattungen gibt es eine Reihe seltener und außergewöhnlicher Wolkenerscheinungen, die selbst Menschen, die den Himmel gut kennen, in Staunen versetzen. Lentikulariswolken, auch Linsenwolken genannt, entstehen über Bergen und Gebirgszügen, wenn feuchte Luft in stehenden Wellen über ein Hindernis strömt. Sie haben eine flache, Linsenartige oder tellerförmige Gestalt und bleiben, solange der Wind anhält, an einem festen Punkt stationär.

16:36 Sie bewegen sich nicht, obwohl der Wind durch sie hindurch rauscht, ständig kondensiert auf der windseite Wasser, während es auf der Lee Seite verdunstet. Linsenwolken wurden historisch häufig für UFOS gehalten und ihre glatten, symmetrischen Formen sind tatsächlich von unirdischer Perfektion nachtleuchtende Wolken wissenschaftlich als mesosphärische Wolken oder noktilozente Wolken bezeichnet, sind die höchsten Wolken, die auf der Erde vorkommen, die.

17:06 Sie bilden sich in der Mesosphäre in einer Höhe von 75 bis 85 Kilometern weit oberhalb aller gewöhnlichen Wolken. In einer Region, die so kalt und so trocken ist, dass Wolkenbildung eigentlich unmöglich scheint. Und doch entstehen dort im Sommer, wenn die Mesosphäre über den Polen ihre kältesten Temperaturen erreicht, hauchdünne Schleier aus Eiskristallen, man kann sie in der Dämmerung sehen, leuchtend blausilbern, mit filigranen Wellen. Und Schleier mustern, wenn die Sonne gerade unter dem Horizont steht und ihre Strahlen noch in diese extreme Höhe reichen. Noktilozente Wolken wurden erstmals 1885 beschrieben, 2 Jahre nach dem Ausbruch des Krakatau, der atmosphärische Effekte weltweit verursachte.

17:52 Heute werden sie mit zunehmendem Klimawandel in Verbindung gebracht, sie treten häufiger auf und werden in immer niedrigeren Breiten beobachtet. Was auf Veränderungen in der Mesosphäre hindeutet. Mamatuswolken sind eines der ungewöhnlichsten Schauspieler am Himmel. Während normale Wolkenunterseiten flach oder diffus sind, bilden mamatuswolken Ansammlungen von Beutelförmigen hängenden Ausstülpungen wie umgekehrte Seifenblasen oft in großen Feldern von Hunderten von Beuteln gleichzeitig. Sie entstehen vor allem an der Unterseite von Ambosswolken großer Gewitterzellen und zeigen an. Dass in der Wolke intensive Abwinde herrschen. Ihr Anblick ist zugleich bezaubernd und beunruhigend, der Wasserkreislauf, Wolken als

18:39 Mittler Wolken sind das sichtbare Herzstück des globalen Wasserkreislaufs, ohne sie würde das Wasser nicht von den Ozeanen zu den Kontinenten gelangen, es würde nicht in die Gebirge aufsteigen und in Form von Schnee und Gletschern gespeichert werden. Es würde nicht als Regen auf den Waldboden fallen, in den Boden einsickern, die Grundwasserspeicher füllen und die Flüsse speisen.

19:04 Jährlich verdunsten aus den Ozeanen und von der Landoberfläche etwa 496000 Kubikkilometer Wasser, eine Menge, die sich kaum vorstellen lässt. Davon fallen etwa 385000 Kubikkilometer als Niederschlag wieder auf die Ozeane zurück, die Differenz rund 111000 Kubikkilometer pro Jahr ist. Fällt als Niederschlag auf die Landmassen und macht damit das kontinentale Leben möglich.

19:32 Ohne Wolken, ohne den Wasserkreislauf wären die Kontinente Wüsten, das Wasser würde im Meer bleiben, die Landmassen würden austrocknen und das Leben in seiner heutigen Form würde nicht existieren. Wolken sind keine Dekoration des Himmels, Sie sind Lebensversorgungssysteme eine stille Botschaft von oben, wenn du das nächste Mal den Himmel betrachtest. An einem trägen Nachmittag, wenn sich cumulus Wolken über die Landschaft schieben oder in der Dämmerung, wenn der Cirrus in Rosa und Gold leuchtet oder in einer ruhigen Nacht, wenn der Mondschein durch einen Altostratus sickert, dann siehst du nicht nur Wolken, du siehst den Atem der Erde, du siehst Wasser, das aus dem Pazifik aufgestiegen ist und nun über dem Schwarzwald schwebt, bevor

20:21 es als Regen in den Boden fällt, in die Wurzeln einer Eiche einzieht. Und Jahrzehnte später wieder verdunstet. Du siehst Bakterien, die auf Reisen sind, du siehst ein Klimasystem, das im Gleichgewicht hält, was auf der Oberfläche wächst, atmet und lebt. Die Wolken sind das sichtbare Zeichen einer Erde, die funktioniert, eine Atmosphäre, die intakt ist, eines Wasserkreislaufs.

20:47 Der seit hunderten von Millionen Jahren dasselbe Wasser immer wieder von einem Ort zum nächsten trägt, vom Meer in die Wolken, aus den Wolken, in den Regen, aus dem Regen in die Flüsse, aus den Flüssen zurück ins Meer. Dieses System ist nicht unzerstörbar, der Klimawandel verändert die Wolken, ihre Verteilung, ihre Häufigkeit, ihre Höhe, er verändert den Wasserkreislauf, manche Regionen werden feuchter, andere trockener, er verändert die Rückkopplungsschleifen. Die seit Jahrmillionen das Gleichgewicht hielten, unsere Erde, unsere Erde ist das einzige, was wir haben, nicht als abstrakten Besitz, sondern als das Fundament, auf dem alles, was uns wichtig ist, überhaupt möglich ist. Die Wolken über uns erinnern uns

21:31 jeden Tag daran, wenn wir hinschauen und das hinschauen, das verstehen, das Staunen. Es ist der erste Schritt zur Verantwortung, schau öfter nach oben. Das war die heutige Schlafreise durch die Natur. Ich hoffe, du hast dich ein wenig in den Himmel hineintreiben lassen können in die stillen Schleier des Cirrus, in die aufgetürmten Türme des Cumulo Nimbus, in das sanfte Licht, das durch eine Wolkendecke fällt und die Welt weich macht, wenn dir diese Folge gefallen hat, bewerte den Podcast gerne auf deiner Plattform, das hilft uns, weitere Reisen durch die Natur zu unternehmen bis zur nächsten Folge.