Wolken sind das vertrauteste Naturschauspiel der Welt – und gleichzeitig eines der wissenschaftlich faszinierendsten. Wir tauchen ein in die Physik der Wolkenbildung, die Optik des Himmelslichts, die zehn Wolkengattungen, die Gewalt eines Gewitterturms, die Rolle der Wolken im Klimasystem und ihre überraschende Funktion als Lebensraum für Mikroorganismen.
Wie Wolken entstehen: Kondensation, Kondensationskerne, Sättigungsfeuchte
Warum Wolken weiß oder grau sind: Mie-Streuung vs. Rayleigh-Streuung
Die zehn Wolkengattungen nach der WMO: von Stratus bis Cumulonimbus
Der Cumulonimbus: Elektrodynamik, Blitzbildung und Gewitterphysik
Wolken als Klimaregulator: Albedo-Effekt und Treibhauswirkung
Klimawandel und Wolken: Rückkopplungen und Unsicherheiten
Bakterien in Wolken: Pseudomonas syringae als biologischer Eiskeimbildner
Besondere Wolkenphänomene: Lenticularis, Noctilucent, Mammatus
Wolken im globalen Wasserkreislauf: 496.000 km³ Wasser pro Jahr
Wolkenphysik & Klassifikation
World Meteorological Organization (WMO): International Cloud Atlas (2017): cloudatlas.wmo.int
Wallace, J. M. & Hobbs, P. V. (2006). Atmospheric Science: An Introductory Survey (2. Aufl.). Academic Press.
Howard, L. (1803). On the Modifications of Clouds. J. Taylor. (Historisches Originaldokument der Wolkenklassifikation)
Optik & Lichtstreuung
Mie, G. (1908). Beiträge zur Optik trüber Medien. Annalen der Physik, 330(3), 377–445.
Bohren, C. F. & Huffman, D. R. (1983). Absorption and Scattering of Light by Small Particles. Wiley.
Wolken & Klima
Schneider, T. et al. (2019). Possible climate transitions from breakup of stratocumulus decks under greenhouse warming. Nature Geoscience, 12, 163–167. doi:10.1038/s41561-019-0310-1
IPCC (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Cambridge University Press. ipcc.ch
Biologische Kondensationskerne
Morris, C. E. et al. (2014). Bioprecipitation: a feedback cycle linking Earth history, ecosystem dynamics and land use through biological ice nucleators in the atmosphere. Global Change Biology, 20(2), 341–351. doi:10.1111/gcb.12447
Šantl-Temkiv, T. et al. (2022). Airborne Bacteria in Earth's Atmosphere. FEMS Microbiology Reviews. doi:10.1093/femsre/fuac002
Noctilucente Wolken
Thomas, G. E. & Olivero, J. J. (2001). Noctilucent clouds as possible indicators of global change in the mesosphere. Advances in Space Research, 28(7), 937–946.
DLR – Noctilucente Wolken: dlr.de
Wasserkreislauf
Trenberth, K. E., Smith, L., Qian, T., Dai, A. & Fasullo, J. (2007). Estimates of the Global Water Budget and Its Annual Cycle. Journal of Hydrometeorology, 8(4), 758–769.
UNESCO – Wasserkreislauf: unesco.org/water