Es war kalt, weil die Bettdecke fehlte

Wolken kommen in verschieden Höhen vor, besitzen unterschiedliche Formen und bringen lebensnotwendige Niederschläge. Sie schützen uns im Winterhalbjahr vor Kälte und im Sommer vor zu großer Hitze. Doch was steckt dahinter?

Temperatur ist eine der wichtigsten meteorologischen Größen überhaupt. Für die Öffentlichkeit spielen Angaben über Tiefst- und Höchstwerte der Temperatur neben dem Niederschlag eine wichtige Rolle. Man möchte schließlich wissen, wie man sich anziehen soll und ob man beispielsweise mit Straßenglätte zu rechnen hat.

Strahlung und Wärme

Die Veränderung der Temperatur wird durch folgende Prozesse verursacht: Übergang Wasser-Eis, Übergang Wasser-Dampf und die jeweils dabei frei werdende oder benötigte latente Wärme. Ferner durch fühlbare Wärmeflüsse, Wärme durch Strahlungsfluss und Wärme durch Druckänderung. Der sogenannte Strahlungsfluss setzt sich zusammen aus Einstrahlung der Sonne, Strahlung der Atmosphäre und Rückstrahlung der Erde. Es lässt sich für jeden Ort auf unserem Planeten und für jeden einzelnen Tag, anhand von Neigungswinkel und Rotation der Erde, eine Strahlungskurve berechnen. Und nun kommen die Wolken mit ins Spiel: Sie beeinflussen den Gewinn und den Verlust von Wärme zu jeder Tages- und Jahreszeit.

Wolken sind tagsüber leicht zu beobachten und Merkmale der jeweiligen Wetterlage. Die Veränderung der Form und die Höhe, in der sich die Wolken befinden sind durchaus wichtig, so lassen sich beispielsweise Aussagen über die Wetterentwicklung in den nächsten Stunden an einem Ort treffen, ganz ohne Computer, Smartphone und entsprechende Radar- und Satellitenbilder – gewisse meteorologische Grundkenntnisse oder Erfahrungen vorausgesetzt. Um die Wolkenbeobachtung in ein Vorhersagesystem übertragen zu können, werden sie klassifiziert. Am Tage ist die Beobachtung zumeist einfach, in der Nacht hingegen merklich schwieriger. Satelliten helfen, sind aber nur in Kombination mit Bodenbeobachtungen für etwaige Prognosen zu gebrauchen.

Ab ins Weltall

Doch kommen wir nun zurück zum Thema Wolken und Strahlung: Wolken haben einen enormen Einfluss auf den Strahlungshaushalt unseres Planeten. Zieht an einem heißen Sommertag eine dichte Wolkendecke vor die Sonne, sinkt die Globalstrahlung und es wird schnell spürbar kühler. Dieser Prozess der „Abschirmung“ kann aber auch entgegengesetzt wirken, wie beispielsweise in der vergangenen Nacht. So reflektierte über dem Südwesten Deutschlands eine dichte Wolkendecke die langwelligen Wärmestrahlen zu einem bestimmten Anteil zurück auf den Erdboden und es wurde in tiefen Lagen „nur“ +4 bis 0 Grad kalt. In weiten Teilen Deutschlands zeigte sich in der Nacht zum Samstag der Himmel sternenklar. Es wurde wesentlich kälter, da die terrestrische Wärmestrahlung fast ungehindert ins Weltall entweichen konnte. So sind die -5 Grad in Berlin und -7 Grad in Weimar leicht nachvollziehbare Tiefstwerte. Übrigens sind die Temperaturunterschiede zwischen Tag und Nacht in wolkenarmen Gebieten (Wüsten) viel höher als in wolkenreichen Regionen (Tropen).

Natürlich schirmt nicht jede Wolke Wärme bzw. Kälte gleich gut ab. Entscheidend sind die Mächtigkeit, also die vertikale Ausdehnung der Wolke, sowie die Größe und Anzahl der Wassertröpfchen oder Eiskristalle innerhalb der Wolke.