Gute Frage: Welche Rolle spielen Wolken für Wetter und Klima?

Um Wettervorhersagen und Klimamodelle zuverlässiger und präziser erstellen zu können, untersuchen Forschende, wie die Vorgänge im Klimasystem und bei den einzelnen Wetterphänomenen ablaufen. Wolken spielen dabei eine wichtige Rolle. Welche Funktionen diese haben, hat uns die Wolkenphysikerin Corinna Hoose vom Institut für Meteorologie und Klimaforschung des KIT erzählt.

Frau Hoose, welche Rolle spielen Wolken für Wetter und Klima?

Wolken haben drei wichtige Funktionen: Sie sind Bestandteil des Wasserkreislaufs, sorgen durch Phasenübergänge, zum Beispiel Gefrieren und Kondensieren, für die Freisetzung von Energie in der Atmosphäre und haben einen enormen Einfluss auf die Strahlungsbilanz der Erde. Den ersten Effekt spürt man als Niederschlag – von leichtem Niesel bis zu Starkregen und Hagel. Im Mittel fallen auf der Erde ungefähr ein Kubikmeter Regen, Schnee oder Hagel pro Quadratmeter Oberfläche und Jahr, und die gleiche Menge verdunstet. Sowohl Niederschlag als auch Verdunstung sind allerdings sehr ungleichmäßig verteilt.

Als Wasserdampf und Wolken wird die Feuchtigkeit in der Atmosphäre transportiert, bis sie zum Beispiel an Gebirgszügen so hoch aufsteigt und abkühlt, dass sich große Tropfen und Eispartikel bilden und zu Boden fallen. Sowohl bei der Kondensation von Flüssigwasser – also der Bildung und dem Wachstum von Wolkentropfen – als auch bei deren Gefrieren werden große Mengen Energie frei, die auf die Aufwinde in den Wolken selbst und in gewissem Grad auf die großräumigen Strömungen Einfluss haben.

Aus dem Weltall ist der dritte Effekt von Wolken deutlich sichtbar: Sie bedecken 60 bis 70 Prozent der Erdoberfläche und sind von oben betrachtet strahlend weiß, das heißt, sie reflektieren das Sonnenlicht und beschatten die Erdoberfläche. Gleichzeitig tragen Wolken aber auch zum natürlichen Treibhauseffekt bei, was daran erkennbar ist, dass sich der Boden in wolkenbedeckten Nächten weniger stark abkühlt als in klaren Nächten. Insgesamt überwiegt aber der abkühlende Effekt von Wolken. Im Klimawandel ändert sich die Wirkung von Wolken auf die Strahlungsbilanz: Wolkenänderungen in den Tropen verstärken die Erwärmung und schwächen sie in den Polargebieten leicht ab.

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