Umwelt, Klima, Erde, Universum

Warum fallen Regentropfen vom Himmel, Wolken aber nicht?

05.01.2023
Kurz und knapp

Eine Wolke besteht aus hunderttausenden Litern Wasser, aufgelöst in Millionen winzigster Tröpfchen. Aufsteigende Warmluft treibt die zehn Mikrometer kleinen Wolkentröpfchen in die Höhe – bis sich durch Vereinigung Regentropfen bilden, die hinreichend schwer sind, dass die Schwerkraft den Aufwind überwiegt und sie herabfallen. Eine erstaunliche Luftnummer.

Auch große Wolken bestehen aus kleinsten Tröpfchen

Eine weiße Schönwetterwolke wiegt bei einer Größe von einem Kubikkilometer gut 1000 Tonnen, wenn man davon ausgeht, dass sie etwa ein Gramm Wasser pro Kubikmeter enthält, also insgesamt rund eine Million Liter. Diese Menge liegt aber eben nicht kompakt, sondern als diffuser Nebel vor – und darum fällt sie auch nicht herunter.

Zoomen wir mal näher heran: In zehn mal zehn Zentimeter Wolke befinden sich bis zu einer Million Tröpfchen – und die wiegen zusammen gerade mal ein Milligramm. Zoomen wir noch näher heran: Ein einzelnes Wolkentröpfchen hat einen Durchmesser von etwa zehn Mikrometern, ist somit schmaler als ein Haar und wiegt ungefähr ein Milliardstel Gramm.

 

Ein Kampf zwischen Gravitation und Auftrieb

Aber selbst hier wirkt die Erdanziehungskraft: Ohne jegliche Luftbewegung würden die Tröpfchen sich wenige Millimeter pro Sekunde abwärts bewegen. Doch das ist nur Theorie, denn meist entstehen Wolken ja dadurch, dass warme, feuchte Luft von der Erdoberfläche aufsteigt und sich dabei abkühlt. Dabei kondensiert die Feuchtigkeit an winzigen Staubpartikeln. Es wird Wärme frei und die Luft steigt noch weiter auf. Und reißt die Wolkentröpfchen mit nach oben. Dies wirkt der zarten Abwärtsbewegung entgegen und übertrifft sie deutlich.

Erst wenn weiter oben der Auftrieb nachlässt und die Schwerkraft die Überhand gewinnt, bewegen sich die Wolkentröpfchen tatsächlich nach unten – und aufeinander zu. Ist die Wolke recht dicht, vereinigen sie sich mit vielen anderen und bilden Eiskristalle oder dicke Regentropfen. Und die sind dann schwer genug, um bis zum Boden zu fallen.

 

Wie schwer ist eine Wolke? Das kann niemand so gut erklären wie Armin Maiwald von der „Sendung mit der Maus“ und ARD-Wetterexperte Sven Plöger.

 

Inspirierende Fragen

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Anonym10.03.2022