Cumulus

 

 

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Cumulus humilis (Schnwetterwolken)

Cumulus (Abk.: Cu) bezeichnet einen Wolkentyp mit groer vertikaler Erstreckung. Umgangssprachlich wird sie treffend Haufenwolke oder Quellwolke genannt. Die klassische, unverwechselbare 껧lumenkohlwolke mit ihrer flachen Unterseite und strahlend weien Blumenkohlkpfen auf der Oberseite besteht aus Wassertrpfchen und ist in den unteren Wolkenstockwerken anzutreffen.

Cumuluswolken treten hufig bei schnem Wetter auf, wenn die Luft etwas feuchter ist. Sie entstehen durch lokal begrenzten Aufwind, also durch Thermik oder orografisch bedingten Hangaufwind. Die entsprechende Luftmasse steigt auf, dehnt sich aus und khlt dabei ab. Dies ist im Kapitel Adiabasie eingehend dargestellt. Die Bildung von Wolken wird im Kapitel Niederschlag nher erlutert.

Ab einer bestimmten Hhe, wenn nmlich der Taupunkt erreicht ist, kondensiert die mitgefhrte Feuchtigkeit. Aus diesem Grund ist die Unterseite der Cumuluswolken flach und auch die Unterseiten der Wolken in der Umgebung befinden sich gleiche Wetterverhltnisse bzw. Luftschichtung vorausgesetzt etwa in der gleichen Hhe. Die flache Unterseite der Wolken kennzeichnet damit das Kondensationsniveau.

Fr Segelflieger, Gleitschirm- und Hngegleiterpiloten sind Cumuli daher gute Anzeiger von Aufwinden.

 

Erscheinungsformen

Cumuluswolken (Cu) sind in sich dichte und deutlich voneinander abgegrenzte Wolken. Stratocumulus-Wolken haben dagegen eine eher zusammengewachsene Struktur. Typische Cumulus-Wolken weisen an der Unterseite eine relativ glatte, horizontale Grenze auf, die teils schattig und verhltnism癌ig dunkel erscheint. Darber wlben sich dann die bauschigen und schneeweien 껧lumenkohlkpfe. Die Unterkante der Wolke kann bei entsprechend hohem Wasserdampfgehalt der Luft und entsprechendem Temperaturverlauf bereits in wenigen hundert oder erst in tausend und mehr Metern Hhe ber dem Erdboden liegen. Der bei aufgelockerter Bewlkung von der Sonne leuchtend wei beschienene obere Bereich befindet sich meist noch im tiefsten der drei Wolkenstockwerke, nmlich in einer Hhe zwischen 600 m und 2 km, kann aber auch (wie bei Cumulus congestus) bis zu 6 km in die Hhe reichen. Als Quellwolken mit hoher vertikaler Mchtigkeit zeugen sie von den darin herrschenden starken Aufwrtsbewegungen der Luft.

Cumulus-Wolken sind reine Wasserwolken (im Gegensatz zu den Eiswolken hherer Regionen) und weisen in ihrem Inneren Temperaturen von −10 캜 bis 0 캜 auf.

In der Meteorologie werden ihrer Gr秤e nach vier Arten von Cumulus-Wolken unterschieden:

Cumulus humilis (Cu hum) sind die kleinsten Vertreter ihrer Art. Es handelt sich um kleine, flockige und meistens grorumig auftretende Schnwetterwolken. Sie entstehen bei relativ schwacher Konvektion und haben deshalb nur eine geringe Hhenausdehnung (600 m - 1 km). Dem Betrachter erscheinen sie vom Erdboden aus meist breiter als hoch.

Cumulus humilis (Schnwetterwolken)

Cumulus mediocris (Cu med) sind mittelhohe (600 m - 1,2 km) Wolkenhaufen. Sie bilden meist die kurzlebige bergangsform zwischen dem geringer entwickelten C. humilis und dem strker aufgequollenen C. congestus und weisen nur schwache Quellungen an der Oberseite auf. Dieses Stadium der Wolkenentwicklung wird in Mitteleuropa in der Regel erst am Nachmittag erreicht. Sie sind oft nach einem Kaltfrontdurchgang sichtbar. Je frher diese Entwicklung eintritt, desto gr秤er ist die Wahrscheinlichkeit, da ein Gewitter folgt. Vom Erdboden aus scheinen diese Wolken ebenso hoch wie breit.

Cumulus mediocris

Cumulus congestus (Cu con) stellen in der Entwicklung der Haufenwolken das nchste Stadium dar. Man erkennt sie an maig aufgeblhten Gipfeln und scharfen Umrissen, wobei die Wolke wegen der darin herrschenden starken Konvektionsstrme in Hhen bis zu 6 km reicht, weshalb C. congestus vom Erdboden aus hher als breit erscheint. Eine nachhaltige Wetterverschlechterung mit Schauern und Windben ist in Mitteleuropa binnen weniger Stunden zu erwarten, wenn Congestuswolken aus sdwestlicher Richtung heranziehen. Sie knnen auch die Vorstufe eines Cumulonimbus (Cb) bilden, einer der typisch sommerlichen Gewitterwolken, die einen typischen amboartigen Ausbruch am Oberrand aufweisen.

In der Luftfahrt werden Cumulus congestus auch als Towering Cumulus (TCU) bezeichnet.

Cumulus congestus

Cumulus fractus (Cu fra) ist das Ergebnis, wenn bei strkerem Wind Haufenwolken auseinander gerissen werden und bezeichnet Wolkenfetzen, die rasch und mit sich stndig ndernden Umrissen ber den Himmel getrieben werden. Ein typisches Beispiel fr einen solchen Fracto-Cumulus ist die Rotorwolke im Bereich von Leewellen.

Cumulus fractus

 

 

Unterscheidung von anderen Wolkenarten

Bei entsprechender Wetterlage knnen kleine Cumulus-Wolken mitunter derart zahlreich sein und so dicht beieinander liegen, da sie wie eine Schicht aus Stratocumulus- oder Altocumulus-Wolken aussehen. Dieses Bild ergibt sich insbesondere, wenn sie in Horizontnhe beobachtet werden. Es handelt sich aber um Cu, wenn und solange ihre Oberseiten noch "blumenkohlfrmig" aufgewlbt und die Unterseiten der einzelnen Wolken nicht zusammengewachsen sind. Sc hat dagegen immer eine abgeflachte Oberseite. Erst wenn die Unterseiten der Cu-Wolken zusammenwachsen und sich ihre Oberseiten abflachen sind, handelt es sich um Sc.

Eine ausladende Cu-Wolke, unter der sich der Beobachter befindet und aus der mglicherweise sogar Niederschlag fllt, kann u.U. mit Altostratus oder Nimbostratus verwechselt werden. Hier bildet aber der Niederschlagscharakter das geeignete Unterscheidungsmerkmal. Handelt es sich nmlich um  schauerartigen Niederschlag, handelt es sich um eine Cu-Wolke.

Cumulonimbus (Cb) entwickelt sich bei entsprechenden Bedingungen hufig aus Cu-Wolken. Deshalb ist es mitunter schwierig, eine Cu-Wolke mit starker Vertikalentwicklung von einem Cb zu unterscheiden. Solange die sich auftrmenden Wolkenteile scharf abgegrenzt sind und keine faserigen oder streifigen Strukturen erkennbar sind, wird es sich zumeist noch um eine Cu-Wolke handeln, falls nicht Blitz, Donner oder Hagel eine eindeutige Bestimmung als Cb ermglichen.

Zerfetzter Cumulus (Cu fra) l癌t sich von Stratus-Fetzen dadurch unterscheiden, da er meist eine gr秤ere vertikale Ausdehnung besitzt und hufig auch heller und weniger durchsichtig aussieht. Zerfetzter Cu hat auerdem manchmal abgerundete oder aufgewlbte Oberseiten, welche bei St-Fetzen stets fehlen.

 

Bedeutung fr die Wettervorhersage

An strahlungsreichen Tagen entwickeln sich oft schon am Vormittag kleinere Cu-Wolken von geringer bis m癌iger vertikaler Ausdehnung - die bekannten Schnwettercumuli (Cu humilis). Verbleiben sie in diesem Stadium, wird es auch bei dem schnen Wetter bleiben, vorausgesetzt, es treten darber keine anderen Wolken auf. Abends fallen diese Schnwettercumuli wegen der abnehmenden Konvektion in sich zusammen und lsen sch auf.

Stehen Cumuli allerdings schon am frhen Morgen am Himmel, kann davon ausgegangen werden, da sich spter Gewitter bilden werden. Normalerweise bilden sich Cu-Wolken wegen ihrer Entstehung durch die Thermik nmlich erst im weiteren Tagesverlauf, wenn die Sonne den Boden gengend aufgeheizt hat. Trmen sich Cu-Wolken immer weiter in die Hhe (congestus) ist das ein "Frhwarnsystem", ihre weitere Entwicklung genau zu verfolgen. Bei gengend hoher Luftfeuchtigkeit und entsprechender Konvektion knnen sich sich aus den Cumuli dann recht schnell Cumulonimbuswolken (Cb) mit allen Begleiterscheinungen entwickeln. Sind die Wolken eher kugelig, ist nicht gengend Luftfeuchtigkeit fr die Gewitterbildung vorhanden oder Sperrschichten verhindern ihre weitere vertikale Ausdehnung. Aus mchtigen Cumulus congestus kann es auch regnen, allerdings nur in geringen Mengen und nicht anhaltend. Es kommen dabei weder Blitz noch Donner vor.

Ohne wesentliche Sonneneinstrahlung sowie abends oder nachts aufkommende und stark in die Hhe quellende Cu-Wolken sind zumeist ein Hinweis auf eine herannahende Kaltfront oder einen heranziehenden Trog mit Schauern und Gewittern.

 

Wolkenstrae

Bildung von Wolkenstraen

Wolkenstrae

Als Wolkenstrae bezeichnet man hintereinander bnderfrmig auftretende Haufenwolken (meist  Cumuli). Sie sind in Windrichtung angeordnet. Sie markieren bei ausreichender Luftfeuchtigkeit Wirbel mit horizontaler Achse, ber deren aufsteigenden Luftbewegungen sich die Wolken bilden. Ursache der Wirbelrollen und somit der Wolkenstraen ist die Verknpfung von thermischer Konvektion und Windscherung. Wolkenstraen bilden sich bei Zufuhr klterer Luft ber dem Flachland oder flachem Hgelland oder ber See parallel zur Windrichtung. Sie entstehen dann, wenn die Windgeschwindigkeit mit der Hhe bei gleichbleibender Windrichtung zunimmt, das Windmaximum sich etwa im oberen Drittel der Basishhe befindet und eine Inversion oberhalb des Kondensationsniveaus den ungehemmten Aufstieg der Wolken bremst.

Sie werden besonders hufig bei sog. Kaltluftausbrchen ber dem Meer beobachtet, wo sie sich ber einige hundert Kilometer in Windrichtung erstrecken knnen. Sie knnen sich aber auch im Flachland ber mehrere hundert Kilometer erstrecken und sind auf Satellitenbildern gut zu erkennen. Der Abstand zwischen benachbarten Wolkenstraen betrgt im Durchschnitt 3 - 5 km. Die vertikale Entwicklung der Konvektionsstrme erstreckt sich auf eine Hhe von 1.500 bis 2.500 m, denn diese wird durch eine  Inversionsschicht begrenzt.

Da Wolkenstraen ein konstantes Aufwindfeld aufweisen, bietet diese Form organisierter Konvektion fr Segelflieger ideale Voraussetzung fr Schnell- und Streckenflge.

 

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