An einem Frühlingssonntag wie heute (noch dazu am Muttertag) will man ja eigentlich einen möglichst wolkenfreien Himmel haben. Und als Astronom hat man zu Wolken sowieso eine ganz spezielle Beziehung und ist froh, wenn sie nicht zu oft den Blick auf den Sternenhimmel verstellen. Trotzdem sind Wolken enorm faszinierende Objekte und wenn auch ab und zu störend, trotzdem von fundamentaler Bedeutung für uns. Wolken sorgen dafür, dass das lebensnotwendige Wasser durch die Atmosphäre und über den Planeten verteilt. Ohne Wolken kein Leben. Und ohne Wolken gäbe es auch dieses beeindruckende Bild nicht:

Es handelt sich hier nicht um ein echtes Bild der Erde. Man sieht hier allerdings echte Daten, die vom NASA-Satelliten Aqua gesammelt worden sind. Zwischen Juli 2002 und heute hat Aqua jeden Tag beobachtet, wo gerade Wolken über der Erde schweben und wo nicht. Aus all diesen Messungen wurde die oben gezeigte Karte der durchschnittlichen Bewölkung erstellt. Dunkelblaue Gebiete waren in den letzten 13 Jahren weitestgehend wolkenfrei; je weißer die Gegend ist, desto öfter war der Himmel dort bewölkt.

Man erkennt dabei schön ein paar grundlegende Eigenschaften unserer Atmosphäre. Drei breite Bewölkungsbänder ziehen sich um die Erde: Eines entlang des Äquators und zwei jeweils 30 Grad nördlich und südlich davon. Sie werden durch die großräumigen Zirkulationsmuster der Luft verursacht, die man Hadley-Zellen nennt. Am Äquator steht die Sonne direkt über der Erdoberfläche; die Lichtstrahlen können also senkrecht einfallen und die Luft stark erwärmen (weswegen es am Äquator im Allgemeinen ja auch heiß ist). Die warme Luft dehnt sich aus, steigt auf, bewegt sich in den höheren Luftschichten nach Norden bzw. Süden, kühlt ab und sinkt wieder nach unten. Am Äquator erzeugt die aufsteigende Luft ein Tiefdruckgebiet, dort wo sie nach unten sinkt herrscht Hochdruck und am Boden bewegt sie sich vom Hoch zurück zum Tief am Äquator.

Man erkennt im Aqua-Bild auch gut, dass sich Wolken über dem Ozean meist vor den Westküsten der Kontinente formen. Das liegt an der Rotationsrichtung der Erde, die das Oberflächenwasser der Meere von den (West)Küsten weg nach Westen drückt. Dadurch steigt dort kühleres Tiefenwasser nach oben, wodurch die Luft abkühlt und sich leichter Wolken bilden können.

Der Blick auf Chile und Nordamerika zeigt außerdem, wie hohe Gebirge die Wolkenbildung beeinflussen können. In Chile sorgen die Anden dafür, dass kaum Wolken die windabgewandte Seite des Gebirgszugs erreichen können. Während sie auf der windzugewandten Seite aufsteigen um die Gipfel zu überwinden, verlieren sie ihre Feuchtigkeit und auf der anderen Seite gibt es Wüsten. Im Fall von Chile und den Anden ist das die Atacama-Wüste (in der sich die Astronomen der Europäischen Südsternwarte über den wolkenfreien Himmel freuen) und in Nordamerika verursachen die Berge der Sierra Nevada mit ihrem Regenschatten das Death Valley.

Im Durchschnitt sind 67 Prozent der Erdoberfläche typischerweise von Wolken bedeckt. Ich wünsche euch noch einen schönen Sonntag und hoffe, ihr verbringt ihn irgendwo auf den restlichen wolkenfreien 33 Prozent!

Kommentare (5)

  1. #1 Andreas Jezek
    Wien
    10. Mai 2015

    Ja, als Astronom ist man wirklich arm, wenn es bewölkt ist! Und noch dazu die Lichtverschmutzung durch die Großstadt. Zum Glück fliegt ja bald das James Webb Space Teleskop, da halten uns nicht mal mehr Staubwolken auf!

  2. #2 Gerrit
    10. Mai 2015

    Drei breite Bewölkungsbänder ziehen sich um die Erde: Eines entlang des Äquators und zwei jeweils 30 Grad nördlich und südlich davon. Sie werden durch die großräumigen Zirkulationsmuster der Luft verursacht, die man Hadley-Zellen nennt.

    Jeweils 30 Grad nördlich und südlich befinden sich die wolkenlosen, subtropischen Hochdruckgürtel, die Teil der Hadley-Zellen sind. Die Wolkenbänder weiter nördlich und südlich sind die Westwindzonen.

  3. #3 meregalli
    10. Mai 2015

    Im Zoom auf Europa fällt u.a. auf, dass die padanische Tiefebene ähnlich sonnenbegünstigt sein soll, wie die iberische Halbinsel. Die häufigen, tristen Nebeltage dort sind aber berüchtigt. Ich nehme an, dass “Aqua” nur Wolkenformationen ab 1000 m Höhe registriert.

  4. #4 Gerrit
    10. Mai 2015

    @meregalli: Meines Wissens ist MODIS Aqua in der Lage Bodennebel zu erkennen. Der Überflug von Aqua findet aber immer gegen 13:30 Ortszeit statt. Um die Zeit hat sich Nebel häufig schon aufgelöst.

    Die Luftverschmutzung in der padanische Tiefebene ist auch recht hoch. Daher dürfte die Konzentration von Aerosolen sehr auch sein. Das sieht man auch auf diesem Satellitenbild (http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Val_padana.jpg). Aerosole und Wolken zu unterscheiden ist extrem schwierig und die “tristen Nebeltage” werden eventuell als Aerosole eingeordnet.

  5. #5 meregalli
    10. Mai 2015

    @ Gerrit: Danke! Über die Luftverschmutzung in diesem industriellen Gebiet gibt es keine Zweifel. Die Nebeltage gab es aber bereits in der Renaissance, das belegen Malereien aus der Zeit. Die Hauptursache für den Nebel ist geographisch-klimatisch bedingt.
    http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/satellitenbild-der-woche-der-po-in-der-nebelsuppe-a-673262.html
    Auf jeden Fall gibt es in Lazio oder Apulien deutlich mehr Sonnentage als in der Poebene,- und das geht aus dem Aqua-Bild nicht hervor.