Wolken aus dem All

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Wolken aus dem All

The Earth is a cradle of the mind, but we cannot live forever in a cradle.
- Konstantin E. Tsiolkovsky

Inhalt

Einführung
Bilder von Wolken aus dem All
Quellen

Siehe auch

Wolken auf dem Mars

Shuttleastronauten sind von den Anblicken der Muster, die die Wolkenoberseiten bei einem Flug in den Weltraum liefern, klar fasziniert, seit jede Mannschaft des Space Shuttle eine bedeutende Anzahl von Fotografien der Wolken aufnimmt. In den letzten beiden Jahren stieg das Interesse an Wolken bedeutend an, da die Wissenschaft die globale Erwärmung und den Treibhauseffekt verstehen will. Anstrengungen zur Vorhersage von klimatischen Veränderungen, die mit der globalen Erwärmung einhergehen, haben zusätzliches Augenmerk auf die Eigenschaften der Wolken beim Erwärmen und Abkühlen gelenkt. Es bietet sich ein komplexes Bild, in das vergleichende Wechselwirkungsmechanismen verquickt sind, und das zur Zeit noch nicht vollständig verstanden wird. Alle Wolken blockieren einen Bruchteil der einfallenden Sonnenstrahlung, und sie absorbieren einen Bruchteil der Hitze, die von der Erde reflektiert wird, wobei ein Gleichgewicht zwischen diesen beiden Prozessen schwer zu quantifizieren ist. Dennoch, das zeitgenössische Denken besagt, daß die niederen Cumuluswolken (wie auf den Bilder Gewitterwolken, Brasilien und Cumulus Wolkenfeld) einen kühlen Effekt auf die Erdoberfläche ausüben, indem sie Hitze zurück in den Raum reflektieren. Im Gegensatz dazu halten die höher liegenden, dünnen Cirruswolken (wie auf den Bildern Jet Stream Cirrus und Jet Stream Cirrus, Saudi Arabien) Hitze gefangen und werfen auf die Erde zurück.

Die augenblicklich verfügbaren Daten legen nahe, daß der Kühleffekt großer Massen von Cumulus Sturmwolken über den Ozeanen in mittleren Breiten das Aufheizen durch hoch liegende Cirruswolken überwiegt, wenn man das Bild gobal betrachtet. Trotzdem besteht auch weiterhin Anlaß zur Sorge, weil viele Modelle der globalen Erwärmung einen Rückgang der schweren Cumulus Sturmwolken in den mittleren Breiten für die Zukunft vorhersagen. Die Menge an hohen Cirruswolken soll demnach in demselben Umfang ansteigen, in dem die Cumuluswolken seltener werden. Wenn klimatische und Umweltveränderungen zu verändertem Wetter und atmosphärischen Mustern führen, die zu diesen Modellen passen, werden solche Veränderungen zu einer weiteren Beschleunigung der globalen Erwärmung führen.

Bilder von Wolken aus dem All

Jet Stream Cirrus
Dieses Foto, aufgenommen aus einer Höhe von etwa 320 Kilometern, zeigt ein Band Cirruswolken, das von einem westlichen Jetstream herrührt, der sich über das Rote Meer vom Sudan bis nach Saudi Arabien erstreckt. Die enthaltene Einheitlichkeit der Wolkenformation spiegelt die schmale Jetstreambewegung wider, die sich von links nach rechts durch die Abbildung bewegt. Das Shuttlefoto zeigt, daß das Wolkenband eine Reihe getrennter und präsize ausgedehnter Rollwolken enthält. Diese entstehen durch die rollende Bewegung im oberen Luftstrom. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #13-32-1099)

Gewitterfront in Florida
Dieses spektakuläre, leicht geneigt aufgenommene Foto zeigt eine konvektive Gewitterfront, die gemeinsam mit einer vorbeiziehenden Kaltfront über Florida auftritt. Ein Schatten von der Höhe der Gewitterwolken, der vom frühen Morgenlicht geworfen wird, ist durch das Bild von Südwest nach Nordost verlaufend zu erkennen. Die Wolken in diesem Sturmsystem erheben sich auf etwa 16.500 Meter. Die V-förmige Wolkenstruktur geht normalerweise mit einer Kaltfront einher, die den Golf von Mexiko und Florida im späten Winter oder im beginnenden Frühling überquert. Starke Gewitter und Tornados treten gewöhnlich mit dieser Art Sturmsystem auf. Zu der Zeit, in der das Foto aufgenommen wurde, meldeten Wetterstationen überall in Florida schwere Gewitter, starke Winde, Hagel, wolkenbruchartige Regenfälle sowie zahlreiche Tornados. (Mit freundlicher Genehmigung durch die NASA)

Gewitterwolken, Brasilien
Diese Cumulus-Gewitterwolken nahe São Paulo, Brasilien, wurden von der Mannschaft der STS 41-B Mannschaft fotografiert, als sie sich fast direkt darüber befand. Diese Perspektive vermittelt einen Eindruck von der Energie, die diese Wolkentürme in die Höhe schießen läßt. Die reduzierte Perspektive, die aus der fast vertikalen Ansicht resultiert, verdeckt trotz der hervorragenden Sicht den Umstand, daß sich umfangreiche Gewitterwolken bis zu einer Höhe von 18.000 Metern auftürmen können. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #11-41-2343)

Cumuluswolken
Die STS 41-B Mannschaft nahm dieses schräge Foto nur wenige Augenblicke nach dem Bild davor auf. Einige vollständiger entwickelte Gewitterwolken des selben brasilianischen Sturms sind gut zu erkennen. Wenn die aufsteigenden Cumulussäulen auf die Tropopause, oder den Grund der Stratosphäre, bei etwa 15.000 Metern Höhe treffen, stoßen sie an ihre Grenzen und können nicht weiter durch Konvektion aufsteigen. Die stabile Temperatur in der Stratosphäre unterdrückt einen weiteren Aufstieg der Feuchtigkeit, die von den Temperaturunterschieden von 5 bis 6,8 Grad pro Kilometer durch die Troposphäre aufgetrieben wurde. Stattdessen verzweigen sich die Eiswolken horizontal in die ausgedehnten Cirrusköpfe, die auf diesem Foto zu sehen sind, und bilden dabei die „Amboßköpfe“, die wir vom Boden aus identifizieren. Die feineren, federartigen Entwicklungen um die Ränder von manchen Gewitterwolken stellen Frost dar - Wasserdampf der Wolken verwandelt sich in großen Höhen zu Eis. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #11-41-2347)

Wolkengrenze, Beringsee
Alles, was auf diesem Foto auszumachen ist, ist eine Wolke, die sich über hunderte von Kilometern bis zum Horizont der Erde erstreckt, und doch erzählt sie uns manches über das darunter liegende Wasser der Beringsee. Die Linie oder Wolkengrenze, die diagonal durch den Ausschnitt verläuft, mit dichten und dicken Wolken zur Rechten und dünneren, weiter aufgebrochenen Wolken zur Linken spiegelt die Grenzen der Meeresströmungen wider. Ein Unterschied der Wassertemperaturen auf beiden Seiten der Grenze drückt sich in den Wolkenformationen aus, die darüber kondensieren. Die deutliche Wolkengrenze erstreckt sich auf dem Foto über 800 bis 960 Kilometer. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #17-41-058)

Küstenstrom, Namibia
Manchmal bildet in bestimmten Gegenden der Welt kondensierende Feuchtigkeit aus Meeresströmen Wolken, die über Monate starr oberhalb des Stroms verharren. Dieses Beispiel zeigt Wolken, die über dem kühlen Benguelastrom hängen, der sich entlang der Atlantikküste des südwestlichen Afrikas nordwärts bewegt. Es ist schon interessant, daß obwohl der Ozean dick wolkenverhangen ist und die Wolken gegen die Küste züngeln, sie doch niemals die Küstenlinie überschreiten. Die rosafarbene Namibwüste ist einer der trockensten Orte auf Erden, was nur bestätigt, daß die Wolke, die mit dem Meeresstrom einhergeht, niemals ihre vorherbestimmte Route verläßt. Tatsächlich beheimatet die Namib einzigartige Bewohner - Insekten mit speziellen Beinhaaren, die den Dunst vom Morgentau aufnehmen können - eine merkwürdige Ironie des Lebens auf der Erde, wo feuchtigkeitsbeladene Wolken doch so nahe sind. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #25-46-076)

Einzigartige Wolkenbahnen, Oman
Diese dünnen Reihen von Wolken oder „Wolkenbahnen“ wurden von verschiedenen Shuttlemannschaften als „Wahrzeichen“ erkannt. Diese einzigartige Wolkenformation vor dem Oman ist zu bestimmten Zeiten im Jahr praktisch konstant. Die Wolken entstehen durch einen kleinen Wirbel im niedrigen Luftstrom. An dieser Stelle gibt es fast keinen Unterschied zwischen der Wasser- und der Lufttemperatur, aber der Luftzug könnte auf ein Erhitzen des Somlistroms zurückgehen. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #2-10-649)

Jetstream Cirrus, Saudi Arabien
Diese Folge von Cirruswolken ist als „Rollenwolken“ bekannt, weil sie von den Luftströmungen aus dem Jetstream über Saudi Arabien und dem Roten Meer zu dichten Rollen modelliert werden. Die Abstände zwischen den Kämmen der Wolkenbänder können dazu verwendet werden, die Geschwindigkeit des Jetstreams zu bestimmen. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #13-32-1159)

Jetstream Konvergenz
Dieses Foto, aufgenommen über Namibia, enthüllt einen weiteren Effekt von Jetstreams. Hier treffen zwei Jetstreams auf einander; eine Wolke hat sich im Korridor zwischen den Jetstreams gebildet. Turbulenz entlang der Grenzen des Jetstream könnte die scharfen Kanten erklären. Der Punkt, in dem die beiden Luftströme auf einander treffen, wird mit diesem Foto präzise bestimmt. Schatten markieren die Wolkenkanten vor dem sonnenüberfluteten namibischen Hintergrund. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #13-31-092)

Wolkenstraßen, Tiladumati Atoll, Malediven
Kleine Cumuluswolken ordnen sich häufig unter stabilen Luftverhältnissen in parallelen Reihen oder „Wolkenstraßen“ an. Diese Wolkenstraßen über den Riffs der Malediven im Indischen Ozean verraten die herrschende Windrichtung, sie liegen parallel zum Wind. Luftturbulenzen, die von den windzugewandten Teilen der Inseln nach oben gedrückt werden, bewirken die Wolkenbildung in Windrichtung. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #13-35-1459)

Inselverwirbelung, Hawaii
Die Kombination aus warmen Wassertemperaturen und hunderten von Quadratkilometern Ozean, die nicht von Landmassen unterbrochen werden, resultiert zur Entstehung von regulären Cumulus- und Stratocumuluswolken.Im Pazifischen Ozean treibt der Passat die Wolken von Ost nach West über den Ozean. Wird der Luftstrom von hoch genug aufragenden Landmassen wie der Großen Insel von Hawaii unterbrochen, werden die stabilen Wolkenmuster durchbrochen und die Wolken teilen sich, um die Insel zu passieren, in einen weiten Bogen und bilden eine „Inselverwirbelung“. Zusätzlich zur Darstellung, wie anmutig die Wolken die vulkanischen Erhebungen Hawaiis umrunden, zeigt das Bild außerdem, wie die herrschende Windrichtung diktiert, daß der Norden und der Nordosten der Inseln feuchter und häufiger unter Wolken liegt als die Westseite. Die Wolken regnen auf den flachen Grund ab, bevor sie sich teilen und auf die See hinausdriften, sobald sie auf die Kohalaberge und Mauna Kea mit seinem Gipfel in 4.205 Metern Höhe treffen. (Courtesy LPI/NASA. Picture #25-47-016)

Wolkenschweif, Tanasee
Inseln oder ein Hochland, das sich über seine Umgebung erhebt, können sowohl „Schweife“ wie auch „Verwirbelungen“ bewirken. Shuttleastronauten haben häufig die Insel Dek im Tanasee, Äthiopien, dem Ursprung des Blauen Nils, mit einem gut entwickelten Wolkenschweif beobachtet. Dies tritt auf, wenn eine Landmasse den Luftstrom stört und windabwärts für Turbulenzen sorgt, die wiederum Kondensation begünstigen. Der See befindet sich 1.800 Meter über Meereshöhe. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #27-38-003)

Offene Zellen über dem Ozean
Formationen aus offenen Zellen wie diesen sind häufig über den Meeren zu finden. Die Zellen links im Bild sind dichter als die zur Rechten, was vermuten läßt, daß die Wassertemperatur dort wärmer wird. Durch das Ansehen dieses Fotos, einer Untersuchung der Wasserfarbe und der Wolkendichte könnte ein Experte Auskunft darüber geben, um welchen Ozean es sich handelt, zu welcher Jahreszeit das Bild aufgenommen wurde und wie hoch die Temperatur des sich darunter befindenden Wassers ist. Dieses Bild wurde über dem Indischen Ozean, nördlich von Australien, aufgenommen. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #11-37-1875)

Antizyklonische Wolken
Dieses Windrad aus antizyklonischen Wolken wurde von der STS 41-B-Mannschaft über der südlichen Hemisphäre des Pazifischen Ozeans fotografiert. Die Bodenwindgeschwindigkeiten in der Mitte dieses Wirbelsturmsystems erreichen 80 Kilometer pro Stunde. Wirbelstürme auf der Nordhalbkugel produzieren Spiralwolken im Uhrzeigersinn, während Stürme in südlichen Breiten Wolkenbewegungen entgegen dem Uhrzeigersinn aufweisen. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #11-45-2834)

Das Auge des Hurricane Kamysi
Während der Reperatur des Solar Maximum Satelliten hatten die Astronauten eine exzellente Gelegenheit, auf das Auge des Hurricane Kamysi über dem Indischen Ozean herabzublicken. Das klare blaue Wasser ist durch das Auge des Hurricane zu sehen, und die Astronauten berichteten, daß sie sogar die Wellen darunter erkennen konnten. Unglücklicherweise war dies nicht auf den Film in der Kamera zu bannen. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #13-35-1499)

Der Typhoon Odessa
Odessa war eines der stärksten Wirbelsturmmuster, das Shuttleastronauten bis heute zu Gesicht bekamen, und er hatte ein hervorragend eng geformtes Auge. Je enger das Auge zusammengedrückt wird, umso stärker sind die Winde darunter. Die Mission STS 51-1 wurde als die Mission der Hurricanes bekannt, indem sie nicht weniger als vier Wirbelsturmsysteme um den Erdball verfolgte. Livebilder der Discovery vom Hurricane Elena im Golf von Mexiko wurden von Mission Control in Houston direkt in das National Hurricane Center in Florida übertragen, wo sie mit den Daten von herkömmlichen Wettersatelliten und hochfliegenden Flugzeugen in Einklang gebracht wurden. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #27-35-077)

Das Auge des Typhoon Yuri
Diese spektakuläre, leicht geneigte Aufnahme zeigt das schüsselförmige Auge (Mitte des Bildes) des Typhoon Yuri im westlichen pazifischen Ozean knapp nördlich der nördlichen Marianneninseln. Der Rand des Auges reicht bis knapp über den Meeresspiegel, eine Höhe von annähernd 13.800 Metern. In diesem Falle ist das Auge voll Wolken, aber häufig ist die Wasseroberfläche durch das Auge hindurch zu sehen. Yuri wuchs auf den Status eines Supertyphoons an, mit Winden, die auf 270 Kilometer pro Stunde, in Böen sogar auf bis zu 320 Stundenkilometer geschätzt wurden. Der Sturm bewegte sich westwärts auf die philippinischen Inseln zu, bevor er sich in nordöstliche bis nördliche Richtung in den Pazifik abwandte und so jede größere Landmasse mied. (Mit freundlicher Genehmigung durch die NASA)

Sonnenaufgang
Space-Shuttle-Mannschaften sehen einen Sonnenauf- oder -untergang alle 45 Minuten, wenn sie bei einer Geschwindigkeit von 27.300 Kilometern pro Stunde die Erde umkreisen, wobei sie pro Sekunde 6,4 Kilometer Oberfläche überqueren. Aus ihrer einzigartigen Perspektive können sie klar unterschiedliche Farbbänder bei Sonnenaufgang erkennen. Hoch aufragende Cumuluswolken, die sich oben in Amboßkopfcirrus aufteilen, sind als schwarze Schatten gegen den sonnenhellen Horizont zu sehen. Die Helligkeit der Farben in der Atmosphäre gehen auf diesem Foto, das über dem südlichen chinesischen Meer aufgenommen wurde, auf Staubansammlungen zurück. In den äquatorialen Regionen sind größere Staubkonzentrationen zu finden. Es gibt verschiedene Quellen für den Staub in diesen Höhen. Viele Staubstürme in Afrika, verstärkt von den jahrelangen Dürreperioden, sind dafür verantwortlich, daß riesige Mengen Staub in letzter Zeit in der Atmosphäre aufstiegen. Aschewolken von größeren vulkanischen Eruptionen haben einen ähnlichen Effekt. Die kürzliche Diskussion über klimatische und Umweltauswirkungen eines „nuklearen Winters“ auf die Verschmutzung der oberen Atmosphäre hat von den atmosphärischen Effekten von katastrophalen vulkanischen Eruptionen abgelenkt. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #14-32-014)

Rand zwischen Wettersystemen
Die Discovery-Mannschaft fotografierte diesen sehr abgesetzten Streifen, der auf einer Länge von mehreren hundert Kilometern durch die Qolken verläuft. Zwei Wettersystemen gleiten wie Krustenplatten an der Erdoberfläche an einander vorbei. Das eine oben auf dem Foto (geografisch im Norden) steigt leicht auf und bewegt sich langsam Richtung Norden, während sich das System unten im Bild westwärts bewegt und in Verbindung mit einem Zyklon in mehreren hundert Kilometern Entfernung einen leichten Bogen in Südrichtung macht. Die winzigen Kaltwasserwirbel an den Grenzen der beiden Wettersysteme deuten darauf hin, daß unter der Wolkenlücke ein Strom Kaltwasser verläuft, der sich in einem Strom kühler Luft zwischen den beiden Wolkenmassen widerspiegelt. (Mit freundlicher Genehmigung durch LPI/NASA. Bild #25-31-011)