Wolkenstraßen – warum sich Quellwolken manchmal wie an einer Schnur aufreihen

Wer an einem wechselhaften Tag aufmerksam zum Himmel schaut, entdeckt manchmal ein erstaunlich regelmäßiges Muster: Quellwolken stehen nicht zufällig verteilt am Himmel, sondern bilden lange, nahezu parallele Reihen. Zwischen ihnen liegen blaue Streifen, die sich scheinbar bis zum Horizont ziehen. Solche Strukturen werden als Wolkenstraßen bezeichnet.

Sie gehören zu den besonders anschaulichen Beispielen dafür, dass sich die Atmosphäre trotz ihrer scheinbaren Unordnung nach klaren physikalischen Regeln organisiert. Ursache sind großräumige Luftbewegungen innerhalb der atmosphärischen Grenzschicht. Dabei entstehen nebeneinander Bereiche mit aufsteigender und absinkender Luft. Die Wolken machen diese ansonsten unsichtbare Zirkulation sichtbar.

Kernaussagen

Wolkenstraßen bestehen meistens aus flachen bis mäßig mächtigen Quellwolken, die sich in langen parallelen Reihen anordnen.

Sie entstehen häufig, wenn relativ kalte Luft über eine wärmere Oberfläche strömt. Der Untergrund erwärmt die bodennahe Luft, wodurch diese leichter wird und aufzusteigen beginnt.

Gleichzeitig sorgt Wind dafür, dass sich die entstehenden Luftbewegungen in Strömungsrichtung ausrichten. Es bilden sich langgestreckte Rollen innerhalb der unteren Atmosphäre.

Auf einer Seite einer solchen Rolle steigt Luft auf. Dort können Quellwolken entstehen. Wenige Kilometer daneben sinkt die Luft wieder ab und Wolken lösen sich auf.

Dadurch entstehen abwechselnd bewölkte und wolkenarme Streifen.

Meteorologischer Hintergrund

Die untersten ein bis zwei Kilometer der Atmosphäre werden stark von der Erdoberfläche beeinflusst. Meteorologen bezeichnen diesen Bereich als atmosphärische Grenzschicht.

Scheint die Sonne auf den Boden, erwärmt sich zunächst die Erdoberfläche. Sie gibt anschließend einen Teil dieser Energie an die unmittelbar darüberliegende Luft weiter.

Diese erwärmte Luft besitzt eine geringere Dichte und beginnt aufzusteigen.

An einem nahezu windstillen Tag können daraus einzelne thermische Aufwinde entstehen. Quellwolken verteilen sich dann vergleichsweise unregelmäßig am Himmel.

Weht dagegen in der unteren Atmosphäre ein gleichmäßiger Wind, kann sich die Struktur der Luftbewegungen grundlegend verändern.

Aufsteigende und absinkende Luft organisiert sich unter geeigneten Bedingungen zu langgestreckten Walzen. Diese sogenannten Konvektionsrollen liegen ungefähr parallel zur vorherrschenden Windrichtung.

Man kann sie sich wie riesige, horizontal liegende Rollen vorstellen, die mehrere Kilometer lang sein können.

An der einen Seite einer solchen Rolle bewegt sich die Luft nach oben. Auf der benachbarten Seite sinkt sie wieder ab.

Steigt ausreichend feuchte Luft auf, gelangt sie in Bereiche niedrigeren Luftdrucks. Sie dehnt sich aus und kühlt dabei ab.

Erreicht die Temperatur den Taupunkt, kondensiert Wasserdampf an winzigen Aerosolen. Eine Quellwolke entsteht.

Genau über den Bereichen mit aufsteigender Luft bildet sich deshalb eine Wolkenreihe.

Zwischen zwei solchen Reihen befindet sich dagegen absinkende Luft.

Beim Absinken wird die Luft zusammengedrückt und erwärmt sich. Ihre relative Luftfeuchtigkeit nimmt ab und eventuell vorhandene Wolkentröpfchen verdunsten.

Dadurch entstehen die charakteristischen wolkenfreien Streifen zwischen den Wolkenstraßen.

Besonders gut entwickeln sich solche Strukturen, wenn kalte Luft über eine deutlich wärmere Oberfläche zieht.

Über Nord- und Ostsee lässt sich dieser Effekt im Herbst und Winter häufig beobachten. Das Meer besitzt nach dem Sommer noch relativ hohe Temperaturen, während darüber bereits kalte Luftmassen aus nördlichen Richtungen einströmen können.

Die warme Wasseroberfläche erwärmt die darüberliegende Kaltluft kräftig von unten.

Auf Satellitenbildern erscheinen dann manchmal Hunderte Kilometer lange parallele Wolkenbänder über dem Meer.

Auch über Land können Wolkenstraßen entstehen. Dort verändern Berge, Wälder, Städte und unterschiedliche Bodenoberflächen die Luftströmung jedoch stärker, sodass die regelmäßige Struktur häufig weniger lange erhalten bleibt.

Wolkenstraßen zeigen damit etwas, das wir normalerweise nicht sehen können: die dreidimensionale Bewegung der Luft innerhalb unserer Atmosphäre.

Die Wolken markieren dabei gewissermaßen die Aufwindbereiche.

Schon gewusst?

Wolkenstraßen können weit länger sein, als es vom Boden aus erscheint.

Auf Satellitenbildern lassen sich manche dieser Strukturen über mehrere hundert Kilometer verfolgen.

Besonders spektakulär sind sogenannte „Cloud Streets“ über großen Wasserflächen. Sie entstehen beispielsweise regelmäßig über den Großen Seen Nordamerikas, wenn im Winter sehr kalte Luft über das vergleichsweise warme Wasser strömt.

Ein ähnlicher Mechanismus kann auch über Nord- und Ostsee auftreten.

Interessant ist außerdem die Perspektive eines Beobachters am Boden.

Blickt man genau entlang einer Wolkenstraße, scheinen die einzelnen Quellwolken wie an einer Schnur hintereinander bis zum Horizont zu stehen. Blickt man dagegen quer zur Windrichtung, erkennt man häufig mehrere parallele Wolkenreihen nebeneinander.

Damit kann der Himmel sogar einen Hinweis auf die Windrichtung innerhalb der unteren Atmosphäre geben.

Wolken sind also nicht nur ein Ergebnis des Wetters. Manchmal zeichnen sie die unsichtbaren Strömungen der Atmosphäre so deutlich nach, dass der Himmel selbst zu einer riesigen Wetterkarte wird.