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Das Muster des Monats, 04/2011

Muster- und Strukturenratebild, April 2011

Muster des Monats 3/2011; (c) Stephan Matthiesen

Klar, Wolken – doch warum sind sie so hübsch in Streifen angeordnet?

(Zur Erklärung bitte weiterlesen.)

Die Aufnahme entstand um die Mittagszeit am 15. Mai 2008 auf dem Flug von Hamburg nach Helsinki über der südschwedischen Provinz Schonen:

Wolkenstraßen über Schonen; (c) Stephan Matthiesen

Bis dahin war der Flug praktisch vollkommen wolkenlos verlaufen, sodass ich einen wunderbaren Blick über die Inseln der Ostsee hatte. Das folgende Bild hatte ich fast genau 15 Minuten zuvor über der Insel Fehmarn aufgenommen – die gelben Flecken sind blühende Rapsfelder, die in dieser Jahreszeit ganz Schleswig-Holstein, Dänemark und Südschweden Farbe verleihen:

Fehmarn; (c) Stephan Matthiesen

Wolken entstehen generell, wenn feuchte Luft aufsteigt: Da mit der Höhe der Luftdruck nachlässt, dehnt sich die Luft aus und kühlt dabei ab. Der in der Luft vorhandene Wasserdampf, der gasförmig und damit nicht sichtbar ist, kondensiert durch die Abkühlung zu Wassertröpfchen, die dann als Wolken sichtbar werden. An sonnigen Tagen erwärmt sich das Land sehr schnell, die Luft steigt auf und bildet gewöhnlich Schönwetterwolken, die Haufen- oder Cumuluswolken.

Zur Zeit dieser Aufnahmen herrschte eine Hitzewelle; einige Tage zuvor hatten wir in Hamburg das Hafenfest in glühender Hitze bei wohl um die 30°C miterlebt. Niederschläge waren ebenfalls längere Zeit nicht gefallen. Obwohl sich die Luft über dem Land stark erwärmte, war sie offenbar so trocken, dass sich in den meisten Gebieten trotz der Wärme keine Wolken bilden konnten – ganz Schleswig-Holstein (hier die Region um Plön) und Dänemark waren wolkenfrei:

Schleswig-Holstein aus der Luft; (c) Stephan Matthiesen

Wie kam es aber in Schonen zu den sich in west-östlicher Richtung erstreckenden Wolkenstraßen? Bilder, die ich wenige Minuten später über der Ostküste Schonens machen konnte, geben weitere Aufschlüsse (zur Orientierung: Im folgenden Bild liegt ganz am rechten Bildrand die Stadt Åhus):

Wolkenstraßen über Schonen; (c) Stephan Matthiesen

Deutlich ist zu erkennen, dass die Wolkenstraßen genau an der Küste anfangen, während das Meer  wolkenfrei ist. Über der Ostsee ist die Luft zwar feucht, aber da sich das Wasser kaum erwärmt, steigt sie dort nicht auf. Hier treibt jedoch offenbar die feuchtere, kühlere Luft von der Ostsee nach Westen, und wo sie das von der Sonne erwärmte Land erreicht, steigt sie auf und bildet Wolken, die dann weiter ins Binnenland treiben. Der Blick zurück nach Westen, etwa gleichzeitig aufgenommen, zeigt, wie die Wolkenstraßen im Binnenland dann wieder enden:

Wolkenstraßen über Schonen; (c) Stephan Matthiesen

Die Wolken lösen sich in einer gewissen Entfernung von der Küste wieder auf, da sich die feuchtere Meeresluft mit der umgebenden, trockenen Luft über dem Land vermischt. Das letzte Bild der Reihe zeigt nochmals im Überblick, wie die Wolkenstraßen an der Küste entstehen, sich dann eine gewisse Distanz ins Binnenland hinein erstrecken, wo sie dünner werden und sich schließlich auflösen:

Wolkenstraßen über Schonen; (c) Stephan Matthiesen

Doch wenn die Luft an der Küste aufsteigt, warum bildet sie dann nicht eine geschlossene Wolkendecke, sondern diese streifigen Wolkenstraßen? Nun, die Luft kann natürlich nicht überall aufsteigen; vielmehr muss die aufsteigende Luft am Boden auch wieder durch andere Luft ersetzt werden, die aus der Höhe absteigt. Etwas ähnliches kann man beim Kochen von Suppe beobachten, die ebenfalls im Topf an einigen Stellen aufsteigt und an anderen wieder sinkt – es entstehen sogenannte Konvektionszellen. In unserem Wolkenfall finden sich also entlang der Küste abwechselnd Stellen, an denen die Luft aufsteigt (und Wolken bildet), und Stellen, an denen sie sinkt (und die wolkenfrei bleiben). Gleichzeitig weht ein Wind vom Meer ins Landesinnere, und letztlich bewegt sich daher die Luft in Bahnen, die horizontal liegenden Schrauben ähneln. Die Oberseite dieser "Luftschrauben" sind als Wolkenstraßen sichtbar.

In Helsinki war meine Reise übrigens noch nicht zu Ende. Es ging weiter nach Norden, nach Ivalo in Lappland. Hier zwei Bilder vom Landeanflug – ein etwas anderes Klima als die 30°C in Schleswig-Holstein, wie man am Schnee erkennt:

Landeanflug in Ivalo; (c) Stephan Matthiesen

Landeanflug in Ivalo; (c) Stephan Matthiesen

Auch auf diesen Bildern sind wunderschöne Muster in der Landschaft zu sehen – doch da es spät am Abend ist, will ich darüber jetzt nichts schreiben, sondern sie für ein zukünftiges Muster des Monats aufheben (die senkrechte Linie im ersten Bild ist kein Bildfehler, sondern eine Hochspannungsleitung).

Doch auch Ivalo war nicht das Ende der Reise. Ich war auf dem Weg nach Kevo, einer Forschungsstation der Universität Turku, im nördlichsten Zipfel Finnlands, etwa 20 km vor der Grenzstadt Utsjoki. Einfach zu finden: Am Flughafen Ivalo nach links abbiegen, dann drei Stunden lang immer geradeaus fahren. Der Gegenverkehr bestand aus insgesamt drei Autos und zwei Dutzend Rentieren, und da jeder gerne Tiere mag, beende ich diesen Beitrag mit einer solchen Begegnung:

Rentier; (c) Stephan Matthiesen

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