Was wiegt eine Wolke?

Wolken wirken fluffig, Flugzeuge fliegen mühelos hindurch und nicht mal Vögel bleiben darin hängen. Wie viel Wasser schwebt da über uns und kann man eine Wolke auf die Waage stellen?

Da Wolken sich nicht exakt abgrenzen lassen, berechnen Meteorologen einen Näherungswert, der sich aus der Größe der Wolke, der Wolkenart und der enthaltenen Wassermenge zusammensetzt.

Die Wassermenge berechnet sich aus Größe und Menge der enthaltenen Wasserpartikel. Diese Wassertröpfchen sind normalerweise kleiner als zehn Mikrometer, also kleiner als ein Hundertstel Millimeter. Das ist kleiner als die Wassertropfen aus einem Wasserzerstäuber. In höheren Luftschichten oder bei niedrigeren Temperaturen werden aus den Wassertropfen auch Eis- oder Schneekristalle. Da Eis aber eine geringere Dichte hat als Wasser wiegen die Eiskristalle weniger als Wassertropfen.

Die genaue Größe der Wolke kann nicht exakt berechnet werden. Gerade Regenwolken gehen fließend ineinander über, wir alle kennen den Anblick einer geschlossenen Wolkendecke.

Von Kumulus zu Kumulonimbus

Anhand der Wolkenarten können Meteorologen den Gehalt des Wassers und damit auch das Gewicht berechnen bzw. gut einschätzen. Eine Kumuluswolke, eine typische Schönwetterwolke im Sommer, hat meistens klare Begrenzungen, was die Schätzung vereinfacht. Sie enthält nur ungefähr ein Gramm Wasser pro Kubikmeter. „Ein mittlerer Kumulus kann problemlos einen Kubikkilometer groß sein“, sagt Thomas Leisner, Direktor des Instituts für Meteorologie und Klimaforschung am Karlsruher Institut für Technologie. „Das macht eine Milliarde Kubikmeter mit Wassertropfen, die dann insgesamt 1000 Tonnen wiegen.“ (1) (3). Zum Vergleich: Ein Auto wiegt etwa zwischen 1200 und 1600 kg.

Bei den Kumulonimbuswolken sieht das schon wieder ganz anders aus. Die Gewitterwolken können sich in Mitteleuropa als Zylinder mit 10 Kilometer Durchmesser zu einer Höhe bis ungefähr 11 Kilometer ausdehnen. In den Tropen sind es sogar bis zu 18 Kilometer. Im „Endstadium“ bringt diese typische Gewitterwolke massive Schauer und Hagel. Sie ist auch die Wolkenform von Wirbelstürmen und kann etwa 20 bis 100 Millionen Tonnen Wasser enthalten.

In tropischen Regionen können Wolken aufgrund der wärmeren Luft mehr Wasser speichern. Dann enthalten Wolken bis zu sieben Gramm pro Kubikmeter.

Wolken ernten

Abgesehen von Wettervorhersagen und Regenwarnungen kann man mit dem Wassergehalt von Wolken noch andere Anwendungen berechnen. Das Wasser aus den noch nicht abgeregneten Wolken macht sich die chilenische Stadt Chungungo zu Nutze. Dort wird ein Projekt gefördert, in dem sich in aufgestellten Kunststoffnetzen das Wasser aus den Wolken verfängt und dann an den Netzen abrinnt. Anschließend fließt dieses Wasser über sieben Kilometer lange Rohrleitungen nach Chungungo. Auf diese Weise können täglich bis zu 110.000 Liter Wasser „gemolken“ werden.

Auch in Marokko und anderen Ländern gibt es solche Nebelfanganlagen. Im Süden von Marokko, in einem regenarmen Gebiet, versorgt eine solche Anlage mit einer Auffangfläche von 1.620 m² 15 umliegende Dörfer mit Trinkwasser und liefert an einem nebelreichen Tag bis zu 36.000 Liter Wasser. (2)

(1) spektrum.de
(2) wasserstiftung.de
(3 wissenschaft-im-dialog.de