Wie würde es sich anfühlen, eine Wolke zu berühren? – Violet V., 6 Jahre, Somerville, Massachusetts

Sie wissen vielleicht schon, wie es sich anfühlt, eine Wolke zu berühren, ohne es zu merken.

Wenn Sie jemals an einem nebligen Tag draußen waren, waren Sie im Wesentlichen in einer Wolke, nur eine sehr nahe am Boden statt hoch am Himmel. Nebel und Wolken bestehen beide aus winzigen Wassertropfen – wie die, die Sie manchmal in einer heißen, dampfenden Dusche sehen oder fühlen können.

Wolken bilden sich durch Verdunstung und Kondensation. Wasser in Seen, Flüssen, Ozeanen oder Pfützen verdampft zu Wasserdampf, wenn die Sonne es erwärmt. Sie können Wasser selbst verdampfen, indem Sie es kochen – beobachten Sie, wie es als Dampf verschwindet.

Wie entstehen Wolken?

Wasserdampf, der unsichtbar ist, steigt natürlich von der Erdoberfläche in die Atmosphäre als warme Blasen auf, wie die Blasen, die man in einer Lavalampe aufsteigen sieht. Je höher es geht, desto mehr kühlt es ab, bis schließlich der Wasserdampf wieder zu flüssigem Wasser kondensiert.

Wolken bestehen aus Millionen dieser winzigen flüssigen Wassertröpfchen. Die Tröpfchen streuen die Farben des Sonnenlichts gleichmäßig, wodurch Wolken weiß erscheinen. Obwohl sie wie kuschelige Puffballs aussehen können, kann eine Wolke Ihr Gewicht nicht tragen oder etwas anderes als sich selbst halten.

Der Prozess der Verdampfung und Kondensation in der Atmosphäre ähnelt dem, was in Ihrem Badezimmer passiert, wenn Sie eine heiße Dusche nehmen: Warmes Wasser verdampft und kondensiert dann wieder zu Wasser auf dem kalten Spiegel.

Wasserdampf kondensiert nicht spontan. Es braucht winzige Partikel oder eine Oberfläche – wie Ihr Badezimmerspiegel –, auf der sich ein Tropfen bilden kann. Atmosphärenwissenschaftler wie ich nennen diese winzigen Teilchen Wolkenkondensationskerne, kurz CCN. Diese CCN sind nur Schmutz- oder Staubpartikel, die vom Wind angehoben wurden und in der Atmosphäre herumschweben.

Bedeutet das, dass Orte mit viel Staub und Verschmutzung, wie Städte, mehr Tropfen haben als saubere Orte? Forscher haben mehr winzige Tröpfchen und mehr Wolken in Gebieten gefunden, in denen es viele dieser Wolkenkondensationskerne gibt, während in Gebieten ohne sie weniger Wolken beobachtet werden, wie über dem Ozean oder der Arktis.

Wenn Wolkentröpfchen in der Atmosphäre aufsteigen, sinkt die Lufttemperatur. Die winzigen Wolkentröpfchen beginnen zu gefrieren, wenn die Temperatur unter 32 Grad Fahrenheit (0 Grad Celsius) fällt. Es ist genau der gleiche Prozess wie die Herstellung von Eiswürfeln in einem Gefrierschrank.

Die gefrorenen Tröpfchen sind jetzt Eiskristalle. Sie wachsen weiter an Größe, da sich Wasserdampf in Eis verwandelt und an ihnen haftet. Wissenschaftler nennen diesen Prozess der Umwandlung eines Gases in einen Feststoff „Ablagerung.“ Es schafft die schönen verzweigten Eiskristalle, die Sie in Schneestürmen finden.Stetige Aufwinde von Luft halten diese sehr leichten Wassertröpfchen oder Eiskristalle in der Wolke schweben. Wie verwandeln sie sich in Regen und Schnee und fallen zu Boden? Einfach, sie bündeln ihre Kräfte.

Größere Tröpfchen sammeln kleinere Tröpfchen auf ihrem Weg zum Boden als Regentropfen. Schnee wächst auf ähnliche Weise, wobei die Kristalle aneinander haften. Ihre kleinen Arme können sich zu einer größeren Schneeflocke verzahnen. Wenn Wassertropfen mit Eiskristallen verschmelzen, entsteht Hagel.

Regentropfen wachsen auf ihrem Weg zum Boden, werden schließlich instabil und brechen auf. Der größte Regentropfen, den Forscher gefunden haben, hatte einen Durchmesser von etwa einem Drittel Zoll. Es wurde berichtet, dass einige riesige Schneeflocken einen Durchmesser von bis zu 6 Zoll haben. Und das größte Stück Hagel? Im Jahr 2010 fand jemand in South Dakota einen Hagelstein mit einem Durchmesser von 8 Zoll und machte ein Foto – damit Wissenschaftler wissen, dass es echt war.

Das wäre viel schmerzhafter zu kollidieren als eine dünne Wasserdampfwolke.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.