Wolkenbildung bei mehr als 100 Prozent relativer Luftfeuchtigkeit

Das passiert dann, wenn die Atmosphäre relativ gleichmäßig geschichtet ist. Wolken entstehen vereinfacht gesagt, wenn die relative Luftfeuchtigkeit höher ist als 100 Prozent. Dann nämlich ist die Luft wasserdampfgesättigt. Damit keine Missverständnisse entstehen: Wasserdampf ist unsichtbar. Es ist also eben gerade nicht das, was man sieht, wenn z.B. ein Topf mit heißem Wasser "dampft". Sondern das, was wir umgangssprachlich als "Dampf" bezeichnen, sind in Wirklichkeit flüssige Tröpfchen in der Luft. Aber Wasserdampf ist gasförmig. Wenn Wasser irgendwo verdunstet, kann die Luft eine bestimmte Menge Wasser in Gasform aufnehmen. Wenn diese Menge überschritten ist, fängt das Wasser an zu kondensieren. 

Vom unsichtbaren Dampf zum sichtbaren Tröpfchen

Wenn man von 100 Prozent Luftfeuchtigkeit spricht, ist das genau diese Grenze zwischen einem Zustand, in dem die Luft Wasserdampf nur in Gasform enthält und dem Zustand, in dem sich Tröpfchen und somit Nebel oder Wolken bilden. Jetzt kommt aber der nächste Faktor ins Spiel, nämlich die Temperatur: Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen, ohne zu kondensieren. Das macht ganz schön was aus:

• Hat die Luft eine Temperatur von 0°C, dann kann sie nur 5 Gramm Wasser pro Kubikmeter  aufnehmen. Sobald weiterer Wasserdampf dazukommt, bildet sich Nebel – so haben wir etwa an Novembertagen vielerorts Frühnebel.
• Steigt die Lufttemperatur dagegen auf 20°C, kann sie mehr als die dreifache Menge Wasserdampf speichern.

Wolken entstehen, wenn Luft abkühlt

Damit wird klar, warum sich Wolken entstehen: Sie bilden sich fast immer dann, wenn Luft abkühlt. Je kühler sie wird, desto weniger ist sie in der Lage, Wasserdampf gasförmig zu halten. An der absoluten Wassermenge in der Luft muss sich dann nämlich gar nichts ändern. Die Abkühlung alleine reicht, damit die Luftmasse den Sättigungspunkt erreicht und sich Tröpfchen bilden. Jetzt zurück zu den Wolken, die scheinbar unten "abgeschnitten" sind. Die kann man relativ einfach erklären: Stellen wir uns vor, die Sonne erwärmt die Luft am Boden. Diese Luft nimmt aus dem Boden  eine bestimmte Menge Wasser auf. Weil sie warm ist, steigt sie auf. Und je höher sie aufsteigt, desto mehr kühlt sie ab. Im Schnitt um 1°C pro 100 Meter. In 2.000 Metern Höhe ist sie also um 20°C abgekühlt.

Gleichmäßig geschichtete Atmosphäre sorgt für "abgeschnittene" Wolken

Je nachdem, wie viel Wasserdampf sie enthält, erreicht sie irgendwo auf dem Weg nach oben den Punkt, wo das Wasser anfängt zu kondensieren. Vielleicht bei 1.800 Metern. Wenn die Luft in einem größeren Gebiet relativ gleichmäßig aufsteigt und gleich feucht ist, dann beginnt auch die Wolkenbildung jeweils in der gleichen Höhe. Die Unterseite der Wolken liegt dann auf einer durchgehenden Ebene – das sieht dann so aus, als wenn die Wolken auf einer Glasplatte aufliegen.