Die Gewitterwolke ist die Königin unter den Wolken - Cumulonimbus

Cumulonimbus-Wolken sind nichts anderes als Gewitterwolken. Sie sind zudem die mächtigsten von allen Wolkengattungen.

Cumulonimbus-Wolken reichen als Haufenwolken mit ihrer maximalen vertikalen Ausdehnung in Mitteleuropa je nach Jahreszeit bis in eine Höhe von 11 bis 14 Kilometern. In den tropischen Regionen reicht die Obergrenze von Cumulonimben sogar bis in eine Höhe von 18 Kilometern.

Cumulonimben wirken massig und dicht, sie türmen sich sehr hoch in den Himmel und gleichen einem hohen Berg oder Turm. Die Wolkenbasis liegt etwa 500 Meter über dem Grund. Der untere Wolkenbereich erscheint sehr dunkel, unterhalb der Wolkenbasis schweben niedrige Wolkenfetzen, die oft mit der Hauptwolke zusammenwachsen. In Mitteleuropa kann man sich Cumulonimbus-Wolken als Zylinder mit mehreren Kilometern Durchmesser vorstellen.

Die Wolken türmen sich 7 bis 14 Kilometer hoch. Der obere Wolkenabschnitt weist glatte Formen auf, ist faserig oder gestreift. Aus der Ferne leuchtet dieser größtenteils schneeweiß. Bei sehr hoch reichenden Wolken flacht der obere Bereich stark ab und breitet sich an der Tropopause ambossförmig oder wie ein großer Federbusch aus.

Dann hat eine Cumulonimbus-Wolke ihr voll ausgebildetes Stadium, das sogenannte Reifestadium, erreicht. An der vereisten Oberseite des Wolkenturms kann der Schirm einen Durchmesser von über 150 Kilometern aufweisen.

Der vereiste Wolkenschirm einer Gewitterwolke wird zu den Rändern hin rasch dünner und franst zunehmend aus. Der Grund: Die entstandenen Eiskristalle streben auseinander und verteilen sich auf immer größerem Raum. Damit nimmt die Dichte der Wolkenteilchen ab, die Wolke wird dünner.

Gewitter, Hagel und Sturm, schlimmstenfalls auch Tornados sind die Begleiterscheinungen ausgewachsener Cumulonimbos-Wolken.

Die Cumulonimbus-Wolke gilt als Königin unter den Wolken, wie diese Fotostrecke zeigt:

Eine mächtige Cumulunimbus-Wolke kann das Sonnenlicht stark dämpfen, dadurch erscheinen die Wolken dunkelgrau. Oftmals besteht dann Verwechslungsgefahr mit Nimbostratus-Wolken. Aus diesen fällt jedoch lang anhaltender und gleichmäßiger Niederschlag, ohne Blitz und Donner. Niederschläge aus Cumulonimben sind dagegen schauerartig und häufig gewittrig. Auch Hagel kann mit von der Partie sein.

Einzelne Cumulonimbus-Wolken gleichen großen, stark ausgebildeten Cumulus-Wolken. Diese sind erst als Cumulonimbus-Wolken einzustufen, wenn wenigstens bei einem Teil des oberen Abschnitts die Umrisse an Schärfe verlieren oder die Oberfläche faserige oder streifige Strukturen aufweisen. Außerdem gehen nur Cumulonimbus-Wolken mit Blitzen, Donner und/oder Hagel einher.

Diese Wolkenform besteht in den unteren Schichten hauptsächlich aus Wassertröpfchen (Regen) oder in späteren Entwicklungsstadien aus Hagelkörnern, die sich in einigen Kilometern Höhe gebildet haben. Stößt die Wolke weiter in die Höhe vor, bilden sich Eiskristalle. Dadurch bekommt die Wolke unscharfe Umrisse.

Cumulonimbus-Wolken entstehen ursprünglich aus harmlosen Cumulus-Wolken, die jedoch einen weiteren Auftrieb in der Luft erfahren. Sofern die Luft feucht genug ist und zugleich Aufwinde durch aufsteigende Warmluft stark ausfallen, wachsen Cumuli weiter in den Himmel.

Die Tropopause können die Wolken nur in selten Fällen durchstoßen, da diese eine sogenannte Inversion darstellt. Deshalb breitet sich die Wolke in ihrem höheren Bereich seitwärts aus. Dabei entsteht die typische Ambossform, die man aus der Ferne gut erkennen kann. Dieser pilzhutförmige Schirm kann einen Durchmesser von 200 Kilometern und mehr haben.

In seltenen Fällen schießt die Wolke in ihrem Aufwindbereich noch weiter nach oben und durchstößt die Tropopause. Sie trägt dann eine kappenförmige Begleitwolke, die Pileus (lat. für Kappe) genannt wird. Man spricht dann von einem Cumulonimbus pileus.

Cumulonimbus-Wolken entwickelen sich meist an Kaltfronten, im Sommer auch schon im Vorfeld heranziehender Kaltfronten. Oft strömen hier unterschiedliche Luftmassen aus verschiedenen Richtungen zusammen und zwingen die Luft zum Aufsteigen. Diesen Vorgang nennt man auch Konvergenz. Dann sind die Cumulonimben linienhaft angeordnet.

In stark aufgewärmter Luft in tropischen Regionen bilden sich über Land größere Ansammlungen von Gewitter- und Schauerwolken. Unter günstigen Bedingungen wachsen einzelne Gewitterzellen zu großen Herden zusammen, die eine enorme Größe mit einer horizontalen Erstreckung von bis zu tausend Kilometern erreichen können. Außerdem sind Tropische Wirbelstürme überwiegend aus Cumulonimben aufgebaut.

Wenn kalte hochreichende Luft über noch relativ warmes Wasser streicht, bildet sich oft ein mosaikartiges Muster aus einer großen Zahl einzelner Cumulonimbus-Wolken.

Es kann auch vorkommen, dass eine Altocumulus- oder Stratocumulus-Wolke zu einer Cumulonimbus-Wolke weiterwächst. An der Obergrenze brodeln die türmchenartigen Formen weiter nach oben. Die Wolkenuntergrenze bei einer Altocumulus-Wolke ist dann ungewöhnlich hoch.

Ebenso können sich Bereiche einer Altostratus- oder Nimbostratus-Wolke weiter- oder umbilden, sofern Aufwinde starke Aufquellungen verursachen.

Entscheidend ist die Höhe, die Cumulonimben erreichen. Ist der obere Bereich immer noch blumenkohlartig mit einigen faserigen Bereichen, dann liegt die Obergrenze unter 7 Kilometern. Solche Wolken gehen allenfalls mit Schauern einher, ein kurzes Gewitter mit ein paar Blitzen ist ebenfalls möglich.

Ausgewachsene Cumulonimben führen fast immer zu heftigen Wettererscheinungen, schlimmstenfalls zu Unwettern. Dazu zählen Hagel, Sturmböen und in Extremfällen sogar Tornados. Wichtig ist hierbei, die Zugrichtung einer Cumulonimbus-Wolke zu beobachten, denn diese ist meistens anders als die Richtung, aus der der Wind am Boden weht.

Der Niederschlagskern eines Gewitters kann wie hier äußerst dicht sein, wenn auf einen Schlag Millionen Tonnen Wasser wie eine riesige Wasserbombe aus der Wolke stürzen. Wenn die Bedingungen zur Bildung großer Hagelkörner passen, kann auch Eis dabei sein

"Junge" Cumulonimbus-Wolken zeigen einen dichten, kompakten und einen kaum zersausten Amboss. Im weiteren Verlauf werden die Ränder des Eisschirms aber immer mehr von den Höhenwinden ausgeweht und ausgefranst. Solche starken Höhenwinde entziehen den Wolkentürmen massiv Energie, was dann bedeutet, dass sie sich langsam auflösen.

Diese Auflösung beginnt immer von unten, die Wolkenbasis steigt also an, weil von unten stetig trockenere Luft einströmt. Die Niederschläge klingen ab und schließlich bleibt nur noch der obere Teil, der Amboss, übrig. Die Restwolke besteht noch längere Zeit als eigenständige dichte Cirrus-Wolke.

Man unterscheidet mehrere Arten, je nachdem, wie die Wolken entweder an ihrer Unter- oder Obergrenze geformt sind.