Wolken ontstaan doordat de zon het aardoppervlak opwarmt.Water verdampt en stijgt naar boven.Door de lagere temperaturen hoger in de atmosfeer condenseert de waterdamp en ontstaat er een wolk. Wolken bestaan uit microscopisch kleine waterdruppeltjes of ijskristallen.
' En koude lucht kan minder waterdamp bevatten dan warme. Dus naarmate de luchtbel stijgt en afkoelt raakt deze meer en meer verzadigd met waterdamp. Als de lucht volledig verzadigd is en nog iets verder stijgt en afkoelt, condenseert de waterdamp tot druppels en heb je een wolk.
Bij een gewone wolk (zonder regen) verdampen de onderste kleine druppeltjes. Het worden dan gasmoleculen (waterdamp) en die zijn onzichtbaar maar blijven ook zweven. Hoger in de lucht is het kouder, daar worden de gasmoleculen weer druppeltjes. Dit zien we als een wolk.
Een wolk is een verzameling uiterst kleine waterdruppeltjes, ijskristallen of een mengsel van beide. Wolken veranderen voortdurend onder invloed van luchtstromingen en natuurkundige processen.
Opgewarmd water verdampt, en de waterdamp stijgt op. Als lucht warm is, zet het uit en kan het véél waterdamp bevatten. Maar als het opstijgt en afkoelt, kan de lucht weer veel minder waterdamp hebben. Een deel van de damp verandert dan in waterdruppeltjes, en er ontstaat een wolk.
Als de temperatuur boven de 0 graden is, dan bestaat de wolk uit waterdruppeltjes. Als de temperatuur onder de 0 graden is, dan bestaat de wolk uit onderkoelde waterdruppeltjes en ijskristalletjes. Als de temperatuur onder de -40 graden komt, dan bestaat de wolk alleen nog maar uit ijskristalletjes.
Siebesma: “Een cumuluswolk bevat gemiddeld één gram water per m3. Als we voor het gemak een wolk van één km3 nemen – dat is één km lang, breed en hoog – betekent het dat er in een bloemkoolwolk al snel een miljoen kilogram water zit.” Omgerekend zijn dat zo'n 200 olifanten.
Het voelt vochtig aan, maar het is niet zacht om aan te raken. Wel is het water (kokend) heet en daarom moet je niet proberen om het aan te raken. Wolken daarentegen zijn koud en op een mistige dag kan je gerust proberen om de wolken aan te raken. Je loopt dan letterlijk met je hoofd in de wolken.
Neerslag als regen en sneeuw ontstaat alleen als er wolken zijn. En al valt de regen meestal uit grote, dikke wolken, het kan ook regenen bij dunne bewolking. Als de wolken maar ijskristallen bevatten waar de regen uit ontstaat, en dat is bij hoge, dunne bewolking vaak het geval.
Als voldoende zonnestraling de grond binnendringt en de lucht nabij het oppervlak verwarmt, stijgt het condensatieniveau van het mengsel en dus ook de basis van de Stratus of Stratocumulus. Vervolgens neemt de dikte van de wolk beperkt door de omkering van turbulentie af en verdwijnt de wolk uiteindelijk volledig.
Een wolkbreuk ontstaat als buien lang boven een bepaald gebied blijven hangen doordat het weinig waait. Wolken regenen dan leeg boven één plek. In korte tijd valt er een enorme hoeveelheid water uit de lucht: minstens 25 millimeter in een uur of minstens tien millimeter in vijf minuten.
Door verschillende processen die zich in de wolk afspelen kunnen druppels of sneeuwvlokjes groter worden en daardoor zo zwaar dat ze naar de aarde vallen. Dit gebeurt niet overal tegelijkertijd en daardoor zal er nooit een enkele grote druppel ontstaan.
Die straalstromen hebben vaak een snelheid van 200 kilometer per uur, maar ze kunnen ook wel 400 kilometer per uur bereiken. Straalstromen komen ook voor op 10 tot 18 kilometer hoogte. De wolken daar, cirruswolken, kunnen snelheden rond de 400 kilometer per uur bereiken.
Een gemiddelde wolk met een lengte en diepte van 2 kilometer en een hoogte van 200 meter weegt maar liefs 500 miljoen gram. Dat is net zo zwaar als driehonderd auto's, volgens de wetenschappers.
Regen is een vorm van neerslag waarbij waterdruppels uit een wolk vallen. Als de temperatuur van de wolk en de lucht onder de wolk boven nul is, bestaat de wolk geheel uit water. Door botsing van waterdruppeltjes kunnen de druppels verder aangroeien. Zijn ze groot genoeg, dan vallen ze uit de wolk en regent het.
De lage wolken, zoals stapelwolken die meestal de vorm van een bloemkool hebben, kunnen al ontstaan op een paar honderd meter hoogte. Wanneer deze wolken tot buien uitgroeien kunnen ze zelfs hoogten boven 10 kilometer bereiken.
Als er veel waterdruppels in een wolk zitten, is de wolk dikker en kan er minder zonlicht doorheen. Ze zijn dan donkerder. Een wolk wordt extra zwaar als er veel water in zit. Dan kunnen de druppels niet meer in de lucht blijven hangen en vallen ze naar beneden: het regent!
Dit komt doordat een wolk voornamelijk bestaat uit waterdruppeltjes met een diameter die veel groter is dan de golflengte van zichtbaar licht (grootte-orde 20 micrometer). Die waterdruppeltjes verstrooien alle zichtbaar licht (van blauw tot rood) evengoed.
Daar zullen tijdens dorge periodes drones rondvliegen, die kleine deeltjes zilverjodide, met een op ijs lijkende structuur, loslaten. Zo voegen ze deze aan wolken toe. Vervolgens clusteren waterdruppels zich rond de deeltjes, waardoor de structuur van de wolken verandert en de kans op neerslag groter wordt.
Daar vriest het, zodat neerslag die uit zulke hoge wolken komt uit ijsklontjes of sneeuwvlokken bestaat. Onderweg kunnen deze klontjes door hogere temperaturen ontdooien, zodat het effect regen is. Is het echter erg koud, dan smelt de neerslag niet en ervaar je dit als sneeuw of hagel.
Bewegende en drijvende wolken
De waterdamp condenseert en er ontstaat een wolk. Zolang de lucht, in de wolk zelf, warmer is dan de lucht om de wolk heen blijft deze drijven. Wolken bewegen door de wind en of de verschillende luchtstromen in de lucht. Wolken bereiken hiermee soms wel een snelheid van 60 km/h.
Voor het weerbeeld spelen wolken een belangrijke rol of zijn ze zelfs bepalend. Zo brengen sommige wolken langdurige neerslag terwijl bij andere wolken de zon nog goed zichtbaar is. Wolken beïnvloeden ook de hoeveelheid zonnestraling die op het aardoppervlak valt en de aardse uitstraling.
Licht van een kleinere golflengte wordt beter verstrooid dan licht van een langere golflengte. Het blauwe licht wordt dus het best verstrooid, groen al wat minder, en rood het minst van allemaal. Het resultaat: de hemel kleurt hemelsblauw.
Buienwolken kunnen heel hoog zitten, tot wel meer dan 10 km. hoog. Bij helder weer kan je die van heel ver al zien, veel meer dan 10 km. Mogelijk meer dan 20 km.
De wolken ontstaan wanneer op grote hoogte koudere lucht binnenstroomt en ook dan loopt het vaak uit op neerslag. De wolken met het uiterlijk van torentjes (altocumulus castellanus) zijn een voorbode van onweer. De structuur van de mooie vlokken (altocumulus floccus) betekent dat er slecht weer op komst is.