De wolken hebben een belangrijke rol op het klimaat. De wolken zijn aan de bovenkant wit. Wit stoot zon en warmte af. De bovenkant van een wolk zorgt ervoor dat een groot aantal zonnestralen het aardoppervlak niet bereikt.
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.
Een wolk is een verzameling uiterst kleine waterdruppeltjes, ijskristallen of een mengsel van beide. Wolken veranderen voortdurend onder invloed van luchtstromingen en natuurkundige processen.
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 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.
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!
De Grote Magelhaense wolk heeft een massa die gelijkstaat aan ongeveer 10 miljard keer de massa van de Aardse zon, waarmee het sterrenstelsel 1/100 van de massa van de Melkweg heeft. De diameter van de Grote Magelhaense Wolk is 14.000 lichtjaar.
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.
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.
Door de wrijving met de lucht blijven de vallende kleine druppeltjes als het ware drijven op de luchtlaag. Als de kleine druppeltjes groter en zwaarder worden kunnen ze de wrijvingskracht van de lucht overwinnen. De druppeltjes vallen dan naar beneden en dat is regen!
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.
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.
Onderzoekers van de American Chemical Society rekenden het uit. 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.
Met wolken zelf het weer voorspellen
Zoals vederwolken die als lange witte veren hoog in de lucht staan. Als je deze wolken ziet slaat het weer binnen 24 uur om. Vooral als ze uit het westen komen, betekent dit regen. Stapelwolken of schapenwolken zien eruit als plukjes watten.
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.
Cumulus. Cumuluswolken zijn stapelwolken. Dit wolkengeslacht ziet, afhankelijk van hun afmetingen, eruit als kleine watjes of grote bloemkoolachtige wolken die normaal gesproken fel wit zijn van boven en wat donkerder grijs aan de basis.
Soms kan je zelf vaststellen dat een aantal wolken van het zuidwesten naar het noordoosten waait (een zuidwestenwind dus), terwijl andere wolken zich verplaatsen van het zuidoosten naar het noordwesten (een zuidoostenwind). Een prachtig voorbeeld van "tegengestelde windrichtingen" vind je hier.
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.
Waarom is de lucht blauw en zijn wolken wit of grijs? Zonlicht is van nature wit en daarom kleuren wolken als ze nog niet veel waterdruppeltjes bevatten vaak wit. De druppels zijn zo groot, dat ze alle kleuren van het zonlicht evenveel verspreiden. In heldere lucht botst het licht ook op deeltjes.
' 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.
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.