Warme lucht kan meer vocht bevatten dan koude lucht.En hoe hoger de temperaturen, hoe meer water er continu verdampt uit zeeën en meren.Dat gaat allemaal de lucht in en vormt daar wolken.
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!
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.
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.
Een wolk is een verzameling uiterst kleine waterdruppeltjes, ijskristallen of een mengsel van beide. Wolken veranderen voortdurend onder invloed van luchtstromingen en natuurkundige processen.
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.
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.
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.
Bij een laagstaande avondzon kunnen de wolken ook rood lijken. Je bent bang voor zwarte wolken, maar dat zijn dikke wolken die veel licht tegenhouden, en daardoor zwart lijken. Je hoeft daar geen bijzondere betekenis of krachten aan te geven.
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!
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.
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.
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.
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.
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.
Meestal bevindt de basis tussen 1500 en 5000 voet, maar soms ook iets hoger of iets lager. De dikte van de wolkenlaag varieert van 500 tot 2500 voet. Vlak onder een vrij scherpe inversie ziet de wolk er van boven uit als een sneeuwdek. De wolk kan gepaard gaan met o.a. cumulus.
Bij mooi weer zijn ze vaak te zien en dan is de lucht gedeeltelijk bewolkt. Door de stijgende warme lucht en dalende koude lucht worden dit type wolken gevormd. Ze zin meestal na een paar uur weer weg.
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 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.
Ijsregen zijn dus regendruppels die pas bevriezen zodra ze in de koude vrieslaag vlak boven de grond terecht komen. Tijdens een traag doorzettende dooi kunnen afwisselend diverse neerslagvormen voorkomen: sneeuw, ijsregen, hagel of regen. Ook ijzel kan dan optreden.
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.
De negatieve, zware hagelkorrels verzamelen zich onderaan de onweerswolk. De positieve, lichtere ijsdeeltjes zitten bovenaan in de wolk. Dit zorgt voor een spanningsverschil in de wolk. Wanneer dit spanningsverschil groot genoeg is, ontstaat er bliksem.