Je hebt vast wel eens een wolk gezien die leek op een dier of een gezicht. Maar heb je er ooit bij stilgestaan hoeveel soorten wolken er zijn? Of hoe wolken ontstaan en waarom alle soorten wolken een naam hebben?
We zien ze vrijwel dagelijks in verschillende vormen en maten: wolken. Er zijn zelfs verschillende namen voor in onze spreektaal, zoals schapenwolk, stapelwolk of bloemkoolwolk.
Figuur 1: Schapenwolken in de lucht. Bron: Dassel, Pixabay.
Water in de lucht
Een wolk is niets anders dan water in de lucht, maar dan wel heel veel kleine druppeltjes water of heel veel kleine ijskristallen bij elkaar. Omdat wolkendruppels of -ijskristallen heel klein zijn, zijn ze licht en blijven ze in de lucht zweven. Doordat zonlicht weerkaatst op de druppeltjes of ijskristallen kunnen we de wolken zien.
IJs of water
Hoe kun je zien of een wolk uit ijskristallen of uit kleine waterdruppeltjes bestaat? Als een wolk uit waterdruppeltjes bestaat, is de rand van de wolk heel duidelijk. Je ziet precies waar de wolk eindigt en de lucht begint. Is de rand juist wat vaag en draderig als een suikerspin? Dan bestaat de wolk uit ijskristallen. Deze wolken – ook welk sluierbewolking genoemd – zitten meestal hoger in de lucht.
Figuur 2: Sluierbewolking bestaat uit ijskristallen. Bron: Susan Carnahan, Cloud Appreciation Society.
Ontstaan wolken
In de lucht vormen zich wolken als relatief warme en vochtige lucht opstijgt en afkoelt, waardoor de lucht verzadigd raakt met waterdamp. De lucht raakt verzadigd door de afname van de luchtdruk en omdat warme lucht meer waterdamp kan ‘vasthouden’ dan koude lucht. Als de lucht nu nog verder stijgt en afkoelt, zal de waterdamp overgaan in kleine waterdruppeltjes – de waterdamp condenseert tot water. Er is een wolk ontstaan!
Condensatiekern
Condenseren gaat gemakkelijker wanneer er zogenoemde condensatiekernen in de lucht aanwezig zijn. Dit zijn in de lucht zwevende stof- of vloeistofdeeltjes, ook wel aerosolen genoemd. Het kunnen natuurlijke deeltjes zijn, zoals zanddeeltjes, pollen of zoutkristallen, maar ook niet-natuurlijke deeltjes die vrijkomen bij chemische processen, zoals roet bij verbranding. Je hebt het effect vast wel eens gemerkt tijdens de jaarwisseling. Er zijn dan zo veel condensatiekernen in de lucht aanwezig door het vuurwerk, dat er heel gemakkelijk zeer dichte mist kan ontstaan.
Afkoelen
Warme lucht kan op twee manieren afkoelen. Dit kan doordat de lucht opstijgt en uitzet als gevolg van de lagere luchtdruk, ook wel adiabatische koeling genoemd. Maar lucht kan ook afkoelen doordat de lucht contact maakt met een koude ondergrond en de warme lucht zich mengt met koude lucht die boven de grond hangt – dit is wat je bijvoorbeeld ziet gebeuren bij het ontstaan van mist, wat eigenlijk gewoon een laaghangende wolk is.
Verschillende omstandigheden
Hoe komt het nu dat er zoveel verschillende soorten wolken zijn? Dat komt omdat de vorming van een wolk afhangt van de weersomstandigheden en van de kenmerken van zijn omgeving. Bijvoorbeeld van luchtstromingen als gevolg van luchtdrukverschillen, van temperatuurverschillen in de luchtlagen en op het aardoppervlak. Ook hangt het af van hoe gemakkelijk of moeilijk het is voor de lucht om verticaal op te stijgen – de stabiliteit van de atmosfeer. Ook de vorm van het aardoppervlak, zoals de aanwezigheid van bergen, kan een rol spelen. Al deze omstandigheden samen bepalen of er wolken ontstaan en hoe deze wolken er dan uitzien.
Figuur 3: Drie processen waarbij wolken ontstaan. Bij wind in de bergen wordt de lucht gedwongen op te stijgen langs de berg omhoog (links). Bij een koufront schuift de koude lucht onder de warme lucht, waardoor de warme lucht gedwongen wordt om op te stijgen en daarbij afkoelt (midden). Lucht wordt opgewarmd boven het warme aardoppervlak en stijgt op (rechts). Bron: Wikipedia.
Indeling wolken
Welke soorten wolken zijn er en waarom hebben deze allemaal een eigen naam? Om makkelijker kennis te kunnen uitwisselen over wolken, bedacht de Brit Luke Howard – industrieel chemicus en amateurmeteoroloog – al in 1802 een manier om wolken te onderscheiden. Het leek hem wel handig om wolken op een vergelijkbare manier in te delen als planten en dieren: door ze onder te verdelen in families en geslachten. Deze manier van indelen wordt nu nog steeds gebruikt.
Wolkenfamilies
Als je kijkt naar wolken, dan kun je onderscheid maken in de hoogte waar de wolken zich bevinden en de basisvorm van wolken. Daarop is de indeling die Howard maakte dan ook gebaseerd. De families waarin wolken zijn ingedeeld, wijzen op de hoogte waar de wolk zich bevindt:
- Hoge wolken (bevinden zich hoger dan 7 kilometer boven de aarde)
- Middelhoge wolken (bevinden zich tussen 2 en 7 kilometer boven de aarde)
- Lage wolken (bevinden zich lager dan 2 kilometer boven de aarde)
- Verticaal ontwikkelde wolken (strekken zich uit ergens tussen 1 en 15 kilometer hoogte)
Wolkengeslachten
Het geslacht geeft informatie over de basisvorm van de wolk. Er zijn drie geslachtsgroepen:
- Cumuluswolken: stapelvormige wolken (‘cumulus’ is Latijn voor stapel)
- Stratuswolken: laagvormige wolken (‘stratus’ is Latijn voor laag)
- Cirruswolken: veer- of sluiervormige wolken (‘cirrus’ is Latijn voor krul, plukje)
Cumuluswolken en stratuswolken komen voor in meerdere families. Om ze van elkaar te onderscheiden, komt er bij de hoge wolken ‘cirro’ voor te staan (cirrocumulus, cirrostratus), bij middelhoge wolken ‘alto’ (altocumulus, altostratus), bij lage wolken ‘strato’ (stratocumulus, stratus). Bij verticaal ontwikkelde cumuluswolken komt er niets voor te staan (cumulus). Er zijn ook twee typen wolken waaruit regen valt: nimbostratus en cumulonimbus (‘nimbus’ betekent regen in het Latijn).
Figuur 4: Wolkenkaart waarop je de verschillende wolkengeslachten ziet. Bron: KNMI.
Elke soort cumuluswolk, stratuswolk of cirruswolk is een afzonderlijk geslacht. Zoals je ziet in figuur 4 zijn er 10 wolkengeslachten. In figuur 5 zie je alle soorten wolken nog eens omschreven.
| Familie | Geslacht | Afkorting | Beschrijving |
| Hoge wolken | Cirrus | Ci | Vezelige witte, fijne draden of plukjes hoog in de lucht. |
| Hoge wolken | Cirrocumulus | Cc | Kleine wolkenplukjes zonder licht-donkerstructuur, met duidelijke openingen hoog in de lucht. |
| Hoge wolken | Cirrostratus | Cs | Egale laag van dunne bewolking hoog in de lucht. |
| Middelhoge wolken | Altocumulus | Ac | Middelhoge wolkenlaag bestaande uit ballen of rollen, met eigen schaduw en openingen ertussen. |
| Middelhoge wolken | Altostratus | As | Middelhoge egale, witte of grijze wolkenlaag. |
| Lage wolken | Stratocumulus | Sc | Lage wolkenlaag van ballen of rollen met duidelijke gaten en zware licht-donkercontrasten. |
| Lage wolken | Stratus | St | Lage grijze, egale wolkenlaag. |
| Lage wolken | Nimbostratus | Ns | Donkere, grijze wolken die vaak naar de grond reiken en met langdurige neerslag. |
| Verticale wolken | Cumulus | Cu | Afzonderlijke gebolde wolken. |
| Verticale wolken | Cumulonimbus | Cb | Grote verticaal opgaande stapelwolken met een rafelige basis en zware neerslag. |
Figuur 5: Tabel waarin je de verschillende wolkenfamilies en -geslachten ziet met de officiële afkortingen die wetenschappers gebruiken.
Figuur 6: Wolkenfamilies. Bron: Schooltv.
Vorm en structuur
Omdat er zoveel verschillende verschijningsvormen van wolken zijn, zijn er naast de namen voor de basisvormen ook 14 termen die de vorm en structuur van de wolk nog preciezer beschrijven. Zo heb je de term ‘castellanus’ (cas), die aangeeft dat de wolk uit een soort afzonderlijke torentjes bestaat die omhoogkomen vanaf een langgerekte wolkenbasis. Of de term ‘lenticularis’ (len), die aangeeft dat de wolken de vorm van lenzen of amandelen hebben.
Lenticulariswolken
Deze bijzonder fraaie wolken – die wel wat weg hebben van een ufo – zou je kunnen zien als je in de bergen bent. Lenticulariswolken zijn lens- of amandelvormig en hebben specifieke omstandigheden nodig om te kunnen ontstaan: voldoende vocht in de lucht, voldoende wind en natuurlijk een obstakel zoals een berg.
Hoe worden deze wolken vervolgens gevormd? De wind dwingt de lucht via de berg omhoog te stromen. Onder specifieke omstandigheden zal de lucht zodra deze de top van de berg bereikt heeft een golfbeweging gaan maken. Deze golfbeweging wordt in gang gezet, doordat de zwaartekracht de lucht aan de andere kant van de berg weer naar beneden laat afbuigen.
Omdat het vaak op de top van de berg kouder is, koelt de lucht daar af en zal de waterdamp in de lucht hier condenseren, net als in de andere toppen van de golfbeweging. Hoewel de lucht dus doorstroomt, blijven de plekken van dalen en stijgen hetzelfde, waardoor de wolk stil lijkt te staan. Als deze golfbeweging in verschillende luchtlagen boven elkaar voorkomt, krijg je een stapeling van wolken. Zo vormen zich prachtige wolken!
Figuur 7: Lenticulariswolken die zich kunnen vormen boven bergen. Bron: Marc Thunis, Unsplash.
Figuur 8: Timelapse-filmpje waarin je lenticulariswolken ziet boven besneeuwde bergtoppen. Bron: YouTube.
Opbouw en doorzichtigheid
Er zijn ook nog negen termen, die aangeven hoe doorzichtig de wolken zijn en hoe de wolk opgebouwd is. Bijvoorbeeld de term ‘duplicatus’ voor wolken die uit twee of meer lagen bestaan of ‘translucidus’ voor wolken die doorschijnend zijn.
Klimaatonderzoek
Wolken zijn niet alleen leuk om naar te kijken. Ze zijn ook belangrijk bij klimaatonderzoek. Onderzoekers gebruiken ook de kennis over wolkenvorming om te voorspellen hoe de opwarming van de aarde zal verlopen. De luchttemperatuur stijgt namelijk niet alleen door de aanwezigheid van broeikasgassen in onze atmosfeer. Door de stijgende temperatuur kunnen zich ook meer of op andere plaatsen wolken vormen. Overdag weerkaatsen wolken het zonlicht en dragen ze niet bij aan de opwarming. Wanneer er ‘s nachts echter wolken zijn die als een deken om de opgewarmde aarde blijven liggen, dan kunnen deze het effect van de opwarming wel versterken.
