Kelvin-Helmholtz-Wellen

Kelvin Helmholtz Wellen auf tiefer liegender Wolkendecke

Manchmal ist über dem Erzgebirge ein besonderes Wolkenphänomen zu beobachten, dann sehen Wolken aus wie Wellen, die auf dem Meer zu brechen scheinen. Diese so genannten Kelvin-Helmholtz-Wellen sind nach dem britischen Physiker, Mathematiker und Ingenieur Lord Kelvin (1824-1907) und dem deutschen Mediziner, Physiker und Mathematiker Hermann von Helmholtz (1821-1894) benannt. Kelvin (1871) und Helmholtz (1868) behandelten die Entstehung der Wellen in detaillierten Abhandlungen. Häufig findet man sie unter dem Begriff Kelvin-Helmholtz-Instabilität, welcher das Phänomen besser beschreibt, denn sie entstehen durch wellenförmige Instabilitäten einer Scherströmung. Sie sind also durch Wolken sichtbar werdende Scherungswellen. Im neuen Wolkenatlas der WMO werden die Wolkenwellen auch als Unterart Fluctus bezeichnet.

Wenn Warmluft auf Kaltluft aufgleitet, bewegen sich die verschieden warmen und unterschiedlich dichten Luftschichten anfangs mit konstanter Geschwindigkeit gegeneinander. Wird diese Grenzfläche durch vertikale Windscherungen (zum Beispiel durch orografische Störungen) gestört, wird der Strömungsverlauf instabil und wellenförmig. Durch die Windscherung werden die Wellenberge und -Täler gegeneinander versetzt, wodurch die Grenzfläche die Form einer brechenden Welle annimmt. Letztendlich sind die Kelvin-Helmholtz-Wellen also ein Zeichen dafür, daß sich die verschiedenen Luftmassen allmählich vermischen.

Normalerweise ist dieses Wolkenphänomen recht selten, aber über dem Erzgebirge ist es recht oft zu beobachten. Am häufigsten tritt es bei einer tiefer liegenden Wolkendecke auf, welche kalte Luft über dem Egertal deckelt. Dort befinden sich viele Kraftwerke, deren warmer Wasserdampf zu Instabilitäten und manchmal auch zu Kelvin-Helmholtz-Wellen führen. Aber auch, wenn (wie in diesem Sommer häufig der Fall) eine Luftmassengrenze genau über dem Erzgebirge liegt oder bei Föhnlagen sind sie manchmal am Himmel zu finden.

In der folgenden Bildergalerie finden sich Kelvin-Helmholtz-Wellen aus dem oberen Erzgebirge, vom Wendelstein und der Zugspitze. (Text und Fotos: ch)

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