Cumulonimbus Wolken (Cb)

Diese 26 Bilder zeigen tropische Cumulonimben so wie sie vom Erdorbit, vom Boden und vom Flugzeug aus erscheinen.

Cb1.jpg, Cb3.jpg, NoAnvil.jpg und Overshoot.jpg:
Man erkennt verschiedene Entwicklungsstadien der Cumulonimbus- Wolken bis zu ihrer voll ausgewachsenen Form mit Cirrusschirm an der Tropopause. NoAnvil.jpg zeigt Cumulonimben, deren zentraler Turm so viel kinetische Energie hat, dass die Inversion, die den Amboss erzeugt, penetriert und überstiegen werden kann. Bei Overshoot.jpg wir auch ersichtlich, dass die einzelnen Cumulonimben -wie hier in der Region Sao Paulo- zu riesigen Systemen verbunden sein können. Für einen Beobachter am Erdboden zeigen sich viele Formen von Wolken in allen Höhenbereichen "durcheinander", so dass es laut WMO wie ein "chaotischer Himmel" aussieht. Erst von der großen Distanz des Erdorbits aus lassen sich doch geordnete "Subsysteme" im Gesamtsystem ausmachen. Für die Aufnahmen vom Space Shuttle sind im folgenden die Originalbeschreibungen der NASA angegeben.

Cb3.jpg:
"Field of cumulonimbus. Taken with a 250 mm lens, this photograph also shows high-peaking cumulus cloud topping out into cirrus at the tropopause. Photographed over the Gulf of Mexico, the artistic lighting is partly supplied by oblique photography into a low sun angle, but the soft focus effect is caused by high levels of aerosol haze in the atmosphere. Deep-based convective clouds over water are almost always seeded by giant salt nuclei."

NoAnvil.jpg:
"These cumulus thunderheads near Sao Paulo, Brazil, were photographed from almost directly overhead by the STS 41-B crew. This perspective conveys something of the energy that drives these cloud columns to punch up into the atmosphere. The foreshortening resulting from the near-vertical viewing angle disguises the fact that the cloudheads so prominently in view are but the tops of massive thunderhead storm clouds can tower up to 60000 feet in the tropics."

Overshoot.jpg:"The STS 41-B crew shot this oblique photograph just moments after slide #5 (= das Bild NoAnvilYet.jpg) was taken. Some more fully developed thunderheads can be seen in the same Brazilian storm. When the rising cumulus columns meet the tropopause, or base of the stratosphere, at about 50000 feet, they reach a ceiling and can no longer rise buoyantly by convection. The stable temperature of the stratosphere suppresses further adiabatic ascent of moisture that has been driven through the troposphere by 8-11 degree/mile lapse rate. Instead ice clouds spread horizontally into the extended cirrus heads seen in this photograph, forming the "anvil heads" that we identify from the ground."

CbInc1-18.jpg: In der Beleuchtung durch die untergehende Sonne sieht man hier einen vollständig vereisten Cumulonimbus-Turm, der bei Morro Branco im Nordosten Brasiliens (ca. 9° südliche Breite) in der Sommersaison entstand. Die Vereisung ist an den streifigen und verwaschenen Strukturen zum Oberen des Turms hin erkennbar. CbInc2+CbInc18.jpg zeigen den sich horizontal ausbreitenden Amboss (incus) der Wolke. Bei der Beobachtung solcher Wolken kann man feststellen, dass sich der Übergang vom Stadium des Cumulus congestus über das Zwischenstadium des Cumulonimbus calvus bis hin zur Ausbildung des Ambosses mit vollständiger Vereisung innerhalb von 15 Min abspielen kann. Das Fortschreiten der Vereisung selbst dauert nur wenige Minuten und ist bei genauem Hinsehen sehr gut auszumachen.

CbInc19-23.jpg: Unterhalb des Flügels der MD-11 in Reiseflughöhe von 11.3 km befindet sich eine mächtige Cb mit ausgedehntem Amboss. Nach Angaben der Bordanzeige für den Flugverlauf entstanden die Bilder auf der geografischen Breite von Receife und der Länge von Fortaleza bei Außentemperaturen von -49° C. Bei diesen Temperaturen können keine unterkühlten Wolkentröpfchen mehr existieren und homogenes oder heterogenes Gefrieren konvertiert eventuell vorhandene Tropfen zu Eisteilchen. In der Umgebung der Cb finden sich weite Felder von Cumulus congestus sowie auch Cumulus mediocris (CbInc19.jpg).

CbInc24.jpg und CbInc26.jpg: Während desselben Fluges kam das Flugzeug dicht an einem Cb vorbei. In CbInc25.jpg sieht man rechts unterhalb des "Winglets" (d.h. der "aufgefalteten Flügelspitze") in Richtung zum Kabinenfenster den vereisten Incus in einer halbkreisförmigen Struktur. An der Verbiegung des Flügels erkennt man auch, dass in diesem Flugabschnitt reichlich Turbulenzen auftraten.

CbInc27.jpg und CbInc32.jpg: Eine vom Boden aus beobachtete Cumulonimbus Wolke, deren Oberteil durch die Windscherung nach Osten verfrachtet ("langgezogen") wurde. Rechts im Hintergrund von CbInc27.jpg befindet sich ein weiterer Cb-Turm. In Bild CbInc30.jpg ist dieser deutlicher abgebildet und es wird klar, dass dessen Incus nicht von der Verzerrung durch die Windscherung betroffen war. Die Vereisung des Incus ist in Bild CbInc.jpg und CbInc30.jpg im Vordergrund besonders deutlich an der streifigen Struktur des Wolkenschirms erkennbar. Rechts in Bild CbInc31.jpg und in der Mitte von CbInc32.jpg kann man -subtil- die "Schleierhaube" eines Pileus ausmachen.

Cb1.jpg, Cb3.jpg, NoAnvil.jpg und Overshoot.jpg sind aus: Pat Jones, Shuttle views from the Earth: Clouds from Space, 1989. Diese Sammlung von Wolkenbildern, die bei verschiedenen Flügen des Space Shuttle entstanden, ist im Internet aufzurufen. Die Copyrights dieser Bilder sind bei der NASA.

CbInc1-18.jpg: S. Borrmann, Morro Branco bei Fortaleza, Ceara, Brasilien, 23.2.2004, 17:50 Uhr bis 18:06 Uhr

Cb4.jpg: S. Borrmann, Morro Branco bei Fortaleza, Ceara, Brasilien, 23.2.2004, 10:08:31 Uhr

CbInc19-26.jpg: S. Borrmann, Flug von Sao Paulo nach Fortaleza, Brasilien, 18.2.2004, 13:47 Uhr bis 13:50 Uhr

CbInc27-32.jpg: S. Borrmann, Morro Branco bei Fortaleza, Brasilien, 23.2.2004, 14:55 Uhr bis 15:07 Uhr

Kameraparameter

Olympus E-1 digitale Spiegelreflex-Kamera mit 14-54 mm Zoom-Objektiv. Belichtung und ASA-Empfindlichkeitswahl durch Programmautomatik der Kamera. Da die gesamte Szenerie von CbInc1.jpg bis CbInc18.jpg sehr dunkel war und die Umgebungstemperatur über 30 °C lag, wurde das Dunkelrauschen des CCD Aufnahmelements sichtbar. Dieses wird umso stärker, je wärmer der CCD-Chip ist. Das Rauschen konnte jedoch durch die "Noisereduction"-Funktion der Kamera minimiert werden. Die Bilder wurden im sRGB-Farbraum mit einer Originalauflösung von 2560 x 1920 Pixel x 24 Farben aufgenommen.

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