Ob in den Tropen oder hier bei uns: Ein Großteil des Regens auf der Erde fällt aus tiefhängenden Cumuluswolken. Doch wie Niederschlag in diesen warmen, eisfreien Regenwolken entstehen kann, ist ein seit Jahrzehnten ungelöstes Rätsel. Klar ist, dass dafür die winzigen Wolkentröpfchen kollidieren und so weit heranwachsen müssen, dass sie den Luftwiderstand überwinden und Richtung Boden fallen. Doch wie sich diese Regentropfen ohne Eiskristalle als Kondensationskeime innerhalb von wenigen Minuten bilden können, ist ein noch immer ungelöstes Rätsel.
Das Problem: Ab einer Größe von rund 30 bis 80 Mikrometern verlangsamt sich das Wachstum der Wolkentropfen und sie kollidieren kaum noch miteinander. „Die entscheidende Frage ist daher, wodurch die Tropfen diesen ‚Flaschenhals‘ überwinden und Regen entsteht“, erklären Birte Thiede vom Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen und ihre Kollegen. Naheliegend wäre, dass es im Inneren dieser tiefen Regenwolken Turbulenzen gibt, die die Wolkentropfen trotz dieses Engpasses zur Kollision bringen.
Ein „Wolkendrache“ als Messwerkzeug
Doch obwohl Meteorologen seit Jahrzehnten versuchen, das Verhalten der Wolkentröpfchen in den warmen Regenwolken zu entschlüsseln, blieb der Mechanismus unbewiesen. Einer der Gründe dafür waren die Messmethoden: Flugzeuge können zwar große, hochauflösende Messinstrumente in die Wolken bringen, aber ihre hohe Geschwindigkeit verhindert kleinräumige Messungen. Drohnen bieten zwar mehr Möglichkeiten. Sie können aber nur kleine Geräte tragen und erzeugen durch ihre Rotoren selbst Turbulenzen. Dies macht genaue Messungen der Luftbewegungen in der Regenwolke unmöglich.
Eine Lösung für dieses Dilemma haben nun Thiede und ihr Team gefunden: Sie nutzten einen am Max-Planck-Institut entwickelten Ballondrachen für ihre Wolkenmessungen. Dieser „CloudKite“ besteht aus einem Drachen, der durch einen Heliumballon in der Luft gehalten wird und mehrere Messinstrumente bis in 1,4 Kilometer Höhe bringen kann. Weil der „Wolkendrache“ mit rund zehn Metern pro Sekunde relativ langsam durch die Wolke gleitet, verursacht er kaum Turbulenzen und kann selbst kleinräumige Strukturen gut erfassen.
