Cumulus ist die fachspezifische Bezeichnung für die häufig bei strahlungsreichem
Wetter zu beobachtenden Haufen- oder Konvektionswolken. Cumuluswolken sind stets
die sichtbare Folge konvektiv aufsteigender Luftblasen, die das Kondensationsniveau
überschritten haben.
Steigen diese Warmluftblasen (z.B. bei instabiler Schichtung der Atmosphäre) unter
geeigneten atmosphärischen Bedingungen sehr hoch auf, so geraten die Oberteile eines
großen Cumulus (Cumulus congestus = mächtige Haufenwolke) in Temperaturbereiche die
eine Vereisung der Wolkentröpfchen zur Folge hat (ab etwa -20°C).
Dann geht eine Cumuluswolke mehr und mehr in einen Cumulonimbus
über, also eine Gewitterwolke, welche im voll ausgebildeten Stadium (Reifestadium)
mit ihrer (vereisten) Obergrenze bis an die Tropopause heran reicht. In mittleren Breiten
entspricht dies einer Höhe von 6 bis 14 Kilometer, mit höheren Werten in der warmen
Jahreszeit. In den tropischen Regionen reichen die Obergrenzen von Gewitterwolken bis
in Höhen von 18 Kilometern.
Gewitter können sich zu außerdem zu Superzellen entwickeln, mit starken
rotierenden Aufwinden, overshooting tops (Wolkenobergrenze oberhalb der Tropospause)
und einer Lebensdauer von mehreren Stunden. Superzellen entstehen ebenfalls nur unter bestimmten
atmosphärischen Bedingungen. Neben Geschwindigkeits- und/oder Richtungsscherung
des Windes mit zunehmender Höhe (im Idealfall mit darüberliegendem left exit-Bereich
des Jetstreams) und ausreichender Hebung durch labile atmosphärische Schichtung mit
entsprechenden lapse rates (bzw. ML-CAPE oder MU-CAPE), muss auch ein bestimmtes Feuchteprofil
vorhanden sein (hohe Bodenfeuchte, aber trockene Schicht in mittleren Höhen).
Das Ganze muss natürlich auch noch ausgelöst werden (leichte capping inversion
muss durchbrochen werden), was meist durch Trogdurchgänge, Konvergenzen oder auch
outflow boundarys geschieht. Als zusätzlicher Trigger in den US-Plains kann der dort
funktionierende low level jet angesehen werden, der eventuell vorhandene Inversionen am späten
Nachmittag eindrucksvoll durchmischt und die Zellen zur Explosion bringt. Superzellen sind in der
Regel begleitet von Hagel, Inflow- und Outflow-Winden und gelegentlich auch von genialen Tornados.
