Kelvin-Helmholtz-Wolken: Seltene und spektakuläre Wolkenform am Himmel über Südafrika gesichtet

An der Küste von Southbroom vor Durham, Südafrika, haben Urlauber eine seltene Wolkenform aufgenommen, die sogenannten Kelvin-Helmholtz-Wolken. Dabei handelt es sich um Verwirbelungen, die an der Grenze von zwei Luftschichten mit unterschiedlichen Windgeschwindigkeiten entstehen.

Kelvin-Helmholtz-Wolken Südafrika
Kelvin-Helmholtz-Wolken über Southbroom vor Durham, Südafrika. Bild: Instagram@whats_on_durban/@melj313

Die sogenannten Kelvin-Helmholtz-Wolken ziehen wie gemalte Wellen über den Himmel an der südafrikanischen Küste von Southbroom. Wie der örtliche Radiosender EastCoastRadio (ECR) am 6. Januar mitteilte, war letzte Woche einigen Reisenden die besondere Wolkenform aufgefallen. Instagram-User @melj313 hätte die Fotos letzte Woche gemacht, hatte die Seite What’s on Durban schließlich auf Instagram berichtet.

Kelvin-Helmholtz-Wolken, analog zur Kelvin-Helmholtz-Instabilität, die nach Lord Kelvin und Hermann von Helmholtz benannt wurde. Das Phänomen tritt in der Grenzschicht (Scherschicht) zweier Fluide – Gase oder Flüssigkeiten – auf, wenn diese sich in verschiedenen Geschwindigkeiten aneinander vorbei bewegen.

Bei den Wolkenaufnahmen erkennt man die regelmäßigen Verwirbelungen oberhalb der Wolke, die durch unterschiedlich schnelle Luftschichten entstanden sind.

Ebenfalls erst vor wenigen Tagen wurden auch im US-amerikanischen Redmond, Oregon, Kelvin-Helmholtz-Wolken gesichtet, wie der National Weather Service auf X mitteilte. Die Formen würden aussehen wie brechende Ozeanwellen, heißt es im Post.

Die Kelvin-Helmholtz-Instabilität

Kelvin-Helmholtz-Formationen existieren nicht nur als Wolken, sondern in allen Fluiden, also allgemein in Flüssigkeiten und Gasen. Prominentes Beispiel sind die Formationen auf der Saturnoberfläche, einem Gasriesen, dessen rotierende Gasmassen sich in verschiedenen Geschwindigkeiten aneinander vorbeibewegen, sodass an den Scherschichten Verwirbelungen entstehen. Das Gleiche passiert auch auf der Sonne oder dem Jupiter, auf denen ebenfalls die differentielle Rotation vorherrscht.

Die Kelvin-Helmholtz-Instabilität (KHI) kann Wirbel oder Rollen in Strömungen erzeugen, was zu einer Energieumwandlung und einer Massenvermischung in der Richtung quer zu den Strömungen führt.

Einige Leute glauben auch, dass das Gemälde „Sternennacht“ von Vincent van Gogh von den Kelvin-Helmholtz-Wolken inspiriert sein könnte. Denn im Bild sind am Himmel ebenfalls deutliche Wirbel zu sehen.

Kelvin-Helmholtz-Wolken USA
Kelvin-Helmholtz-Wolkenformation bei Sonnenuntergang in Hartford, Oregon, USA. Bild: Paul Danese/Public Domain

Die Wolkenform ist selten und schwer vorhersagbar. Besonders häufig tritt sie in Gebieten mit starker atmosphärischer Turbulenz auf, beispielsweise während eines Wetterumschwungs.

Die Chancen, die Wolken am Himmel zu sehen, sind demnach höher, wenn es windig ist und die Luft unterschiedliche Temperaturen aufweist, wenn beispielsweise warme über kühlere Luft strömt. Ebenso bei Sonnenauf- und Sonnenuntergang, wenn die untere Wolkenschicht kühler als die darüber liegende Luft ist, sodass die obere Luftschicht schneller darüber hinwegzieht und Verwirbelungen erzeugt.

Kelvin-Helmholtz-Wolken haben mit zehn bis zwanzig Minuten nur eine kurze Lebensdauer – die instabile Struktur löst sich schnell wieder auf. Daher erfordert es etwas Glück, um sie rechtzeitig zu bemerken und einfangen zu können.

Die Beobachtung der Wolken liefert wertvolle Erkenntnisse zur Dynamik der Atmosphäre. Wissenschaftler untersuchen sie, um Turbulenzen und Windschichten in der Atmosphäre besser zu verstehen, was entscheidend für Wettervorhersagen und Luftfahrt ist.

Kelvin-Helmholtz-Wolken sind selten und flüchtig sind, dennoch hinterlassen sie einen bleibenden Eindruck und zeigen, dass unsere Atmosphäre ein Ort dynamischer Prozesse ist. Wer einen Blick auf den Himmel wirft, könnte eines Tages das Glück haben, die Wolken am Himmel zu entdecken.