Bij wolken zie je in de praktijk voornamelijk twee fasen van water (de aggregatietoestanden) die samen de zichtbare wolk vormen. Dit zijn:
Het water waaruit wolken bestaan, is vloeibaar of in ijsvorm. De lucht om ons heen bestaat gedeeltelijk uit onzichtbare waterdamp. Pas wanneer die waterdamp afkoelt en condenseert tot vloeibare waterdruppels of vaste ijskristallen, ontstaan zichtbare wolken.
De condensatie van water op condensatiekernen (of de afzetting van waterdamp als ijs op bevriezingskernen) begint op een bepaalde hoogte, bekend als de wolkenbasis of het opstijgende condensatieniveau . Watermoleculen hechten zich aan de deeltjes en vormen wolkendruppels met een straal van ongeveer 20 micrometer (0,02 mm) of minder.
In relatief koude wolken komen onderkoelde waterdruppeltjes en ijskristallen samen voor. Hier speelt zich het Wegener-Bergeron-Findeisen-proces af. Doordat de lucht rond ijs minder waterdamp kan bevatten dan rond de onderkoelde waterdruppeltjes, zal bij verzadigde lucht de damp verrijpen op de ijskristallen.
Zach overlijdt op 20 mei 2013. Vlak voor zijn dood schreef hij een essay voor de universiteit over zijn visie op leven en dood. Sammy, Amy en andere vrienden komen samen voor een groepsfoto ter nagedachtenis aan Zach en merken op dat een wolk in de lucht op een "Z" lijkt. Foto's van de echte Zach en Sammy worden getoond tijdens de aftiteling.
Het teveel aan waterdamp in de lucht condenseert: er ontstaan wolken. 's Avonds stopt de zon met de aarde te verwarmen. De opgaande luchtstromingen vallen stil, er komen zelfs dalende luchtbewegingen, de wind luwt. De wolken komen opnieuw in warmere lucht terecht en lossen helemaal op.
Een wolk kan opwarmen door zonnestraling en langgolvige straling van het aardoppervlak. Door de opwarming overdag neemt het vermogen van de lucht om vloeibaar water te verdampen toe. Lage wolken zoals mist en lage stratocumuluswolken verdwijnen vaak door de opwarming overdag, vooral als er een inkapseling boven de wolken aanwezig is .
Verschillende soorten wolken hebben verschillende effecten op het klimaatsysteem: laaghangende wolken reflecteren meer zonlicht dan hooghangende wolken, maar houden meer warmte vast ; cirruswolken op grote hoogte zijn dun, maar houden meer warmte vast dan dikkere, lagerhangende stratocumuluswolken; cumuluswolken kunnen meer verdamping veroorzaken dan andere soorten wolken; ...
Wolken zijn de zichtbare opeenhopingen van minuscule water- en/of ijsdeeltjes die ontstaan wanneer waterdamp in de atmosfeer condenseert. Wolken kunnen heel hoog worden of er plat uitzien als een pannenkoek. Ze zijn meestal wit van kleur, maar kunnen ook verschillende tinten grijs of helder geel, oranje of rood hebben.
Wolken ontstaan doordat de zon het aardoppervlak opwarmt. Water verdampt en stijgt naar boven. Door de lagere temperaturen hoger in de atmosfeer condenseert de waterdamp en ontstaat er een wolk. Wolken bestaan uit microscopisch kleine waterdruppeltjes of ijskristallen.
Wanneer lucht in de atmosfeer stijgt, koelt deze af en neemt de luchtdruk af. Door de afkoeling condenseert een deel van de waterdamp. Naarmate de luchtdruk daalt, condenseert er ook een deel van de waterdamp. De damp vormt zich tot kleine waterdruppeltjes en zo ontstaat een wolk.
De warme lucht gaat stijgen omdat deze lichter is dan koude lucht (convectie). Naarmate de lucht stijgt, komt deze in steeds koudere omgeving terecht, dus beweegt ze nog verder omhoog. Dit leidt tot afkoeling en uiteindelijk condenseert de waterdamp tot kleine druppels, die samen een stapelwolk vormen.
Bewegende en drijvende wolken
De waterdamp condenseert en er ontstaat een wolk. Zolang de lucht, in de wolk zelf, warmer is dan de lucht om de wolk heen blijft deze drijven. Wolken bewegen door de wind en of de verschillende luchtstromen in de lucht. Wolken bereiken hiermee soms wel een snelheid van 60 km/h.
Lichtende nachtwolken (Noctilucente wolken, NLC's) zijn ijle, wolkachtige verschijnselen in de bovenste atmosfeer . Vanuit de ruimte gezien worden ze polaire mesosferische wolken (PMC's) genoemd en zijn ze waarneembaar als een diffuse, verstrooiende laag van waterijskristallen nabij de polaire zomermesopauze.
Wolken bepalen mede de temperatuur op aarde omdat ze zowel de ontvangen zonnestraling als ook de uitgaande warmtestraling beïnvloeden. Wolken weerkaatsen zonlicht, terug de ruimte in. Zonder wolken zou er minder zonlicht weerkaatsen omdat ze witter zijn dan het aardoppervlak. Wolken hebben zo een afkoelend effect.
Pareidolie is een fenomeen waarbij mensen gelijkenissen zien in willekeurige afbeeldingen, zoals gezichten, dieren of objecten op wolken en rotsformaties.
Cumuluswolken – Lage wolken. Deze wolken zien er pluizig uit en lijken op wattenbolletjes, popcorn of bloemkool. Stratuswolken – Lage wolken, licht of donkergrijs van kleur en over het algemeen uniform van uiterlijk, die het grootste deel van de hemel bedekken. Mist is een stratuswolk.
De Grote Magelhaense wolk heeft een massa die gelijkstaat aan ongeveer 10 miljard keer de massa van de Aardse zon, waarmee het sterrenstelsel 1/100 van de massa van de Melkweg heeft. De diameter van de Grote Magelhaense Wolk is 14.000 lichtjaar.
Kelvin-Holmholtzwolk
Dit zijn uiterst zeldzame verschijnselen, waarbij een wolk een golvend patroon vormt. Ze ontstaan wanneer twee verschillende luchtlagen in onze atmosfeer met verschillende snelheden bewegen (een fenomeen dat bekend staat als schuifspanning). Deze wolken zijn vernoemd naar twee natuurkundigen die turbulentie bestudeerden.
Deze ongelijke hoogte is het gevolg van de rotatie van de aarde en de warmteverdeling: warme lucht nabij de tropen zorgt ervoor dat de troposfeer hoger uitpuilt. Deze laag bevat 99% van alle waterdamp in de atmosfeer, waardoor het de thuisbasis is van het weer. Wolken, regen, sneeuw, wind en stormsystemen ontstaan hier allemaal.
In zijn Essay of the Modifications of Clouds (1803) verdeelde Luke Howard wolken in drie categorieën: cirrus, cumulus en stratus, plus een vierde speciaal type, nimbus .
Kleurrijke wolken
Rond zonsondergang krijgen wolken soms een mooie gele, oranje, roze of rode kleur. Dit komt doordat de zon dan laag aan de hemel staat en het zonlicht een lange weg door de atmosfeer moet afleggen. Het blauwe licht wordt dan hoog in de atmosfeer al geheel verspreid en zal ons niet bereiken.
Over 2,8 miljard jaar zal de oppervlaktetemperatuur van de aarde 422 K (149 °C; 300 °F) bereiken, zelfs op de polen. Op dat moment zal al het resterende leven door de extreme omstandigheden uitsterven. Wat er daarna gebeurt, hangt af van hoeveel water er nog op het oppervlak aanwezig is.
Wolken bestaan uit waterdruppels. In een wolk condenseren waterdruppels op elkaar, waardoor de druppels groter worden. Wanneer deze waterdruppels te zwaar worden om in de wolk te blijven zweven, vallen ze als regen naar de aarde .
De omzetting van natte lucht tot wolken gaat zelfs met een temperatuursstijging gepaard, zodat grote wolken meestal stijgen zoals een luchtballon. De reden waarom een pluim traag naar beneden valt is dat het weliswaar zwaarder is dan lucht, maar toch een groot oppervlak heeft voor zijn kleine gewicht.