Warum steigen Wolken nicht bis ins Weltall?
Dafür gibt es mehrere Gründe. Schauen wir uns mal die grobe Typisierung der Wolken an,
dann sehen wir, dass Wolken typischerweise nur bis etwa 12 km hoch reichen (in unseren Breiten - in den Tropen ist es etwas höher, im Polargebiet niedriger). Die Wolken des oberen Stockwerks sind Eiswolken, die eigentlich in der Regel nur noch sehr wenig gefrorenes Wasser enthalten, deshalb sind sie auch so durchsichtig:
Der Grund dafür ist, dass die meisten Wassermoleküle bereits vorher durch Regen, Schnee oder Hagel wieder zur Erde zurückgefallen sind. Das passiert, wenn sich Tropfen im Aufwind treffen und vergrößern, wodurch sie so groß werden, dass sie durch die Auftriebskräfte nicht mehr in der Schwebe gehalten werden können (sog. Koagulationswachstum) oder dadurch, dass sich ab ca. -13 °C Eiskristalle zu bilden beginnen, die dann abe -20 °C dominieren, die hygroskopisch sind und Wasser aus der Umgebung anziehen (Bergeron-Findeisen-Effekt):
Dadurch werden dann auch die Eiskristalle so schwer, dass sie aus der Wolke zu fallen beginnen. Wenn sie bis zum Erdboden nicht schmelzen, hagelt oder schneit es. Die Wolken, aus denen diese Niederschläge fallen, erstrecken sich normalerweise über mehr als ein Wolkenstockwerk, es sind v.a. der Nimbostratus (Ns) und der Cumulonimbus (Cb), die Gewitterwolke:
Das heißt, schon in wenigen km Höhe ist von der ursprünglichen Wolkenmasse nicht mehr viel übrig.
Dann folgt mit der Höhe die Tropopause, das ist eine sogenannte Inversionsschicht, dort nimmt die Temperatur mit der Höhe nicht mehr ab sondern irgendwann sogar wieder zu. Das hängt mit der exothermischen chemischen Reaktion von Sauerstoff unter Einfluss von UV-Strahlung zu Ozon zusammen. Eine solche Inversionsschicht verhindert, dass die Luft, die das Wasser oder Eis ja mitführen muss, kaum noch weiter aufsteigen kann, sie wirkt für den weiteren Aufstieg der Wolken beinahe wie ein Deckel auf einem Topf.
Wasser in allen Phasen ist eigentlich ein extrem wirksames Treibhausgas. Die Tatsache, dass der Wassergehalt mit der Höhe so schnell und drastisch abnimmt - was letztlich in den Phasenwechseln des Wassers von Wasserdampf zu flüssigem Wasser zu Eis begründet ist - ist aber ein wesentlicher Faktor, wenn man die Bedeutung der anderen Treibhausgase für klimatische Veränderungen (Klimawandel) beurteilen möchte: In den Höhen, in denen die endgültige Abgabe der Wärme unseres Planeten in den Weltraum erfolgt, gibt es fast keine Wassermoleküle mehr, sondern nur noch CO₂ und CHꜭ, die bei irdischen Temperaturverhältnissen keine derartigen Phasenwechsel erfahren.