1. De atmosfeer Weerkaart voor zaterdag 9 januari 2010

Transcriptie

1 METEOROLOGIE Meteorologie (weerkunde); het bestuderen van de condities van de atmosfeer 1. De atmosfeer 2. Wind 3. Wolken en mist 4. Thermodynamica 5. Neerslag 6. Luchtmassa s en fronten 7. Druksystemen 8. Klimatologie 9. Vluchtgevaren 10. Meteo-informatie

2 1. De atmosfeer Weerkaart voor zaterdag 9 januari 2010

3 1. De atmosfeer Dampkring gezien vanuit de ruimte met op de achtergrond de maan.

4 1. De atmosfeer De luchtlaag om de aarde noemen we dampkring of atmosfeer. De laag is ± 100 km dik. Het weer speelt zich vooral af in de onderste 10 km. De dampkring bestaat voor 78% uit stikstof en 21% uit zuurstof (plus andere gassen zoals koolstofdioxide en waterdamp.

5 1. De atmosfeer Overdag worden aarde en lucht door de zon verwarmd en s nachts koelen ze af. De zon verwarmt sommige delen van de aarde beter en zo ontstaan: temperatuursverschillen en daardoor drukverschillen hierdoor gaat de lucht stromen (horizontaal en verticaal) daardoor ontstaan bewolking, neerslag en lost bewolking op.

6 1. De atmosfeer Overdag wordt de aarde en de dampkring verwarmt door de zon (zon ± 6000 C). s Nachts straalt de aarde warmte uit. In- en uitstraling zijn (ongeveer) in evenwicht De gemiddelde temperatuur op aarde is 15 C.

7 1. De atmosfeer Temperatuursverschillen door zomer en winter. s Nachts straalt de aarde warmte uit.

8 1. De atmosfeer Lucht die warmer wordt, zet uit, wordt lichter en gaat omhoog (koudere lucht daalt). Ligt koude lucht onder warme lucht dan gebeurt er niets (stabiel). Ligt warme lucht onder koude lucht dan stijgt de warme lucht (onstabiel). Warme lucht stijgt nooit verder dan de tropopauze (daarboven inversie = temperatuur stijgt met de hoogte).

9 1. De atmosfeer De standaardatmosfeer: Voor het ijken van instrumenten gaan we uit van een afgesproken standaardatmosfeer: 1. Temperatuur op zeeniveau van 15 C en een gelijkblijvende temperatuurafname van 0,65 per 100 m hoogtetoeneming. 2. De druk op zeeniveau is 1013,2 hpa en neemt in de onderste laag af met 12,5 hpa per 100 m. Op 5500 m is de druk 500 hpa

10 2. Luchtdruk en wind Lucht heeft gewicht. Een m 3 lucht weegt 1,25 kg op zeeniveau. De kolom lucht boven ons hoofd noemen we de luchtdruk. Op zeeniveau is de luchtdruk gemiddeld 76 cm kwikdruk = 1013 mb = 1013 hpa. Op 5500 m is de druk 500 hpa.

11 2. Luchtdruk en wind In Nederland varieert de druk tussen 965 en 1050 hpa. Het gemiddelde is 1013 hpa. Hoogtemeterinstellingen: 1. QFE = druk op veldniveau 2. QNH = druk op zeeniveau 3. QNE = 1013 hpa Isobaren zijn lijnen die punten van dezelfde luchtdruk verbinden.

12 2. Luchtdruk en wind In een huiskamer stijgt warme lucht op en over de grond stroomt koudere lucht richting de verwarming. Daar warmt de koude lucht op en stijgt. Bij de evenaar stijgt warme lucht op en koelere lucht stroomt naar de evenaar.

13 2. Luchtdruk en wind L H Koud H L Warm Warme lucht zet uit en daar ontstaat een hogere luchtkolom. Boven in die kolom wordt de druk hoger dan in de koudere kolom (op die hoogte) er stroomt lucht van de hoge naar de koude kolom de druk onder in de warme kolom daalt en stijgt in de koude kolom er stroomt lucht naar de warme kolom.

14 2. Luchtdruk en wind Een klein lokaal hoge- en lagedrukgebied Op zomerse dagen ontstaat bij weinig wind soms zeewind. Door de hoge temperatuur boven het land ontstaat er een drukverschil met de koudere lucht boven zee (=> einde thermiek aan de kust, kans op zeemist).

15 2. Luchtdruk en wind Windgradiënt: door de wrijving met de grond neemt de windkracht (in vooral de onderste 10 meter) sterk af. Bij sterke wind verhoog je daarom de landingssnelheid om de windgradiënt op te vangen.

16 2. Luchtdruk en wind Windsterkte: Wind kracht Windsnelheid m/s km/h knopen Omschrijving van de wind 0 0 0,2 <1 1 Windstil 1 0,3 1, Zwakke wind 2 1,6 3, ,4 5, Matige wind 4 5,5 7, ,0 10, Vrij krachtige wind 6 10,8 13, Krachtige wind 7 13,9-17, Harde wind 8 17,2 20, Stormachtige wind 9 20,8 24, Storm 10 24,5 28, Zware storm 11 28,5 32, Zeer zware storm 12 > 32,6 > 117 > 63 Orkaan

17 3 Thermodynamica Lucht die opstijgt, koelt af en kan minder waterdamp bevatten => er ontstaat condensatie (bewolking). De relatieve vochtigheid is de verhouding van de hoeveelheid waterdamp die de lucht bij een bepaalde temperatuur bevat en zou kunnen bevatten (verzadigde lucht 100%). De temperatuur waarbij condensatie optreedt heet dauwpunt. De hoogte waarop dit gebeurt condensatieniveau.

18 3 Thermodynamica Lucht die opstijgt, koelt af en kan minder vocht bevatten => er ontstaat condensatie (bewolking). Lucht die daalt, wordt warmer en kan meer waterdamp bevatten => de bewolking lost op.

19 3 Thermodynamica Voor het ontstaan van thermiek is onstabiele lucht nodig: stabiel: na een verstoring wordt het evenwicht weer snel hersteld (knikker in een kom). De thermiek komt niet los. onstabiel: na een verstoring wordt het evenwicht niet hersteld (knikker op een bol). De thermiek komt los.

20 3 Thermodynamica Lucht is onstabiel als een pakketje stijgende lucht doorgaat met stijgen. Dit gebeurt zo lang het pakketje stijgende lucht warmer is dan de temperatuur van de lucht waar het in stijgt.

21 3 Thermodynamica Wanneer de zon schijnt komt er op de grond een meters dikke deken warmere lucht te liggen. Door een verstoring komt de bel los en begint te stijgen. Lucht die omhoog gaat, komt in een gebied met een lagere druk en zet uit. Om uit te zetten wordt arbeid verricht en daardoor koelt droge stijgende lucht 1 C per 100 m af (droogadiabaat). Na condensatie (komt warmte bij vrij) daalt de temperatuur minder snel natadiabaat

22 3 Thermodynamica Stijgende lucht koelt sneller af en zal niet verder doorstijgen als de temperatuur ervan gelijk is aan de temperatuur van de omringende lucht. De stijgende lucht duwt de aanwezige lucht opzij. Er vindt weinig vermenging plaats. In de kern van de bel is het stijgen groter dan het stijgen van de bel zelf.

23 3 Thermodynamica De dagelijkse gang van de temperatuur. Zomers staat de zon om uur het hoogst de hoogste temperatuur is om ±15.00 uur.

24 3 Thermodynamica Wanneer je de gegevens van het weerbericht in deze tabel invult dan kun je berekenen hoe hoog de thermiek gaat. De toestandskromme is de lijn die je kunt trekken nadat je de temperatuur op de verschillende hoogten hebt ingevuld.

25 3 Thermodynamica

26 3 Thermodynamica HOOGTEWINDEN EN TEMPERATUREN: 06 UTC: 0500VT 130/ VT 110/ VT 100/ FL / FL / THERMIEK: IN DE TWEEDE HELFT VAN DE PERIODE IN OPKLARINGSGEBIEDEN MATIG, LOKAAL VRIJ KRACHTIG. MAX. TEMPERATUUR: 22 TOT 25 GRADEN C, OP DE WADDEN EN IN ZEELAND ROND 17 GRADEN.

27 3 Thermodynamica Lucht gaat ook stijgen als het over een berg heen moet. Het stijgen zit aan de windzijde van de helling, aan de andere kant zit dalen. Het stijgen langs de helling is niet gelijkmatig maar erg verstoord.

28 3 Thermodynamica Bestudeer voor je gaat bergvliegen de literatuur over bergvliegen. Neem voldoende checkstarts bij instructeurs die ruime bergvliegervaring hebben. Laat je voor een solostart uitgebreid briefen door een instructeur en houd radiocontact. Altijd van de berg afdraaien (achten), nooit naar de berg toe

29 3 Thermodynamica Houd altijd rekening met behoorlijke turbulentie en ga bij hellingvliegen sneller vliegen dan de normale thermieksnelheid. Wijk tijdig uit. Houd rekening met zeer zware turbulentie in de rotor. Land voor de lokale zonsondergang. Raadpleeg het handboek van het vliegtuig over maximale snelheden bij grote hoogte. Boven 3500 m zuurstof gebruiken.

30 3 Thermodynamica Soms ontstaat er golf. Voorwaarden voor het ontstaan van golf zijn: een krachtige bovenwind vrijwel loodrecht op een bergketen; een onstabiele onderste laag die niet ver boven de toppen uit mag komen; gevolgd door een dikke stabiele laag waarin de windsnelheid met de hoogte toeneemt; daarboven weer een onstabiele laag

31 4 Wolken en mist Indeling van de wolken: Niveau wolkenbasis geslacht Afk. ondergrens bovengrens hoog 5-13 km Cirrus Ci 5000 m m Cirrocumulus Cirrostratus Cc Cs middelbaar 2-7 km Altocumulus Ac 2000 m 7000 m Altostratus As laag 0 2 km Stratocumulus Sc 0 m 2000 m Stratus Nimbostratus St Ns verticaal Cumulus Cu 300 m 2000 m Cumulonimbus Cb 300 m m

32 4 Wolken en mist 5 13 km 2 7 km 0 2 km Cirrusbewolking bestaat uit ijs windveren vaak een voorbode van een storing. Cirrocumulus fijne schaapjeswolken Cirrostratus, egale sluier, geeft een halo (kring) om de zon. Geeft aan dat er een warmtefront komt.

33 4 Wolken en mist Altocumulus, grove schaapjeswolken. Altostratus, een grijsachtige sluier, voorbode van slecht weer, de zon is nog net te zien maar wordt steeds vager. Stratocumulus, grauwe wolken die soms nog stukjes van blauwe lucht laten zien.

34 4 Wolken en mist Stratus, egaal grijs op geringe hoogte. Lijkt op mist maar raakt de grond niet. Nimbostratus, regenwolken. Soms bereikt de regen de grond niet. Regengordijnen. Cumulus; stapelwolken, bloemkoolwolken.

35 4 Wolken en mist Cumulonimbus; lijkt op een cumulus maar dan veel groter en hoger. Aan de bovenkant ontstaat vaak een aambeeld. Kan hagel, hevige regen en onweer met zich mee brengen.

36 4 Wolken en mist De hoeveelheid wolken wordt aangegeven met de bedekkingsgraad. Om de bedekkingsgraad te schatten neem je een stuk lucht recht boven je (maximaal 45 ). Dit doe je om het coulisseneffect te voorkomen. Op de afbeelding is de bedekkingsgraad 4/8. 0/8 is onbewolkt een 8/8 geheel bewolkt.

37 4 Wolken en mist mist: het zicht < dan 1000 m nevel: beperkt zicht maar > dan 1000 m heiigheid: beperkt zicht door rook en stofdeeltjes. s Nachts straalt de aarde warmte uit, koelt af en daardoor koelt de onderste laag lucht af. Mist ontstaat door afkoeling van vochtige lucht of door menging van koude lucht met vochtige lucht.

38 4 Wolken en mist Stralingsmist: ontstaat op heldere nachten wanneer de onderste lucht wordt afgekoeld tot onder het dauwpunt. Advectieve mist: dan schuift warme vochtige lucht over een koud oppervlak; bijv. zeemist; warme lucht van het land koelt boven een koude zee af en stroomt met zeewind het land op Slootmist: ontstaat wanneer de lucht boven het land afkoelt, naar het laagste punt zakt waardoor daar de vochtige lucht boven de sloot condenseert Regenmist: na een regenbui neemt de luchtvochtigheid zover toe dat er mist ontstaat.

39 5 Neerslag In Nederland regent het ± 130 dagen (de meeste dagen maar een paar millimeter). Wolkendruppels zijn zo klein en licht dat ze met de wolk meedrijven. Een motregendruppel bestaat uit wel 1000 wolkendruppeltjes. Is de temperatuur van de wolk hoger dan 0 C dan bestaat de wolk geheel uit regendruppels. Van 0 C tot -12 C dan blijft de wolk uit onderkoelde waterdruppels bestaan en tussen -12 tot -23 C ontstaan ijskristallen.

40 5 Neerslag Neerslag ontstaat doordat druppels samenvloeien tot grotere druppels. Of doordat waterdruppels en tegen ijskristallen botsen en sneeuw ontstaat (-12 tot -23 C). Bij en temperatuur lager dan - 23 C ontstaan soms zulke grote ijskristallen dat die omlaag vallen. De meeste neerslag ontstaat uit sneeuw die tijdens het vallen smelt en als regen op de grond valt.

41 6 Luchtmassa s en fronten s t r o m i n g s p a t r o n e n

42 6 Luchtmassa s en fronten m = maritiem (vochtig) c = continentaal (droog) De brongebieden met de verschillende luchtmassa s die Nederland kunnen bereiken zijn: Arctische lucht Polaire lucht Tropische lucht

43 6 Luchtmassa s en fronten Koufront Warmtefront Occlusiefront Weerkaart van Met hoge- en lagedrukgebieden. De lijnen zijn de isobaren (lijnen die plaatsen met dezelfde druk verbinden).

44 6 Luchtmassa s en fronten

45 6 Luchtmassa s en fronten

46 6 Luchtmassa s en fronten Waar koude lucht op warme botst (of warme op koude) ontstaat een front. Daar ontstaan depressies, draaikolken, een kern met lage druk. Die langzaam draaiende lucht trekt bij ons vaak van zuidwest naar noordoost.

47 6 Luchtmassa s en fronten Na passage van een koufront zijn de vliegomstandigheden gunstig (goed zicht en cu). Bij een koufront schuift de koude lucht (zwaarder) onder de warme lucht en drukt deze omhoog. De lucht die omhoog gedrukt wordt condenseert. Een koufront is meestal maar 100 tot 200 km breed. Korte hevige regen

48 6 Luchtmassa s en fronten

49 6 Luchtmassa s en fronten Bij een warmtefront schuift de warme lucht op de koude lucht. De lucht die omhoog gedrukt wordt condenseert. Na passage warmtefront zijn vliegomstandigheden slecht. Het front kan wel 1000 km breed zijn en veroorzaakt langdurige motregen.

50 6 Luchtmassa s en fronten

51 6 Luchtmassa s en fronten Wanneer het koufront het warmtefront inhaalt ontstaat er een occlusiefront. Op de afbeelding zie je een warmtefront, een koudefront en een occlusiefront

52 7. Druksystemen Circulatieschema van de lucht rond de aarde. De warme lucht van de evenaar daalt bij de subtropen. Een deel stroomt terug naar de evenaar. Een kleiner deel stroomt in onze richting.

53 7. Druksystemen Een klein deel van de warme lucht van de evenaar bereikt de polen en een deel van de polaire lucht stroomt naar de evenaar. Het polaire front verschuift met de seizoenen en door invloed van de bergen.

54 7. Druksystemen Door de zon ontstaan temperatuursverschillen drukverschillen de lucht gaat rond de aarde stromen warmte en vocht worden over de aarde verdeeld.

55 7. Druksystemen

56 7. Druksystemen De lucht stroomt van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied en ondervindt op het noordelijk halfrond door het draaien van de aarde een afwijking naar rechts Bij de evenaar draait de aarde en de lucht met een snelheid van 1656 km/h. Dichter bij de polen langzamer => van snel naar langzaam (of langzaam naar snel) afwijking naar rechts.

57 7. Druksystemen Weerkaart van met hoge- en lage drukgebieden. De lijnen zijn de isobaren; lijnen die punten met de zelfde druk verbinden. De lucht wil van een hoge- naar een lagedrukgebied. Waar isobaren dicht bij elkaar liggen waait het hard.

58 7. Druksystemen De lucht wil van een hogenaar een lagedrukgebied stromen. Door de afwijking naar rechts stroomt de lucht bovenin een hoge- of lage drukgebied vrijwel gelijk aan de isobaren. In de onderste kilometer wordt de lucht door wrijving met de aarde afgeremd en stroomt daar naar het lagedrukgebied.

59 7. Druksystemen In een hogedrukgebied komt de lucht van boven binnen, draait rechtsom en stroomt over de grond uit naar het lagedrukgebied. Bij een lagedrukgebied stroomt de lucht van de grond af binnen en stroomt bovenin uit.

60 7. Druksystemen Bij de grond wordt de luchtstroming afgeremd door wrijving met de aarde. Door de wrijving neemt de wind af en wordt de corioliskracht kleiner met als gevolg dat de stromingsrichting verandert. De wind buigt daar minder af naar rechts. De wind ruimt met de hoogte (gaat met de klok mee)..

61 7. Druksystemen Een lagedruk gebied, draait tegen de klok in en een hogedrukgebied met de klok mee (op het noordelijk halfrond).

62 8 Klimatologie Het klimaat is het weer bekeken over een lange periode. Het klimaat op aarde wordt voor een groot deel bepaald door de zon. Gebieden waar de zon loodrecht boven staat zoals de tropen worden heet en de polen zijn koud.

63 8 Klimatologie Ook de ligging van bergen, de invloed van golfstromen en de luchtcirculatie rond de aarde beïnvloedt het klimaat in een bepaald gebied. Door de zon wordt het heet bij de tropen. Daar stijgt de warme lucht tot de tropopauze en stroomt dan richting de polen.

64 8 Klimatologie Wanneer de aarde niet zou roteren dan zou de lucht rechtstreeks naar de polen stromen. Door de rotatie wijkt de luchtstroom af en ontstaan westoost stromingen. Bij de 30 e breedtegraad daalt de lucht. Dalende lucht wordt warmer en kan meer waterdamp bevatten => de Sahara woestijn is kurkdroog.

65 8 Klimatologie Van de polen stroomt koude lucht naar de 60 e breedtegraad om daar op te stijgen en voor een groot deel weer terug te keren naar de polen. Bij de 60 e breedtegraad botst warme lucht van de subtropen koude lucht van de polen en hierdoor ontstaan er steeds weer depressies.

66 Er ontstaan steeds weer depressies op de Oceaan en die trekken langs de kust naar Scandinavië. 8 Klimatologie Landklimaat: midden Europa droog, hete zomers en koude winters. Zeeklimaat: Nederland; nat, warme winters en koele zomers

67 9. Gevaarlijke vliegsituaties Risico s bij onweer: Blikseminslag (kabel 400 m bliksemaantrekker) Draaiende wind, windstoten en turbulentie Sterke windtoename en draaien windrichting (180 ) Zware neerslag, hagel, ijsafzetting en slecht zicht Zeer sterk stijgen en sterk dalen Lagere wolkenbasis Stormopstelling/schuilen

68 9. Gevaarlijke vliegsituaties Zeemist: de zeewind neemt koude vochtige zeemist mee waardoor vliegvelden vlak bij kust ineens dicht komen te zitten. Windgradiënt: door de wrijving met de grond neemt de windkracht in vooral de onderste 10 meter sterk af. Turbulentie en wegvallen van de wind door obstakels.

69 9. Gevaarlijke vliegsituaties IJsvorming: 1. verslechtert het profiel 2. verkleint de lift 3. verhoogt het gewicht 4. verstopt de pitot en de statische openingen 5. kan de rolroeren blokkeren. In wolken die kouder zijn dan 0 C ontstaat het gevaar van ijsvorming. Zweefvliegtuigen mogen niet in de wolken vliegen.

70 10 Meteo informatie Op vind je onder de knop >>> zweefvliegweer links naar meteowebsites.

71 10 Meteo informatie De belangrijkste site: schuwingen_en_verwac htingen/luchtvaart/weer bulletin_kleine_luchtvaa rt.html Bestudeer op die site ook de TAF en de METAR Een uitleg staat bij: achtergrondinformatie

72 10 Meteo informatie Weerlimieten die op veel zweefvliegterreinen gehanteerd worden: wolkenbasis (minimaal) horizontaal zicht (minimaal) windsnelheid (maximaal) lierstart sleepstart 1000 ft (ca 300m ) 1500 ft (ca 450 m ) 3 km 5 km 25 knopen (ca 12 m/s) 20 knopen (ca 10 m/s)