Weerwoorden 1 Het verschil tussen NTKC-ers en normale mensen is dat de eerste groep veel meer bij het weer betrokken is. Daarom is het misschien nuttig om daar wat opmerkingen over te maken, zodat je weet wat zich in de lucht afspeelt en wat er achteraan komt. En... we houden het eenvoudig! Hoe komen we aan weer? De aarde draait, wordt overdag door de zon verwarmd en koelt `s nachts af. Dat betekent temperatuurverschillen en verschillen in luchtdruk. Die druk wordt veroorzaakt door het gewicht van de relatief dunne schil lucht die op het aardoppervlak rust. Voor luchtdruk gebruiken we de eenheid hectopascal, hpa, (vroeger was dat de millibar, mb, maar de waarde blijft hetzelfde). 1013 hpa is een normale waarde, 870 hpa of nog lager kun je in een tropische wervelstorm aantreffen, en 1083 hp werd in 1968 in Siberië gemeten. De luchtdruk neemt met de hoogte af, reken zo ongeveer 1 hpa per 8 meter. De wind waait van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied, maar niet in een rechte lijn! Door de draaiing van de aarde wijkt die lucht op het Noordelijk Halfrond af naar rechts, op het Zuidelijk Halfrond naar links. Op de weerkaart kunnen we punten met gelijke luchtdruk met elkaar verbinden. De zo gevormde lijn noemen we een isobaar. Je ziet dat hier die isobaren aan de linkerkant van het lagedrukgebied (niet geheel onlogisch met een L aangegeven) erg dicht bij elkaar liggen. Dat betekent een groot drukverschil over een korte afstand en dus veel wind. Wind ondervindt weerstand door wrijving met de aarde eronder, boven zee niet zoveel, boven land veel meer. Die invloed houdt bij zo'n 1000 meter hoogte op. Boven die wrijvingslaag beweegt de wind zich parallel aan de isobaren - en draait linksom rond een lagedrukgebied; bij een gebied van hoge druk is dat rechtsom. Slimmeriken zullen opmerken dat zo'n lagedrukgebied dan nooit opgevuld wordt. Maar daar komt de wrijving met de aarde weer om de hoek kijken: als gevolg daarvan wijkt de lucht in de wrijvingslaag meer naar links resp. naar rechts af dan in de bovenlucht, in het tekeningetje zijn dat de gestippelde pijlen. Alleen al aan de isobaren op een weerkaart kun je vaak zien wat voor weer het wordt. Let maar eens op als de eteomensen op de TV een weerkaart laten zien. Meestal ruimt de wind met de hoogte. Ruimen: de windrichting verandert en draait met de wijzers van de klok mee. Bij krimpen is dat andersom. Tip: verwacht bij buiig weer niet dat de volgende bui vanuit de heersende windrichting zal arriveren; doorgaans komt die uit een richting rechts daarvan. In de Teletekst pagina 707 (die voor ons kampeerders naast de no's 703 en 704 veel extra informatie geeft) worden na de afkorting van het betreffende vliegveld windrichting en -snelheid in één getal aangegeven: de eerste drie cijfers geven de richting ervan (d.i. waar de wind vandaan komt!!) in kompasgraden, de laatste twee de snelheid in knopen. Een knoop is overigens een halve meter per seconde..
Weerwoorden 2 Vorige keer schreven we iets over de wind. Informatie over richting en sterkte krijg je o.a. van een windzak. Bijgaand plaatje toont een z.g.n. 20-knopenzak (heeft niets met collectes te maken). Als de wind 20 knopen is staat de zak horizontaal en strak. Naast de beweging die lucht evenwijdig met het aardoppervlak maakt zijn er ook omhoog- en omlaag gaande stromingen. Stel je bij het tweede plaatje een ouderwetse huiskamer, verwarmd door een potkachel, voor. Die kachel verwarmt de lucht die er langs strijkt. Die zet uit en wordt lichter, gaat stijgen tot het plafond en beweegt zich langs het plafond in de richting van het raam (hier nog met enkel glas). Daar koelt de lucht weer af, wordt zwaarder en zakt naar beneden, om vervolgens als tocht langs de voeten weer richting kachel te stromen. Kennelijk is er dus bij de kachel aan de grond een lagedrukgebied ontstaan en bij het raam een Hoog. In feite hebben we hier een kleinschalig circulatiesysteem opgebouwd. In de natuur gaat het eigenlijk ook zo! Onthoud: in een lagedrukgebied stroomt de lucht omhoog en in een hogedrukgebied omlaag. Niet echt hard: meters per uur. Toch heeft dat kalme gangetje wél gevolgen en dat leggen we even uit. Een proces waarbij geen warmte met de omgeving uitgewisseld wordt noemen we adiabatisch (niet schrikken!). Laat eens een fietsband van een collega leeglopen en voel hoe koud het ventiel wordt. Als je geluk hebt staat het ijs erop. Wat gebeurt er? De samengeperste lucht in de band zet plotseling uit en moet daarvoor werk doen. De lucht kan (vrijwel) geen warmte aan de omgeving onttrekken en koelt daarom af. Dus: Adiabatisch uitzetten levert afkoeling. Omgekeerd: als we - overmand door schaamte - die band weer oppompen voelen we dat de onderkant van de fietspomp behoorlijk heet wordt: bij het samenpersen van een gas komt energie vrij, het gas warmt zichzelf op. Dus: Bij adiabatische compressie komt warmte vrij. Terug naar die kamer. Vorige keer zeiden we al dat de luchtdruk met de hoogte afneemt. Bij de kachel is dat ook zo, weliswaar héél weinig, maar toch: adiabatische uitzetting en dus een béétje daling van de temperatuur. Omgekeerd wordt de lucht bij het raam samengeperst en dat levert wat warmte op (die de afkoeling bij het raam in dit geval een ietsepietsje tegengaat). Nu weten we allemaal dat lucht waterdamp bevat. Onzichtbaar voor ons, maar het is er wel. Hoeveel? Een kubieke meter lucht kan bij 20 C circa 16 gram water bevatten. Meer kan er niet in: we noemen die lucht dan verzadigd. Koelen we die lucht af tot 0 dan is dat nog maar een gram of vier. Maar de lucht is dan wel weer verzadigd! Het teveel komt eruit als mist, bewolking of dauw - of als water op bovenvermeld raam.
Als we in de winter die koude, met waterdamp verzadigde lucht de kamer inzuigen en lekker naar 20 opwarmen is die lucht niet langer verzadigd. Er kan véél meer water in, maar die aanvankelijk verzadigde lucht uit Siberië wordt nou eenmaal erg droog als we die opwarmen. Nu nóg een nieuw begrip: Relatieve Vochtigheid. Dat is de hoeveelheid water in een volume lucht gedeeld door de hoeveelheid water die de lucht bij die temperatuur (en druk) maximaal kan bevatten. In ons geval heeft die lucht in de kamer dan een Relatieve Vochtigheid (R.V.) van 4/21 x 100 = 19 %. Dat is behoorlijk droog en daarom kraakt die houten vloer ook zo! En nu de conclusie van deze aflevering: In een lagedrukgebied hebben we stijgende, afkoelende lucht. Die kan daarom minder waterdamp bevatten: condensatie, wolkenvorming en dus slecht weer. In een hogedrukgebied: dalende lucht, compressie, opwarming, kan meer waterdamp bevatten: mooi weer!
Weerwoorden 3 "Het weer is niet belangrijk totdat het het is, en dan is het te laaf' Gen. George S. Patton Vaak zie je, nét boven de horizon, een paars/roze tot bruine verkleuring van de lucht. De bovenkant ervan is wel eens egaal zwart of bruin. We noemen dat een inversie. Normaal daalt de temperatuur met de hoogte, maar daar neemt ie juist toe, vandaar die naam. Op het plaatje van een z.g.n. toestandskromme (temperatuur tegen hoogte) zie je dat ingetekend, voor de volledigheid hebben we er ook nog maar een isothermie tegenaan gegooid; daarin blijft de temperatuur met de hoogte constant. Zo'n toestandskromme wordt verkregen met behulp van een ballon met daaraan een klein zendertje (een radiosonde) dat gegevens over luchtdruk, temperatuur en dauwpunt naar de aarde stuurt. (Het dauwpunt is de temperatuur waarbij condensatie van waterdamp begint) Hoe ontstaat zo'n inversie? We noemen één van de oorzaken. Het dalen van de lucht in een hogedrukgebied gaat dag en nacht door, mét de bijbehorende opwarming, maar zoals bekend schijnt s nachts de zon niet - en daarom koelt de aarde in de nacht (als er geen bewolking is om dat tegen te houden) door uitstraling - zó het heelal in - aardig af. Er ontstaat dan een luchtlaag die kouder is dan de lucht erboven. Die inversie houdt als een deksel allerlei dingen tegen, en eronder verzamelt zich alles wat we gezamenlijk de lucht in blazen - dus daarom vaak ook matig zicht. Vliegend kun je het bovenin soms ruiken. Boven de inversie kun je soms wel 100 km ver kijken. Kijk maar weer eens op teletekst pagina 707. In een hogedrukgebied zie je bij "Hoogtewinden en temperaturen" vaak (vooral in de ochtend) dat de temperatuur tijdelijk deels met hoogte toeneemt. En ook dat - meestal - de wind met hoogte ruimt; en dat wisten we al. Doordat radiogolven lekker tegen zo'n inversie terugkaatsen krijg je soms ook slechte ontvangst van TV en FM, omdat ver weg gelegen zenders dan de kans krijgen zich er ook tegenaan te bemoeien. Over andere problemen ermee hebben we het later nog... 1 In de zomer lost zo'n inversie meestal op als de grondtemperatuur maar hoog genoeg wil worden, In de winter is dat vaak veel moeilijker omdat de hoek van de zonnestraling met de aarde dan zo klein is - en daarmee de opwarming. Zo rond 21 december is die hoek - afhankelijk van waar je bent - het kleinst en hier slechts een graad of 15!! Daarom lossen mist en nevel in de periode eromheen dan ook vaak zo moeilijk op. Als er om twaalf uur nog mist of nevel hangt is de kans meestal klein dat die alsnog verdwijnt. Inzicht in het weer krijg je door kritisch - zo vaak je kunt - naar boven te kijken!
Eerst eens een rijtje verschijnselen die je - als je dat doet - kunt zien en die de komst van slecht weer (kunnen) aankondigen. Later leggen we uit hoe dat komt. Een grote of kleine kring om de zon of de maan Contrails (de condensstrepen van de uitlaatgassen van hoog vliegende vliegtuigen) blijven hangen, worden breder of verdwijnen helemaal niet meer. Een of meer bijzonnen (ongeveer 22 links en/of rechts van de zon een bontgekleurde vlek die aan een slordig regenboogje doet denken) Windveren (cirrus) - als ze redelijk georganiseerd aan het uitspansel hangen. In een hogedrukgebied zie je vaak windveren die alle kanten op staan - maar daar heb je dan meestal geen last van... Grappig is dat veel mensen beweren dat ze nog nóóit een bijzon gezien hebben, terwijl je die - afhankelijk van de weersituatie - wel zo ongeveer wekelijks kunt zien.. Het vervelende (of misschien juist wel het leuke) van weer is dat het aantal variaties erop eindeloos is. Daarom moeten we er hier en daar toch wat vaagjes over schrijven, met veel "meestal" en "soms" erin!
Weerwoorden 4 Er is geen slecht weer; er is alleen maar ongeschikte kleding Rinus Boortman, onze bosbaas. Misschien moeten we als NTKC ers kleding nog aanvullen met en tenten.. Het meeste weer in Nederland komt van de Atlantische Oceaan. Daar bevinden zich grote gebieden met warme en koude lucht. Waar twee van zulke gebieden elkaar raken ontstaat een grensvlak dat we een front noemen. We onderscheiden koude en warme fronten. We spreken van een koud front als de aankomende lucht kouder is dan de lucht waarin we ons bevinden. Die koudere (dus zwaardere) lucht schuift als een wig zoals je op het eerste tekeningetje kunt zien onder de warme lucht, waarin het NTKC-tentje (sterk vergroot) is opgesteld. Als we het over een warm front hebben klimt die warme, lichtere lucht tegen de koude op. De helling van de hier getekende frontvlakken is sterk overdreven, in werkelijkheid is die tussen de 1:50 voor een koud front en 1:150 voor een warm front. Ook is het niet zo dat het frontvlak papierdun is, dus van hup koud naar hup warm, nee, denk meer aan 5 tot 100 km. Als bijvoorbeeld boven de oceaan die warmere en dus lichtere over de koudere en dus zwaardere lucht probeert te schuiven er een lagedrukgebied ontstaan. Hoe dat precies gaat zullen we besparen. Vaak ziet dat begin er uit als op het plaatje hier rechtsonder. Veel van die lagedrukgebieden bewegen zich ongeveer van West naar Oost. Het zich er omheen ontwikkelende frontensysteem kan vele vormen aannemen, maar gaan we straks uit van eentje die heel vaak voorkomt en hopelijk jullie op TV en in de krant herkenbaar wordt. lucht kan jullie hier voor Op de weerkaart wordt een warm front aangegeven met een rode lijn of in zwart/wit als een lijn met kleine halve cirkeltjes erop. Die wijzen ruwweg in de richting waarin het front zich beweegt. Het koufront wordt dan een blauwe lijn, of een zwarte lijn met kleine driehoekjes erop. Zo n warmfront loopt doorgaans een dertig kilometer per uur, soms sneller, soms veel langzamer. Als een front stilligt noemen we het stationair en dat kan heel vervelend zijn als het maar blijft regenen. (Het kan ook teruggaan, nog meer ellende dus. Scherpe opmerkers zullen constateren dat een koufront dan ineens een warm front wordt!) Omdat koude lucht zwaarder is gaat die wat sneller dan het warme front ervoor en haalt dat zelfs geleidelijk in.
Waar dat gebeurd is spreken we tot waar het koufront gevorderd is dan het occlusiepunt. Zo n om het laag te krullen en dat geweldig Nederlands - een bent we op 707 ineens het woord dus). Op de kaart ziet zo n occlusie zwart/wit - driehoekjes en halve volgende aflevering zullen we dat tentje daarvan ervaart. van een occlusie. En het punt met eronderr te schuiven heet occlusie heeft de neiging zich noemen we dan - in niet zulk back occlusie. (Onlangs zagen ingedraaid verschijnen, beter eruit als een paarse lijn of in cirkeltjes om en om. In de beschrijven wat die stakker in Soms wordt een hogedrukgebied naar de vorm beschreven als een zadelgebied, zie de tekening. De uitdrukkingen rug van hoge druk, vore van lage druk of een trog hebben denkelijk geen verdere uitleg nodig.
Weerwoorden 5 Fronten vertragen, vervagen, versagen Hans Groeneveld, uiterst ervaren zweefvieginstructeur Vorige keer beloofden we het verder over een herkenbaar frontensysteem te hebben. Nou, daar is dan het kaartje. En nu wordt het eenvoudiger om zo n systeem aan écht weer te koppelen. We hebben ook de isobaren erin getekend (weet je nog, lijnen die punten van gelijke luchtdruk met elkaar verbinden, en de wind waait daar boven de 1000 meter parallel mee). Het begint met het doortrekken van het warme front. De daarbij behorende gebeurtenissen spelen zich daar doorgaans in een relatief traag tempo af. Op een weerkaart betekent een komma motregen, een puntig driehoekje een bui. Waar het grijs is regent het. Eerst zien we misschien dat de contrails van passerende vliegtuigen niet meer oplossen maar steeds breder worden (indicatie dat het vochtgehalte in de bovenlucht toeneemt); een kring om de zon of de maan, één of twee bijzonnen (inmiddels een keer gezien? Ha!) die aangeven dat er hoog in de lucht verse ijskristallen gevormd worden (die het zonlicht als een prisma breken, vandaar die kleurenwaaier). Daarna komt heel fijne bewolking, heel hoog ( 5 13 km), cirrostratus (cs), of windveren, cirrus (ci). Vooral als die lekker parallel liggen (of zelfs met een klein knikje erin) wordt het duidelijk dat er een warm front aankomt. De bewolking zakt steeds verder en wordt dichter, totdat het moment de zon schijnt als door matglas (onthoud die zin) komt. Die bewolking heet altostratus (as) ( 2 7 km) of (lager, 0 2 km) stratus (st). Vaak begint het dan een uur of vier daarna te regenen. Die komt meestal uit de daarbij horende nimbostratus (ns) - een wolk met verticale opbouw - maar soms ook alleen uit de hoge bewolking. En die regen kan vaak een paar uur duren. Zie je overigens dat er bij de fronten een knik in de isobaren zit? Aha, knikt het NTKC-volkje nu begrijpend: bij frontpassage ruimt dus de wind! Klopt, je kunt vaak aan het draaien van de wind merken dat het front gepasseerd is. Waarom dat zo is vertellen we (nog) niet. Op het volgende plaatje zien we de doorsnede van de passage van dat frontensysteem. Het loont om dat tekeningetje goed in je op te nemen: dan herken je de werkelijkheid gemakkelijker. Het is een verticale doorsnede langs de lijn AA op het kaartje. De wolken zijn voorzien van hun (afgekorte) naam.
Na het warme front komt er een veelal enigszins driehoekig gebied: de warme sector. We onderscheiden een open en een gesloten warme sector. Open: dan kan er best wel behoorlijk wat blauwe lucht in zitten. Bij een gesloten warme sector moeten we rekenen op veel bewolking, motregen of aanhoudende regen en matig tot slecht zicht. Een ander gevaar daarbij zijn de soms verscholen (of hidden ) Cb s ofwel cumulonimbus, wolken met een sterk verticale opbouw. Een wolk is een Cb als er wat uit valt, dus regen, sneeuw, hagel, maar het kan er ook uit onweren. En omdat ze als torens boven de aaneengesloten bewolking staan je ziet ze dan vanaf de grond niet. Als je daar - boven die stratusbewolking - tussendoor vliegt is dat een prachtig gezicht. Heb je op de grond dus niks aan. Volgende keer het koufront. En die stakker in dat tentje van vorige keer? Toch nog even wachten!
Weerwoorden 6 Many critics, no defenders Weathermen have two regrets: When they hit no one remembers When they miss no one forgets.. We eindigden vorige keer in de warme sector (zie plaatje hiernaast). Daar achteraan komt het koufront. Nee vrienden, dat betekent niet altijd o wat wordt het koud, want het temperatuurverschil is vaak gering. Belangrijk is dat na de frontpassage de hemel open gaat en dat we zonneschijn krijgen (dus lekker weer). Maar eerst moet dat front dus nog even langs. Dat gaat sneller dan een warm front - maar ook wat heftiger. Stevige buien, soms met onweer cb s dus. En die buiigheid kan soms wel een dagje aanhouden. Als het front voorbij is ruimt de wind weer! Kenmerkend is dat het zicht dan sterk verbetert; als je niet weet wat voor front er voorbij kwam is dat het criterium. Want in die koude lucht zit minder waterdamp. En zo komen we dan meestal in het hogedrukgebied terecht tenzij de rommel van het volgende Laag al weer nadert..een andere leuke verrassing is een trog, die vaak achter het koufront ontstaat. Isobaren lekker dicht bij elkaar, dus wind, en vaak ook veel regen. Maar dat duurt meestal niet zo lang. Nu eindelijk terug naar die zielige kampeerder in BS van januari, met die occlusie boven zich. Als bij een zogenaamde koude occlusie de koudere lucht de koude lucht inhaalt zit de warme lucht ertussen geklemd. Die wordt opgetild: adiabatisch afkoelen, dus condensatie en meestal overvloedige regen. Kan uren duren. En ook nogal eens stevig wat wind. En bij een warme occlusie verdringt koude lucht de koudere. Op de plaatjes kun je dat zien. Niet leuk dus voor die man in dat tentje. Eén troost: fronten en ook occlusies zijn soms zo zwak dat je de passage alleen bemerkt door wat hoge bewolking. En meestal is het zo dat een erg actief warm front gevolgd wordt door een weinig actief koufront en andersom. We lieten hier een veel voorkomende situatie zien, maar vaak is de werkelijkheid totaal anders. Drie occlusies achter elkaar, losse stukken warm front, hapjes koufront die nergens vandaan lijken te komen. En dan is er nog het golvend front, waar een serie koude en warme fronten als een parelsnoer over de aarde schuiven. Daar kunnen dan weer lagedrukgebiedjes aan ontstaan. En als het dan ergens onverwacht stevig regent kan dat komen uit de rest van een laag dat op de weerkaart niet meer terug te vinden is. Geen wonder dat de meteoman die drie tegenstrijdige computerberekeningen met elkaar vergelijkt het dan soms echt even niet exact weet
Heel belangrijk voor ons weer is de straalstroom of jetstream, een band van lucht hoog boven ons waarin het wel 200 km/h kan waaien. Voor vliegers iets om rekening mee te houden (pas in de 2 e wereldoorlog gebeurden er af en toe zaken waar men niets van begreep, er werd schijnbaar veel te snel of veel te langzaam gevlogen, soms met een catastrofale afloop). Vooral de bochten in die straalstroom betekenen iets voor ons. Zo n bocht kan als een soort stofzuiger werken die een lagedrukgebied in stand houdt. Soms denk je: Ah, daar is de regen van het front al. Dat duurt dan wel erg kort en een poosje daarna begint het echt. Dat kan komen omdat de straalstroom een stukje bewolking naar voren getrokken heeft. Je kunt een straalstroom soms zien als er boven de horizon een reeks zeer langgerekte wolken zichtbaar zijn. We noemen dat Lenticularis, lens- of visvormige wolken in dit geval meer palingvormig! In de bergen zijn ze vaak een indicatie van Föhn. Daar gaan we volgende keer mee verder.
Weerwoorden 7 He who shall predict the weather, if he does it conscientiously and with inclination, will have no quiet life anymore, and runs great risk of becoming crazy from nervousness. C.H.D. Buys Ballot (1817 1890) Is het weer op ons terrein de Heerkuil vaak veel beter dan in de rest van ons land of lijkt dat maar zo? Lees maar verder.. Hierbij een tekeningetje van tweemaal dezelfde berg. En we noemden daarbij het woord föhn. Heeft dat iets met haardrogers te maken? Ja! We bespreken hier eerst de echte föhn. Als je zin hebt kun je de berekeningen in dat tekeningetje van die berg even volgen. Als we in stationaire lucht een berg beklimmen neemt de temperatuur 0,65 per 100 m af. Opstijgende lucht daarentegen koelt veel meer af, ongeveer 1 per 100 meter. Tja, dat is weer zo n adiabatisch proces, uitzetten kost warmte Als er aan de helling bewolking ontstaat gebeurt er niet veel, de lucht strijkt over de top en warmt dalend weer op (adiabatische compressie). De temperaturen zijn daarom aan beide zijden van de berg gelijk. Maar stel nu dat het vanuit de bewolking die in die opstijgende lucht ontstaat gaat regenen. Door condensatie van waterdamp komt warmte vrij. Daardoor is de temperatuurdaling per 100 meter veel minder, een 0,6 C/100 m of zo. Als de lucht aan de andere kant daalt is er voor het water dat er uit gevallen is geen warmte meer nodig om het op de reis omlaag te verdampen, want het is weg. Gevolg is dat de lucht in het dal veel droger is en ook veel warmer. Bij 40 C en een relatieve vochtigheid van 20 % is het daar niet echt leuk meer, mensen worden prikkelbaar, meer auto-ongevallen en zo. En de sneeuw verdwijnt ook snel, daarom wordt föhn ook wel Schneefresser genoemd. En die handföhn dan? Die warmt de omgevingslucht fiks op, waardoor tevens een zeer lage Relatieve Vochtigheid ontstaat, dat droogt lekker. En: het is inderdaad waar: in Zuid Limburg heerst ook vaak fôhn: de lucht regent uit tegen de zuidelijke hellingen van de Ardennen en de Eiffel! Dat geeft dus in Zuid-Limburg beter en warmer weer. Let maar eens op hoe vaak op teletekst 707 bij EHBK (Beek) de kreet Cavok staat. Dat betekent clear air - visibility OK. Leuk voor de Heerkuil toch?
Degene die de nogal benauwde woorden in de kop van dit artikel in 1872 in een wat merkwaardig Engels uitsprak was de Nederlander Buys Ballot, grote naam in de weerkunde en bedenker van de naar hem genoemde wet: Lucht beweegt zich van een hogedrukgebied naar een gebied met lage druk en wijkt daarbij op het Noordelijk Halfrond af naar rechts (en op het Zuidelijk naar links. Dat valt te begrijpen als we denken aan wat ene Coriolis, een natuurkundige, bedacht - toen hem gevraagd werd waarom de kanonskogels van het Franse leger nou nooit terecht kwamen waar men wilde: terwijl die kogel vliegt (of in ons geval de lucht die van + naar - beweegt) draait de aarde daar onder door. Denk daar maar eens leuk over na. Het weerprobleem van de kampeerder komt dus wel overeen met dat van de oude BB hierboven: gaat het nou regenen of niet enne wat gaat die wolk daar straks doen? Natuurlijk kunnen we op basis van onze levenservaring wel zeggen dat hoe zwarter een wolk is des te meer kans er is dat er veel regen uitkomt. Als een wolk in de schaduw van een collega hangt ziet het er nog wat afschrikwekkender uit. Om die kampeerder toch nog wat verder te helpen met zijn voorspelling geven we eerst nog een andere doorsnede van de frontenpassage waar we het twee afleveringen geleden over hadden - wolkennamen staan er in. In bijgaand tabelletje zie je hoe die familie met haar afkortingen zo n beetje in elkaar zit. En verder: het is wel handig als je weet hoe zo n wolk er ongeveer uitziet! Probeer die soorten uit je hoofd te leren, dan snap je meteen meer van wat er boven je hoofd gebeurt! Er zijn overigens nog veel meer benamingen. En je ziet ook dat matglas van de vorige keer weer opduiken! Groep Geslacht Afk Van Tot --------------------------------------------------------------------------------- Cirrus ci Hoge wolken Cirrocumulus cc 5000 m 13000 m Cirrostratus cs Middelbare Wolken Lage wolken Wolken met verticale opbouw Altocumulus ac 2000 m 7000 m Altostratus as Stratocumulus sc 0 m 2000 m Stratus st Nimbostratus ns 0 m 2000 m Cumulus cu 100 m 13000 m Cumulonimbus cb 100 m 13000 m Cirrus: fijne ijsnaaldjes, windveren. Cirrocumulus: kleine schapenwolkjes op cirrushoogte Cirrostratus: fijne, egale sluier, soms halo of bijzon. Altocumulus: Grove schaapjeswolken, soms met schaduwpartijen Altostratus: grijsachtige sluier. Zon schijnt als door matglas Stratocumulus: laag van nog afzonderlijk zichtbare wolken Stratus: egaal grijs dek, zit niet erg hoog. Nimbostratus: regenwolk. Donker met lichtere plekken. Cumulus: stapelwolken, onderkant min of meer vlak, bloemkoolvormig, verticale opbouw. Cumulus humilis: geringe verticale ontwikkeling (mooiweerwolk) Cumulus congestus: wolk met behoorlijke verticale ontwikkeling Cumulonimbus: buienwolk, grote verticale ontwikkeling, vaak met cirrusachtige top en aambeeld. Verder is het wel nuttig om Virga te kennen, valstrepen, vlagen regen op enige afstand, niet te verwarren met zonnebalken!
Weerwoorden 8 Het weer: Iedereen praat er over, maar niemand doet er wat aan. Mark Twain. Twain leefde in een andere tijd ( 1835-1910) want er is inmiddels toch iets veranderd: we zijn nu zover dat we er gezamenlijk inderdaad wél wat aan gedaan hebben (de gemiddelde temperatuur is in de laatste dertig jaar zo ongeveer 0,4 omhooggegaan en dat is heel wat) hoewel er zijn steeds meer aanwijzingen dat de invloed van abnormale zonneactiviteit (veel zonnevlekken!) véél groter is dan van ons aards gerommel. En de weervoorspelling: de laatste 10 jaar enorm verbeterd, dank zij satellieten, zeer krachtige computers (zoals die in Bracknell, in de buurt van Londen, waar veel info voor het KNMI vandaan komt) en veel research. Voor de luchtvaart hebben we nu een redelijk betrouwbare en vrij gedetailleerde tiendaagse voorspelling. Maar toch de chaostheorie, die er van uitgaat dat de vleugelslag van één vlinder in het Amazonegebied uiteindelijk het weer hier kan beïnvloeden kun je niet uitschakelen.. Nu eerst, in dit verband, iets geheel anders. Water kookt bij 100 graden en water bevriest bij nul graden? Ja toch? Altijd waar? Onze Oosterburen gebruiken daarvoor het woord Jein, ja én nee dus. Als je bijvoorbeeld een mok koffie in de magnetron opgewarmd hebt kan het zijn dat een beetje suiker erbij de zaak ineens fel aan het koken brengt, waarbij een enorme stoomvorming optreedt. Daar zijn al heel vervelende ongevallen mee gebeurd. Als je ontzettend je best doet kun je onder gecontroleerde omstandigheden de temperatuur op laten lopen tot 200 C voordat het koken begint! Dat gebeurt dan wel uiterst heftig probeer dat dus nooit! Dat heet kookvertraging. En zo we hebben ook vriespuntverlaging. Dat betekent dat er dan bij 0 in een wolk meestal bijna niets bevriest en dat vaak een temperatuur van 40 C of lager nodig is om ijskristallen te kunnen vormen. Voordat water in een wolk kan condenseren heeft het condensatiekernen nodig. Dat kan stof zijn, ook bacteriën of, in de buurt van de kust, zoutdeeltjes. De wolkendeeltjes (water of ijs) in een wolk zijn ongeveer 0,02 mm in doorsnede. Om een regendruppel met een doorsnede van zeg 2 mm te bouwen heb je zo ongeveer een miljoen (!!!) wolkendeeltjes nodig, die ook nog eens in een volume van een liter verspreid zitten. Maar om ijskristallen te vormen moeten er wél vrieskernen aanwezig zijn (en die zijn veel groter maar minder talrijk). En om die lage temperaturen te halen moet een wolk eerst een behoorlijke verticale opbouw (dus lage temperaturen bovenin) hebben voordat er ijs ontstaat. Daarnaast gebeurt het op onze breedte een enkele keer dat er uit een wolk van zeg een 500 meter hoog (d.i. basis - top) wat regen valt (meestal is dat motregen). Daar wordt dan geen ijs in gevormd - maar de wolkendeeltjes krijgen in dat geval de kans zich tot druppeltjes te verenigen die groot genoeg zijn om de grond te bereiken. Dat heet het coalescentieproces. Soms vlieg je op een meter of 400 in de regen. Maar jij op de grond? Geen druppel - de regen is verdampt voordat die je bereikt. Die verdamping kost wél warmte, de lucht koelt af en zakt naar beneden en daarom kan het op de grond onder zo n wolk soms ineens akelig fris worden! Meestal hebben we hier te lande echter te maken met het Wegener-Bergeron-Findeisen proces. Regen is dan bijna altijd eerst sneeuw geweest! Als er voldoende ijskristalletjes in een wolk zijn ontstaan verbinden die zich met elkaar, groeien ten koste van onderkoelde waterdruppeltjes in de buurt en vormen zo sneeuwvlokken. (In feite zie je dat ook in de koelkast: alles wat je erin stopt droogt uit en levert dan al dat ijs dat er af en toe uit moet!) Als ze groot genoeg zijn zakken ze door de wolk, smelten als de temperatuur daarin (of eronder) boven de 0 komt en gaan over in regen. In een forse cumulonimbus (waarin zeer krachtige verticale stromingen) gaat die sneeuw in zo n stroming weer mee omhoog en vervolgens in een dalende luchtstroom weer naar beneden. Dat kan zich vele malen herhalen en zo krijgen we dan hagelkorrels: iedere keer bevriest er een dun laagje water op en worden ze dus steeds groter. Als je een fors exemplaar in de diepvries opslaat en vervolgens voorzichtig doorzaagt zie je een daarom soort toverbalstructuur.
Er gebeurt daarbij ook nog iets anders: vooral in de zone waar naast ijs ook waterdruppels voorkomen worden de op de wolkendeeltjes aanwezige elektrische ladingen (plus en min dus) gescheiden. Dat leidt tot gebliksem en gedonder in de wolk, maar wat later kan het ook tot ontladingen aarde/wolk (de meeste) of wolk/aarde komen. Met een stuk of twintig theorieën (onzekerheid genoeg dus!) dacht men wel te weten hoe dat met die ladingscheiding zou gaan, maar toch.. Een paar jaar geleden ontdekte men (aan de hand van foto s uit geschutcamera s van gevechtsvliegtuigen) dat er vaak ook nog een ontlading naar boven, de ruimte in, optrad, de zogenaamde sprites (waarvan je er hiernaast twee ziet, helaas in zwart/wit - die spikkels zijn overigens sterren). Verbijstering. Kort geleden kwamen daar nog de blue cones bij. Toen bleek ineens dat een hoop vliegers die allemaal al veel eerder gezien hadden, maar ja, je wil niet voor aap lopen - dus je houdt toch je mond maar.
Weerwoorden 9 Es regnet wenn es regnen will, es regnet seinen Lauf, Und wenn s genug geregnet hat So hört es wieder auf. Goethe Tja, dat is ook een weersverwachting. Vorige keer hadden we het over regen en zo uit een wolk. Naast die druppel- en korrelvorming gebeurt er ook nog iets anders: vooral in de zone waar naast ijs ook waterdruppels voorkomen worden de op de wolkendeeltjes aanwezige elektrische ladingen (+ en dus) gescheiden. Dat leidt tot gebliksem en gedonder in de wolk, maar wat later kan het ook tot ontladingen aarde/wolk (de meeste) of wolk/aarde komen. Wanneer gaat het onweren? Dat kan als er onstabiele lucht aanwezig is, d.w.z. als een pakket lucht - zolang het warmer is dan de omgeving - tot grote hoogte kan opstijgen. En als er dan ook nog voldoende waterdamp in zit, die kan condenseren (waarbij warmte vrijkomt) begint het al wat te lijken. Het grote probleem voor de NTKCer op de grond is: ik zie een mooiweer-cumulus (beetje bloemkool) - maar wat doet ie? Lost die na verloop van tijd op of groeit ie door naar een echte onweerswolk? Ook hier weer: ervaring helpt veel, maar wat gegevens over de eigenschappen van de lucht waar je in zit zouden leuk zijn. In het grafiekje hiernaast (temperatuur tegen hoogte) zie je een droogadiabaat en een verzadigd adiabaat, vergezeld van twee denkbeeldige toestandskrommen (niet schrikken dus!). De toestandskromme geeft aan hoe warm de omgevingslucht op een bepaalde hoogte werkelijk is en Adiabaten zijn lijnen die in een grafiek het temperatuurverloop in een opstijgende luchtbel laten zien (dat is die 1 per 100 meter weer). Die lijn schuift naar rechts als het aan de grond warmer wordt. Boven het condensatieniveau (onderkant van de wolk oftewel de wolkenbasis) komt de verzadigde of natadiabaat. Die lijn is minder steil omdat de vrijkomende condensatiewarmte de temperatuurdaling vermindert van 1 naar bijvoorbeeld 0,8 per 100 meter (maar de stijgsnelheid neemt daardoor lekker toe!). Je ziet dan vaak cumulus (Cu) ontstaan, die uit kan groeien tot cumulonimbus. Een Cumulonimbus ofwel Cunimb ofwel Cb is er overigens pas een als er iets uitkomt: regen, sneeuw of hagel! Onweer op de koop toe, maar lang niet altijd dus. Als de droog- en natadiabaten rechts van de toestandkromme blijven is de lucht op weg naar boven warmer en dus lichter dan de omgeving en blijft stijgen totdat de adiabaat de toestandskromme kruist. En voor onweer moet dat behoorlijk hoog zijn, minstens 5000 meter of zo, maar toppen tot 12 km zijn geen uitzondering. Als we toestandskromme 1 hebben is de opstijgende lucht altijd kouder dan de omgeving: er gebeurt dus niks. Bij nummer 2 dus wel! Waarom het om twee uur nog niet onweerde... Terug naar de theorie. Op het plaatje hieronder zie je waarom er om twee uur nog niks aan de hand was maar dat er om drie uur geen houden meer aan was. Als je naar de adiabaat van 14 uur kijkt zie je dat die doodloopt tegen de toestandskromme. Een uur later was de grondtemperatuur zover gestegen dat de adiabaat warmer bleef dan de omgeving, de lucht steeg dus door en boven het condensatieniveau groeide een geduchte onweerswolk. De voorwaarden: warm, een laag 0 -niveau en een hoge luchtvochtigheid, dus hoge dauwpunt- temperatuur (eerst 10 15, bij 18 20 onweer). Vaak zie je vroeg in de ochtend al Floccus (net wol), velden,
ongeorganiseerd en eerst nog lichtdoorlatend wit. Ontwikkelt zich eerst tot normale Cu maar later snel door naar ijsstadium. Wanneer zo om een uur of tien al stevige cumulus ontstaat heb je vaak in de middag buien, soms met onweer. In het begin werkt een Cb als een soort schoorsteen: hij zuigt uit de omtrek lucht aan. Dat betekent: windstilte en/of draaien van de wind, e.e.a. afhankelijk van de heersende wind. Vooral als de wind in de richting van een wolk gaat waaien c.q. dat die wolk tegen de wind lijkt te groeien is het oppassen geblazen. Kijk iedere 2 minuten naar de wolk en let op veranderingen. Groei zie je vooral in de top(pen). Als daar bovenop ook nog zo n gladde, soms schijnbaar halfdoorzichtige, wat vezelachtige massa ontstaat, een gladde bovenkant (calvus) of zelfs een los kapje erboven (pileus) zit er echt ijs in! Soms zie je voor die dreigend zwarte wolk een langwerpige witte rolwolk. Meestal voorbode van een zeer zware bui...
Weerwoorden 10 I know, said the Red Queen, And part of the roof came off and ever so much thunder got in and went rolling around the room in great lumps Lewis Carroll Alice in Wonderland Terug naar het onweer waar we vorige keer middenin zaten. We onderscheiden drie stadia in de groei van een Cb: Het Cu-, volwassen- en eindstadium. Als de hoeveelheid regen, hagel of sneeuw groot genoeg is en de in de wolk opstijgende lucht niet meer in staat is dat allemaal boven te houden komt in het volwassen stadium een deel van de massa naar beneden, de inhoud van de wolk koelt af en er ontstaan valwinden, in principe naar alle kanten, doch be nvloed door de heersende wind. Hoe groter het temperatuurverschil tussen de omgeving en de uit de wolk stromende lucht - des te groter de windsnelheid is. In het laatste stadium is de wolk vrijwel geheel gevuld met dalende lucht, die adiabatisch opgewarmd wordt. Er valt meestal alleen nog maar lichte regen. Leeg is zo n wolk overigens allerminst: niet meer dan 5 % van de inhoud komt naar beneden! Bij voldoende wind in de bovenlucht wordt het aambeeld duidelijk zichtbaar, vaak aan de bovenkant vlak doordat het tegen de tropopauze (de overgang tussen troposfeer en stratosfeer, óók een inversie!) oploopt en niet verder kan stijgen. De kou in de dalende lucht kan tot 5 km ver gevoeld worden! Vervelend van zo n (instabiele) Cb is dat als je er onder zit je niet echt goed kunt zien wat er gebeurt. Het kan ook (stabiele) Ns, Nimbostratus, zijn. Soms kun je de Cb ernaast nog zien en daar voorzichtig je conclusies uit trekken. Doorgaans zijn er in een Cb nog wel verschillen in de kleuren grijs te zien, bij een Ns niet of veel minder, hoewel die soms van binnenuit verlicht lijken... Ook in de Warme Sector, waarin hidden Cb s (verscholen buien) kunnen voorkomen zie je vanaf de grond weinig, misschien dat onder die Cb de bewolking wat zwarter is. Een eenvoudige manier om erachter te komen of er onweer in de lucht zit is om op een radiootje naar een relatief stil stukje van de middengolf te luisteren. Onweer op een afstand van ca 300 km is dan hoorbaar. Als het stil blijft: (nog) geen onweer. Met enige ervaring is in te schatten of het gekraak van bliksemontladingen en de frequentie ervan reden is voor enige zorg. Zo 1 of meer per 3 seconden is minder leuk. Als het gekraak door een sterke zender heen hoorbaar is: afstand minder dan 50 km. Meestal is er dan ook in de lucht al wel het een en ander te zien. En als het onweert: waar slaat de bliksem in? Blikseminslagen worden sterk bepaald door het terreinprofiel en wat er eventueel onder zit. Een puntig voorwerp trekt statische ladingen beter aan dan een bol. Bliksem heeft daarom een voorkeur om op scherpe punten (bergtoppen, rotsen, bliksemafleiders, bomen, spitsen van kerktorens (maar ook paraplu s en golfstokken!) in te slaan. Van uitstekende objecten komt vaak een
elektronenstroom vrij (soms te zien door St. Elmusvuur, nogal interessant je er iemand over hoort vertellen). Liefhebbers met een vleermuisdetector kunnen dat soms hoorbaar maken. Uitsteeksels op een helling worden eerder getroffen dan holtes, maar daarin kan de stroom over de grond dan weer gevaarlijk zijn. Open graten en toppen staan bekend als gevaarlijk omdat daar lading opgebouwd wordt. Schuilen in smalle verticale geulen, in gaten in de rots, bij een grote alleenstaande rots, onder een overhang of een alleenstaande boom is vragen om problemen. Verder is van belang wat er in de ondergrond zit: als die t.o.v. de omgeving sterker geleidend is de kans op een inslag veel groter. Voorbeeld: Vliegveld Hilversum, waar de bezetter in de oorlog een veelheid van elektrakabels ingroef. Dat is ook nu nog te merken! Per etmaal komen er over de hele wereld meer dan 40.000 onweders voor. De bliksem kan ruwweg verdeeld worden in de snelle versie (minder dan 1/10.000 seconde) en de langzame (en hete) die 1/10 tot 1/100 seconde duurt. Eerst bouwt zich een ionisatiekanaal op (waarin haren rechtop, zingende pickels en rotspunten EN ZO) - dringende waarschuwing om snel tot zelfbeschermende activiteiten te komen!!! - en daarna volgt de ontlading, die vaak vanaf de grond begint. Soms zijn er meerdere vonken, dat verklaart het flikkeren van de bliksem. Vertakkingen, kromme bliksems en ook een blikseminslag uit heldere hemel (dus absoluut geen wolken in de onmiddellijke nabijheid, zelf gezien!) horen tot het programma. Velden van 100-3000 V/cm (verticaal), spanningen van 10 8-10 9 V, stroomsterkte tot 100.000 A, temperatuur 30.000 C en een snelheid van 40.000 km/s... Vaak is sprake van een buienlijn (die honderden kilometers lang kan zijn); een aantal buien, waarvan meestal een stel met onweer. In zo n buiencomplex komen meerdere Cb s en Cu s als afzonderlijke cellen na elkaar tot ontwikkeling. Uit de dalende lucht van een bui kan daarnaast een nieuwe cel ontstaan. Een Cb kan lang overleven als de nieuwe cel zich niet naast maar in de wolk zelf ontwikkelt. De invloed van een buienlijn kan ver reiken: soms kan op 70 km afstand de wind daardoor veranderen. Dichterbij een bui is dat in iedere geval: - een plotselinge stijging van de luchtdruk gedurende de nadering van het onweerhoog - een zeer scherp ruimen of wegvallen van de wind - een aanzienlijke vlagerigheid van de wind, die zo n beetje maximaal wordt als de temperatuur daalt en de luchtvochtigheid omhoog gaat. Enne..zoals gezegd: Een wolk die tegen de wind in groeit dient met gepast wantrouwen bekeken te worden