Kees Floor
Kees Floor
De meeste gebruikers van weerberichten zijn vooral geïnteresseerd in zon, regen, temperatuur en wind. De lijnen op een traditionele weerkaart tonen ons echter de luchtdruk, een weergrootheid waar bijna niemand op zit te wachten. Waarom is dat en wat kun je uit die luchtdrukpatronen opmaken?
De eerste weerkaarten werden getekend halverwege de negentiende eeuw. Als ondergrond
voor de genoteerde weerwaarnemingen diende, en dient nog steeds, een geografische
kaart van het aandachtsgebied. Tegenwoordig wordt soms ook een satellietbeeld
als achtergrond gebruikt. Beschikbare weerwaarnemingen staan op de plek op de
kaart die overeenkomt met de locatie waar de waarneming is verricht. Aanvankelijk
ging het, naast temperatuur en vochtigheid vooral om luchtdruk en wind. Zo kon
er een verband gevonden worden tussen die laatstgenoemde twee meteorologische
grootheden, wat het verzamelen en weergeven van luchtdrukgegevens al een stuk
zinvoller maakt dan het op het eerste gezicht lijkt.
Een van degenen die het verband onder woorden bracht in een natuurwet, was KNMI-oprichter
Buys Ballot (1817-1890). Hij deed dat als volgt: "staande met de rug naar
de wind bevindt het lagedrukgebied zich op het noordelijk halfrond links van
de waarnemer en het hogedrukgebied rechts".
 |
 |
 |
| 1. Weerkaart met plotjes, isobaren (dunne zwarte lijnen,
getekend om de 5 hPa), hoge- en lagedrukgebieden en fronten. De isobaren
snijden elkaar niet. Het isobarenpatroon toont lagedrukkernen boven de Atlantische
Oceaan ten zuiden van IJsland en boven de Britse Eilanden. Midden op de
oceaan ligt geheel linksonder het centrum van een hogedrukgebied. Het Engelse lagedrukgebied gaat vergezeld van fronten; deze zijn getekend als dikke lijnen met aan de kant waar het front heen beweegt opgevulde halve cirkels (warmtefront) of opgevulde driehoeken (koufront). De windvlaggetjes tonen de windrichting en windsnelheid; hoe meer streepjes het vlaggetje bevat, des te harder waait het. De wind maakt een hoek met de isobaren en waait enigszins in de richting van de lage druk. Voor het lagedrukgebied uit stroomt relatief zachte, van de subtropische Atlantische Oceaan afkomstige lucht over Spanje en Frankrijk naar onze omgeving; de voorste begrenzing daarvan is het warmtefront. Tijdens de frontpassage ruimt de wind; vergelijk bijvoorbeeld de windrichting in de Duist Bocht (zuidoost) met de windrichting in Den Helder (zuidwest). Aan de achterzijde van de lagedrukzone met kernen bij IJsland en boven Noord-Engeland, stroomt koude, uit de poolstreken afkomstige lucht naar het zuiden. De voorste begrenzing van de koude lucht is het koufront. Ook tijdens de koufrontpassage ruimt de wind; vergelijk daartoe de windrichting in de omgeving van Londen (zuidwest) met die op de zuidwestpunt van Ierland (westnoordwest). De weerkaart toont de situatie tijdens de storm van 25 januari 1990, 12 UTC. Bron KNMI. |
|
|
Plotjes
Latere weerkaarten bevatten veel meer weergegevens. Deze worden gepresenteerd
in zogeheten plotjes. Zo'n plotje bestaat uit een cirkel op de kaart (figuur
1); het midden van de cirkel geeft de positie van het waarnemingsstation aan.
Afhankelijk van de hoeveelheid bewolking wordt de cirkel geheel (zwaar bewolkt),
gedeeltelijk (licht of half bewolkt) of helemaal niet (onbewolkt) zwart 'ingekleurd'.
Op vaste plaatsen rond deze zogeheten stationscirkel komen de overige waarnemingen
te staan: uiteraard die kennelijk onvermijdelijke luchtdruk, maar ook grootheden
zoals de luchttemperatuur, het dauwpunt als maat voor de vochtigheid, het zicht,
het actuele weer, luchtdruktendensen en meer details over de bewolking. Elke
stationscirkel is voorzien van een vlaggetje dat informatie geeft over windrichting
en -snelheid.
Naar believen kunnen weerelementen worden toegevoegd of weggelaten. Zo beperkt
men zich op weerkaarten voor TV bijvoorbeeld tot weersymbolen, temperatuur en
eventueel windgegevens; voor figuur 1 is eenzelfde selectie gemaakt. Ook meteorologen
maken op de huidige computersystemen waarop de weerkaarten getoond worden, vaak
een selectie van weerelementen om alle aandacht te kunnen richten op die onderdelen
van het weerbeeld die op een bepaald moment het belangrijkst of onzekerst zijn.
Luchtdruk en wind
Belangrijker dan de luchtdruk zelf zijn de luchtdrukpatronen. Zulke patronen
ontstaan als je op een weerkaart lijnen trekt waarlangs de luchtdruk overal
dezelfde is; je kunt dat natuurlijk ook de computer laten doen. Als eenheid
voor de luchtdruk is de hectopascal (hPa) in gebruik; vroeger werkte men met
millibar, maar voor de getalswaarden maakt dat niets uit. Men noemt de lijnen
isobaren en tekent ze om de 4 of 5 hPa (zie figuren 2 en 3); in de krant staan
ze vaak om de 10 hPa. Het patroon dat zo ontstaat lijkt sterk op een hoogtekaart.
De laagstgelegen punten op de topografische kaart komen overeen met lagedrukgebieden
(L) of depressies, de bergtoppen met de hogedrukgebieden (H). Er geldt dat het
harder waait naarmate de isobaren dichter bij elkaar liggen; de luchtdrukwaarden
zijn daarbij niet belangrijk; het gaat alleen om de luchtdrukverschillen. De
analogie met een hoogtekaart is duidelijk: hoe dichter de hoogtelijnen bij elkaar
liggen, des te steiler de helling en des te harder suis je op je fiets naar
beneden.
Naast overeenkomsten tussen isobaren op de weerkaart en de hoogtelijnen op de
topografische kaart, zijn er ook verschillen. De lucht valt namelijk niet van
de 'bergtop' (de hogedrukkern) af rechtstreeks het 'dal' in (naar de lagedrukkern
toe), maar stroomt min of meer evenwijdig aan de hoogtelijnen of in dit geval
dus de isobaren. De luchtdrukpatronen laten daardoor wel meteen zien hoe de
lucht stroomt. Rond lagedrukgebieden waait de wind tegen de wijzers van de klok
in, rond hogedrukgebieden met de wijzers van de klok mee, zoals ook te verifiëren
valt met de eerder genoemde 'wet van Buys-Ballot'. Als het andersom zou zijn,
zou de wet niet kloppen.
Hoge- en lagedrukgebieden
De wind waait bij het aardoppervlak niet precies evenwijdig aan de isobaren.
De lucht stroomt in de onderste laag van de atmosfeer over de isobaren heen,
naar de lagedrukkern toe of weg van het centrum van een hogedrukgebied. Hoe
groter de wrijving, des te groter is de hoek tussen de windrichting en de isobaren.
Boven zee gaat het om ongeveer 15 graden, boven land is het meer.
Een en ander blijft niet zonder gevolgen. De lucht hoopt zich namelijk op in
de lagedrukgebieden en wordt daar gedwongen op te stijgen. Tegelijkertijd loopt
het hogedrukgebied leeg, ware het niet dat de uitstromende lucht van boven af
weer wordt aangevuld; hogedrukgebieden worden dan ook gekenmerkt door dalende
luchtbewegingen.
Het omhoog bewegen van lucht leidt meestal tot wolkenvorming. De lucht zet bij
het opstijgen namelijk uit, koelt daardoor af en raakt oververzadigd. Daardoor
treedt er condensatie, dus druppelvorming op en mogelijk vormt zich neerslag.
Bij hogedrukgebieden vindt het omgekeerde plaats. De dalende lucht die daarboven
wordt aangetroffen, wordt samengedrukt, warmt op en droogt uit, zodat eventueel
aanwezige bewolking kan oplossen.
Door het voorgaande worden hogedrukgebieden meestal geassocieerd met mooi weer,
terwijl lagedrukgebieden een slechte naam hebben.
Toch is het in hogedrukgebieden niet altijd zonnig. Vooral in herfst en winter
begint het mooie weer soms pas op 1 kilometer hoogte; daaronder zit dan een
koude luchtlaag met mist of laaghangende bewolking. Ook lagedrukgebieden voldoen
niet altijd aan het gangbare beeld; de zon hoeft het niet altijd te laten afweten.
Maar met deze kanttekeningen geeft een luchtdrukpatroon dus een eerste indruk
van waar de mooiweergebieden liggen en waar het weer tegenvalt.
Fronten
Isobaren worden op de weerkaart ingetekend als dunne lijnen (zie figuren 1 en
2). Ze snijden elkaar nooit, want anders zouden er op een en dezelfde locatie
op het moment waarvoor de weerkaart geldig is, twee verschillende luchtdrukken
gemeten moeten zijn. De meeste weerkaarten waar een meteoroloog aan heeft gewerkt,
bevatten ook dikke lijnen, de zogeheten fronten. Deze fronten zijn veelal gekoppeld
aan een lagedrukgebied en markeren vaak regengebieden of gebieden met veel bewolking
(vergelijk figuur 3). De fronten komen doorgaans samen in één
punt en kunnen de isobaren snijden. Meestal vertonen de isobaren een knik op
de plaats waar het front zich bevindt. Omgekeerd helpen de knikken in het isobarenpatroon
de meteoroloog de juiste positie van het front te vinden. Doordat windrichting
en isobaarrichting zoals we eerder zagen aan elkaar gekoppeld zijn, markeren
fronten in zo'n geval ook plekken waar een windsprong optreedt. Tijdens een
frontpassage ruimt de wind; hij draait bijvoorbeeld van zuidwest naar west of
van west naar noordwest.
Front staat voor voorste begrenzing. In de weerkunde vormt een warmtefront de
voorste begrenzing van warme lucht, een koufront van koude lucht. De warme lucht
wordt aan de voorkant van een lagedrukgebied naar het noorden gevoerd. Dat is
een direct gevolg van het feit dat de lucht rond een lagedrukgebied tegen de
wijzers van de klok in waait en de lucht in het zuiden, dichter naar de evenaar
toe, doorgaans warmer is dan in het noorden, meer naar de poolstreken toe. Evenzo
stroomt aan de achterzijde van een lagedrukgebied koudere lucht naar het zuiden.
Op deze manier roert een lagedrukgebied als het ware in de atmosfeer en maakt
het dat de temperatuurtegenstellingen tussen noord en zuid niet te groot worden.
Niet alle knikken in de isobaren zijn gekoppeld aan fronten. Achter het koufront
markeert zo'n knik vaak een zogeheten trog, een gebied met verhoogde buienactiviteit.
Ook bij troggen treedt een windruiming op.
Conclusies
De luchtdruk is een veel gebruikte grootheid in de meteorologie. Het luchtdrukpatroon
geeft informatie over de wind: deze waait ongeveer evenwijdig aan de isobaren
en is sterker naarmate die lijnen van gelijke luchtdruk dichter bij elkaar liggen.
Bewolking en neerslag verwachten we eerder in de buurt van lagedrukgebieden
dan bij hogedrukgebieden. Knikken in de isobaren markeren slechtweergebieden,
zoals fronten en troggen, zodat de ligging van zones bij de lagedrukgebieden
waarin het weer het slechtst is, nauwkeuriger uit details van het isobarenpatroon
bepaald kunnen worden.