Verschenen in: de Volkskrant 29 februari 1992

Een van de eerste dingen die een meteoroloog leert ter voorbereiding op het maken van weersverwachtingen, is het leggen van de zogeheten "fronten". Op een kaart vol met weerwaarnemingen oefent hij of zij in het trekken van de lijnen, die koude en droge lucht scheiden van warme en vochtige lucht; deze denkbeeldige lijnen worden meestal gemarkeerd door bewolking en regen of sneeuw. Een extra aanwijzing voor de aanwezigheid van een front is een windsprong, een van richting of snelheid veranderde wind. Het lijkt dan ook haast een belediging om ervaren meteorologen een weerkaart voor te leggen met het verzoek er de fronten in te tekenen op de manier waarop dat nu al meer dan 50 jaar dagelijks wordt gedaan op talrijke weercentra verspreid over de hele aarde. Toch verstrekte een groep Amerikaanse top-meteorologen zichzelf onlangs tijdens een workshop deze opdracht. Het resultaat was onthutsend, aldus Clifford Mass van de Universiteit van Washington, die overigens niet lang daarvoor in het "Bulletin of the American Meteorological Society" al een necrologie over het concept front het licht had doen zien. Weliswaar voerde iedereen de opdracht in zoverre succesvol uit dat er fronten op de weerkaart verschenen, maar de posities stemden niet overeen. Ook het aantal fronten dat noodzakelijk werd geacht om de weersituatie te begrijpen, liep uiteen.

De ervaringen tijdens de workshop waren niet de enige aanwijzing voor Mass dat er misschien wat aan de hand was met het klassieke frontenbegrip, zoals dat was ontwikkeld rond 1920 door Vilhelm Bjerkness en medewerkers. Deze groep onderzoekers werkte in Bergen, Noorwegen en staat bekend als de "Noorse School". Hun theorie komt op het volgende neer. De eigenschappen van de lucht in het onderste gedeelte van de dampkring worden bepaald door de herkomst. Boven het noordelijk deel van de oceaan en boven de poolstreken vormt zich koude, relatief droge, in vakjargon "polaire" lucht; meer naar het zuiden bevindt zich warme en vochtige, zogeheten "subtropische" lucht. De grens tussen de beide luchtsoorten ligt op gematigde breedten en verloopt als een slingerende ring rond een halfrond. Oceaanstoringen ontstaan bij voorkeur op deze grens; ze verplaatsen zich vervolgens met de westelijke stroming mee naar het oosten, bijvoorbeeld van de Atlantische Oceaan naar West-Europa. Voor de storingen uit voeren zuidwestenwinden de warme subtropische lucht naar het noorden; er vormt zich daar als het ware een tong met warme lucht. De voorste begrenzing van deze warme lucht noemden Bjerkness en medewerkers het warmtefront, op de weerkaart een lijn met halve bolletjes (zie ook het weerkaartje op de servicepagina in het sportkatern). De achterzijde van de warme lucht vormt tevens de voorste begrenzing van koudere polaire lucht, die aan de achterzijde van de oceaandepressie met noordwestenwinden naar het zuiden stroomt; het koufront wordt afgebeeld als een lijn met driehoekjes. Het koufront trekt sneller van west naar oost dan het warmtefront van dezelfde depressie. Het warmtefront wordt daardoor ingehaald en de warme tong aan het aardoppervlak versmalt. Het deel van het warmtefront dat is ingelopen door het koufront, wordt occlusiefront genoemd; de warme subtropische lucht is er opgetild en losgekomen van de grond. De weerkaart toont een occlusiefront (niet opgenomen in de legenda, vaak wel op de kaart) als een lijn met zowel de halve bolletjes van het warmtefront als de driehoekjes van het koufront.

Bij het volgen van de verplaatsing van fronten volgens opeenvolgende weerkaarten, uitgegeven door gerenommeerde weerkundige instituten, zoals het Amerikaanse "National Meteorological Centre" in Washington D.C., het Britse "Meteorological Office" in Bracknell, Engeland, of de "Deutsche Wetterdienst" in Offenbach, stuitte Mass op merkwaardige zaken. Zo vond hij geregeld volgens de klassieke frontentheorie niet toegelaten rare sprongen in frontenposities of zelfs van hun oorspronkelijke koers afgeraakte fronten. Verder zag hij op die weerkaarten frontale zones verdwijnen en weer terugkomen, waar ze normaal gesproken nooit van de kaart zouden mogen zijn geweest. Ook zag hij fronten ontstaan op plaatsen waar de Noorse School frontvorming niet verwacht of toelaat, ver van de scheidingslijn tussen de koude lucht uit de poolstreken en de warme lucht uit de subtropen. Het warmtefront bleek overigens een probleem apart. Vaak is het veel minder uitgesproken dan men op grond van de klassieke opvattingen mag verwachten en zelfs satellietfoto's verraden zelden de precieze ligging van zo'n front. Ook occluderende fronten gedragen zich niet zoals het hoort; terugbladerend in stapels weerkaarten of satellietfoto's naar het tijdstip waarop het occlusiefront ontstond, kwam Mass lang niet in alle gevallen terecht bij een warmtefront, dat op het punt stond ingehaald te worden door een koufront. Een ander bezwaar van het Noorse School model is dat het niet alle situaties met zwaar weer dekt; gebieden met zware buien en windhozen bijvoorbeeld zijn niet altijd gekoppeld aan de klassieke fronten, maar zijn als weerelementen veel kleinschaliger dan fronten en depressies.

Heeft de frontentheorie van de Noorse School nog wel bestaansrecht, als zij zoveel tekortkomingen vertoont en de meteoroloog veeleer met problemen opzadelt dan hulp biedt bij het begrijpen van de toestand, waarin de atmosfeer zich bevindt? Trouwens, het frontenmodel werd rond 1920 ontworpen, nog voordat er waarnemingen van hogere luchtlagen, laat staan satellietfoto's, beschikbaar waren; het was bedoeld voor gebruik in Noorwegen, dus een beperkt gebied helemaal aan het eind van een uitgestrekte oceaan; mag je dan van zo'n model verwachten dat het 70 jaar later, nu met een groter aantal waarnemingen een veel gedetailleerder beeld is op te bouwen van wat er in de atmosfeer gaande is, nog steeds ongewijzigd bruikbaar is voor alle plaatsen op aarde?

Mass en een groot aantal Amerikaanse collega's zien de problemen, die het frontenbegrip nu oproept, als een waarschuwing dat er iets mis is. Zij zouden geen bezwaar hebben tegen het rigoureus over boord zetten van de traditionele fronten. In de meeste weerdiensten aan weerszijden van de oceaan houdt men thans echter nog onverminderd vast aan het frontenmodel, al staan de meteorologen daar wel open voor de modificaties, die onderzoekers aanbrengen. Vooral de uitkomsten van het onderzoek naar verdere detaillering van het frontenmodel vinden hun weg naar de producenten van verwachtingen. Bij dit type onderzoek worden metingen van buienradar, dopplerradar, weersatellieten, speciale voor de gelegenheid ingezette meetvliegtuigen en mobiele radiosondestations gecombineerd met de reeds beschikbare routinematige metingen. Het onderzoek moet leiden tot de vorming van nieuwe modelvoorstellingen, die deels in de plaats komen van het klassieke frontmodel, deels als aanvulling dienen. Deze nieuwe modelvoorstellingen helpen de meteoroloog niet alleen met de beeldvorming, gebaseerd op een weerkaart met waarnemingen, maar bieden ook houvast bij het interpreteren van radar- en satellietbeelden, die meer en meer in de dagelijkse praktijk beschikbaar komen. Vooral in Engeland is veel gewerkt op deze manier, onder anderen door Browning, de huidige directeur wetenschappelijk onderzoek van de Britse weerdienst; vandaar dat men de daar ontwikkelde theorieën veelal aanduid als die van de "Engelse School". Een belangrijk onderdeel van alle nieuw ontwikkelde modelvoorstellingen vormt de beschrijving en de verklaring van de luchtbewegingen in en rond de frontale zones, die bewolking en neerslag teweeg brengen. Aan de modelvoorstellingen van de Engelse school kleven echter deels dezelfde bezwaren als aan het klassieke frontenmodel: de gebruiksmogelijkheden zijn beperkt tot een begrensd aantal gevallen en tot die delen van de wereld waar de onderzoekers actief zijn.

Een algemene theorie, overal op aarde toepasbaar in alle denkbare weersituatie, heeft de Britse aanpak nog niet opgeleverd. Datzelfde geldt voor een ander front waarop de meteorologische onderzoekers actief zijn in hun pogingen de processen die in de dampkring plaatsvinden, beter te begrijpen. Hierbij ligt het accent op patronen in de atmosfeer, bijvoorbeeld luchtdrukpatronen, patronen van de verdeling van het vocht, patronen van gebieden met stijgende- of dalende luchtbewegingen en dergelijke. Aan zulke patronen-analyses van de atmosfeer komen geen fronten te pas; wel zijn er computers nodig om berekeningen uit te voeren en om de afbeeldingen van de patronen op papier of op beeldscherm te maken. De resultaten van de computerberekeningen worden eveneens gebruikt bij het opstellen van weersverwachtingen; sommige meteorologen gaan er zo mee aan de slag, maar de meeste zullen de computertekeningen eerst voorzien van fronten, om zo de beeldvorming over de weersituatie op de klassieke, geijkte manier te kunnen laten verlopen.

Zolang de impasse voortduurt en er geen alomvattende en algemeen geaccepteerde theorie voorhanden is waarmee meteorologen fronten of "frontachtige" verschijnselen in de atmosfeer te lijf kunnen gaan, zullen de lijnen met bolletjes en driehoekjes de weerkaarten nog wel sieren. En vanaf het moment dat de meteorologische wereld wellicht overstag gaat, de waarnemingen en patronen op de weerkaart voor zichzelf laat spreken en ze niet langer in het keurslijf van de frontentheorie wil dwingen, zullen lezers van dagbladen en andere gebruikers van weerkundige informatie toch nog geruime tijd kaarten met frontenanalyses ontvangen.