Kees Floor, Het Weer Magazine, december 2010. Reacties: 1.
Kees Floor, Het Weer Magazine, december 2010. Reacties:
1.
 |
 |
 |
|
|
|
Wanneer na een vorstperiode de dooi weer invalt, is het met het schaatsen op natuurijs snel gedaan. Al gauw laten we de sloten en vaarten met de wegkwijnende ijsoppervlakken links liggen. Toch is daar af en toe nog wel een interessant verschijnsel te zien. Als er voor de dooi-inval op het ijs wat sneeuw of natte sneeuw lag, ontstaan er af en toe namelijk grillige, stervormige patronen, die zich donker aftekenen tegen het ijs eromheen.
Convectie
De sterren in het ijs worden meestal in verband gebracht met convectie. Convectie
is het verschijnsel dat er in gassen of vloeistoffen stromingen ontstaan door
opwarming van onderaf of afkoeling aan de bovenkant.
In de dampkring treedt geregeld convectie op: de lucht wordt er overdag boven
door zonnestraling verhit land vrijwel dagelijks opgewarmd. Ook als koude lucht
uitstroomt over relatief warm zeewater, treedt opwarming van onderen af op.
Sterk vertikaal ontwikkelde onweersbuien kunnen als het donker wordt aan de
bovenzijde sterk afkoelen, wat ook de convectie versterkt.
Het bekendste voorbeeld van convectie in de atmosfeer vormen de stapelwolken,
die door meteorologen niet voor niets aangeduid worden als convectieve bewolking.
Soms zie je dat ze zich ordenen in lijnvormige patronen, de wolkenstraten. Op
satellietbeelden is die lijnvormige convectie vaak duidelijk herkenbaar. De
convectie kan ook leiden tot patronen van zeshoekige cellen in bewolking boven
zeeën en oceanen. Het satellietbeeld laat een zeer uitgesproken voorbeeld
van zo'n patroon zien boven het zuidelijk gedeelte van de Stille Oceaan.
In de atmosfeer komen verder nog enigszins afwijkende convectieve wolkenpatronen
voor met een spakenpatroon. Het gaat dan om de zogeheten actinoforme bewolking
(zie beelden hieronder). Dergelijke patronen in de dampkring treden op boven
koud oceaanwater en zijn wat meer uitgerekt, vermoedelijk door verschillen in
windsnelheid of stromingssnelheid tussen de bovenkant en de onderkant van de
laag waarin de convectiepatronen zich voordoen.
Vergelijkbare patronen met cellen en spaken worden waargenomen in totaal andere omstandigheden, bijvoorbeeld in het water van de oceanen, in het inwendige van de aarde, in de zon en andere sterren, bij laboratoriumexperimenten met vloeistoflagen en bij de computersimulaties van al deze verschijnselen. Ze staan in de natuurkunde bekend als Rayleigh-Bénard convectiecellen. De Franse natuurkundige Bénard (1874-1939) beschreef de cellen als eerste in zijn proefschrift dat in 1900 verscheen. In 1916 kwam de Engelsman Lord Rayleigh (1842-1919) met een theoretische verklaring.
Spaakpatroon
De dooisteren hebben meestal een vorm zoals te zien op de foto links boven.
Doordat de dooi niet had doorgezet, was het patroon weer bevroren en daardoor
goed geconserveerd tot het moment dat de zon er weer bij kon komen. Meestal
kun je het verschijnsel alleen waarnemen in somber, nevelig dooiweer, zoals
op de dooisterfoto rechts boven.
Op het eerste gezicht lijkt er weinig verband tussen de 'gewone' dooisterren
en de patronen in de bewolking zoals te zien op het satellietbeeld midden boven.
De dooister op de gracht van fort Rijnauwen suggereert zo'n verband echter wel.
De ster is daar namelijk ingebed in een zeshoek, een combinatie die vaker kan
worden aangetroffen en in de vakliteratuur geregeld wordt genoemd. De 'spaken'
van de ster wijzen hier veelal in de richting van een van de hoekpunten van
de zeshoek.
 |
 |
 |
| Actinoforme bewolkingspatronen boven de zuidelijke Grote Oceaan, 27 juli 2009. Bron: CIMSS. |
|
Stratocumulusvelden boven de zuidelijke Grote Oceaan voor de kust van Peru met gesloten cellen en actinoforme bewolkingspatronen. Datum: 4 september 2003 1555 UTC. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. Datum: 4 september 2003 1555 UTC. Bron: NASA/GSFC MODIS Rapid Response. |
In onze regio (de westzijde van de Heuvelrug) worden de dooisterren inderdaad
door convectie in het water veroorzaakt, maar vaak is de hoofdoorzaak hier geen
dooi. Sterren in/op het ijs van de Westbroekse zodden, de fortgrachten, Molenpolder
en andere wateren in de Vechtstreek en het Noorderpark van Utrecht worden vooral
veroorzaakt door sterke kwel met kwelwater uit de Utrechtse Heuvelrug. Niet
voor niets haalt de Amsterdamse Waterleiding zijn water ook vooral uit de Bethunepolder.
Een gouden greep. Zou dit niet gebeuren, dan liep het hele gebied tussen Maarssen
en Maartensdijk snel onder water. De ondergrond is zo lek als een mandje. Kwel
is dus de reden dat er in dit gebied overmatig veel sterren voorkomen. Ook bij
aanhoudende vorst, zoals ik dat meermalen waargenomen heb in de parkvijvers
van Maarssenbroek.
Even terzijde, maar om dezelfde reden van kwel is de inpoldering van het Naardermeer
eind 19e eeuw begin 20e eeuw mislukt, al was hier sprake van zilt kwelwater
uit de voormalige Zuiderzee. Daarom is er ook verder afgezien van inpoldering
van de andere Utrechtse veenplassen. De Bethunepolder is ook zo’n mislukt
project, maar dankzij de Amsterdamse Waterleiding wordt deze droog gehouden.
Ton Lindemann, Meteo Maarssen