Kees Floor, Zenit, januari 2007.
Kees Floor, Zenit, januari 2007.
In het ijs op sloten, vijvers, poelen en grachten ontstaan bij invallende dooi geregeld stervormige patronen. Ze zijn te zien als er op het ijs wat sneeuw of natte sneeuw ligt. In de beide voorgaande winters traden de omstandigheden waaronder de sterren zich vormen enkele malen op. Mocht er dit jaar opnieuw sneeuw en ijs zijn, dan is het verschijnsel ongetwijfeld weer te zien.
 Noordhollands Duinreservaat, Bergen. |  Fort Rhijnauwen, Bunnik. |  Fort Voordorp, Groenekan. |
 Waterschap Biltse en Zeister Grift, De Bilt. |
 Nedereindse Vaart, Oud Maarsseveen, 8-2-2007. |
 Nedereindse Vaart, Oud Maarsseveen, 8-2-2007. |
De sterren in het ijs (figuur 1) worden meestal in verband gebracht met convectie (zie Zenit februari 1977 en Zenit maart 1992). Als er in gassen of vloeistoffen stromingen ontstaan door opwarming van onderaf of afkoeling aan de bovenkant, spreekt men van convectie.
Cellen
van Bénard
In de dampkring treedt geregeld convectie op. Er
ontstaan dan bijvoorbeeld patronen van zeshoekige cellen in bewolking boven zeeën
en oceanen (zie Zenit januari 2005). Figuur
2 laat zo'n patroon zien boven het zuidelijk gedeelte van de Stille Oceaan. Vergelijkbare
patronen worden waargenomen in totaal andere omstandigheden, bijvoorbeeld in de
oceanen, in het inwendige van de aarde, in de zon en andere sterren en bij laboratoriumexperimenten
met vloeistoflagen. Ze staan in de natuurkunde bekend als cellen van Bénard
(zie Zenit februari 1977).
 |
 |
 |
| Figuur 2: Gesloten zeshoekige cellen boven het zuidelijk gedeelte van de Atlantische Oceaan. Datum: 6 juni 2002. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. Bron: NASA. (vergroting; artikel). |
| Figuur 4. Convectiepatroon in ethanol (foto: F.H. Busse uit: Agee, 2006). |
Spaakpatroon
De dooister van figuur 1 (links) werd
gefotografeerd op 1 januari 2005. In deze vorm heb ik de dooisterren het vaakst
waargenomen. Op het eerste gezicht lijkt er weinig verband tussen zo'n ster en
patronen in de bewolking zoals te zien in figuur 2. De dooister van figuur 3 suggereert
zo'n verband echter wel. De ster is ingebed in een zeshoek, een combinatie die
vaker kan worden aangetroffen en in de literatuur geregeld wordt genoemd. De 'spaken'
van de ster wijzen hier veelal in de richting van een van de hoekpunten van de
zeshoek.
Laboratorium en computer
Spaakpatronen in convectiecellen
van Bénard kunnen ook worden nagebootst in laboratoriumproeven en computersimulaties.
Figuur 4 geeft een voorbeeld van een laboratoriumexperiment. In dit geval werd
ethanol gebruikt als experimenteervloeistof. Het patroon trad op in een laagje
van 0,56 centimeter dik bij een temperatuurverschil van 5 graden tussen boven-
en onderkant.
Figuur 5 toont de resultaten van een computersimulatie van convectie.
Ook hier valt direct de combinatie van zeshoekige cellen en spaakpatronen op.
Actinoform
In de atmosfeer komen wolkenpatronen met een spakenpatroon van wolken eveneens
voor. Het gaat dan om de zogeheten actinoforme bewolking, die de laatste tijd
weer wat meer in de belangstelling staat (fguur 6; zie verder Zenit
juli/augustus 2006). De 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.
 |
|
 |
Literatuur
Agee, E.M., An
explanation of actiniae cloud patterns, 14th Conference on Interaction of
the Sea and Atmosphere, Atlanta, Am. Meteor. Soc., 2006
Katsaros, K.B., Convection
patterns in a pond, Bull. Am. Meteor. Soc. 62, p. 1446, oktober 1981
