Kees Floor, Zenit april 2006
Kees Floor, Zenit april 2006
Als hogedrukgebieden het weer bepalen, vinden veel weerkundigen dat maar saai: er gebeurt niets, er verandert niets en er valt weinig te vertellen. Het sombere weer van begin februari 2006 vormde hierop echter een gunstige uitzondering. De temperatuurtegenstellingen tussen de lucht bij het aardoppervlak en die op enkele honderden meters hoogte, waren namelijk opmerkelijk groot. Bovendien viel er sneeuw uit een slechts enkele honderden meters dikke mist- en wolkenlaag. In hoger gelegen gebieden was het zacht en scheen de zon Verder lag er in Midden-Europa op veel plaatsen sneeuw. Met bewerkte satellietbeelden is het onderscheid tussen bewolking en sneeuw gemakkelijk te maken.
 |
 |
|
|
 |
 |
|
Registratie van het verloop van temperatuur (rood) en dauwpuntstemperatuur (dikke blauwe lijn) met de hoogte; De Bilt 1 februari 2006, 00UT. Als temperatuur en dauwpunt dicht bij elkaar liggen, zoals in het alleronderste laagje van de dampkring, is de lucht erg vochtig; liggen de beide temperaturen ver uit elkaar, zoasl bijvoorbeeld op 850 hPa, dan is de lucht erg droog. Langs de verticale as is de luchtdruk uitgezet in hPa. De bovenzijde van het afgebeelde deel van het diagram ligt op ongeveer zes kilometer hoogte. Om praktische redenen is de temperatuur niet uitgezet langs de horizontale as. De dunne blauwe lijnen van gelijke temperatuur staan daardoor niet rechtop, maar lopen schuin van linksonder naar rechtsboven. Bron: WeerOnline. |
De temperatuur van de lucht neemt in de dampkring gemiddeld genomen af met de hoogte. Daardoor is het in hoger gelegen berggebieden doorgaans kouder dan in het dal of op zeeniveau. Toch zijn er ook gevallen waarbij de temperatuur juist toeneemt met de hoogte. Dat gebeurt bijvoorbeeld in de onderste lagen van de atmosfeer, als de bodem en de daaraan grenzende luchtlaag bij helder weer door nachtelijke uitstraling sterk zijn afgekoeld. Op de nadering van een warmtefront kan eveneens een inversie, zoals zo'n naar boven toe warmer wordende laag wordt genoemd, optreden.
Subsidentie-inversie
Daarnaast zijn er inversies
die samenhangen met hogedrukgebieden; in hogedrukzones treden namelijk dalende
luchtbewegingen op die de lucht doen opwarmen. De ondergrens van de laag met 'opgewarmde'
lucht ligt gewoonlijk op ongeveer een kilometer hoogte. De temperatuur is in de
luchtlaag eronder dan wat lager. Zo'n temperatuuropbouw van de atmosfeer heet
stabiel. Lucht van onder de zogeheten subsidentie-inversie kan niet doordringen
tot de warmere laag erboven; uitwisseling tussen de beide luchtlagen is nagenoeg
onmogelijk. Daardoor prikt bijvoorbeeld ook de rook van een grote brand niet door
een inversie hen en spreidt hij zich net onder de warme laag uit. Bij de oliebrand
van 11 december 2005, toen het weer onder invloed stond van een hogedrukgebied,
was dat goed te zien (zie Zenit februari 2006).
De eerste dagen van februari
2006 domineerde opnieuw een hogedrukgebied het weer in West-Europa. Ook nu bood
het markant aanwezige hogedrukgebied geen garantie voor zonnig weer. Een laag
met mist en laaghangende bewolking onttrok de zon in Nederland en grote delen
van België aan het zicht en veroorzaakte er somber weer. Op de satellietbeelden
van die periode, zoals figuur 1, zijn de mist en bewolking goed te zien. Tevens
is eruit af te leiden dat de vochtige laag niet al te dik kan zijn; De Ardennen
steken er makkelijk boven uit, evenals hoger gelegen delen van Duitsland.
Flinterdun
Metingen van de radiosondes van De Bilt, die tweemaal per dag aan een weerballon
opstijgen, bevestigen dat de mist- en wolkenlaag flinterdun was. Op 1 februari
ging het zelfs om een koud laagje van niet meer dan ongeveer tweehonderd meter
dikte en een temperatuur van enkele graden onder nul. Tegelijkertijd was het op
vijfhonderd meter hoogte tien graden boven nul! De grens tussen de koude onderlaag
bij het aardoppervlak en de warmere laag daarboven schommelde rond de tweehonderd
meter. Op de registratie van temperatuur (groen) en dauwpunt (blauw) op die hoogte,
afkomstig van de KNMI-meetmast in Cabauw, is dat duidelijk te zien (figuur 2,
boven). Waar temperatuur en dauwpunt samenvallen, is de relatieve vochtigheid
honderd procent, wat duidt op de aanwezigheid van mist of bewolking. Hoe groter
het verschil tussen de beide temperatuurwaarden, des te droger de lucht. De sensor
bevindt zich het grootste deel van de dag in de koude, vochtige mistlaag, waarin
de temperatuur onder nul ligt. Tussen 1 en 5 uur in de ochtend is de lucht echter
enige tijd warmer en droger; later in de ochtend is dat opnieuw het geval. De
sensor bevindt zich op die momenten in de droge, zachtere lucht boven de inversie.
Het onderste deel van figuur 2 geeft de temperatuur en vochtigheid op 140
meter hoogte; de mist en de vorst konden zich daar de hele dag handhaven. Een
zelfde patroon was op andere, lagergelegen niveaus waarop gemeten wordt (niet
afgebeeld), eveneens terug te vinden.
Ook in figuur 3 is te zien dat de temperatuur
in de mist lager is dan erboven. In de Ardennen, die boven de inversie uitsteken,
is de temperatuur 's middags om twee uur opgelopen tot 11 graden, terwijl het
tegelijkertijd bijna overal in Nederland en Vlaanderen bleef vriezen.
Wintersmog
De inversie houdt niet alleen de mist en de kou gevangen in de onderste luchtlaag.
Ook verontreinigingen in de lucht kunnen er niet uit weg, worden dus niet verdund
en kunnen zo een bijdrage leveren aan de wintersmog. De verontreinigingen kunnen
ter plaatse in de atmosfeer terecht komen of worden aangevoerd van uit industriegebieden
elders, bijvoorbeeld over de grens met Duitsland. In Nederland viel het nog mee;
de luchtverontreiniging was er 'licht tot matig'. In België werden wel alarmen
afgegeven voor wintersmog; de situatie werd er op basis van strengere normen dan
er in Nederland gelden, gekarakteriseerd al 'ondermaats tot zeer slecht'.
Uitsneeuwende
mist
In de mistlaag lag de temperatuur op 1 en 2 februari de hele dag
onder nul. Daardoor zette zich ruige rijp af aan bomen en andere voorwerpen. Onder
bomen waar de ruige rijp uit was gevallen of gewaaid, was het wit. Maar ook elders
werd de bodem wit en lag er hier en daar een verassende hoeveelheid sneeuw of
motsneeuw. De uitsneeuwende mist die hiervoor verantwoordelijk was, is een zeldzaam
verschijnsel, zeker bij temperaturen van slechts enkele graden onder nul. Als
de mist is uitgesneeuwd, komt gewoonlijk de zon tevoorschijn.
Mist kan alleen
overgaan in sneeuw als er ijskristallen in voorkomen. IJskristallen kunnen namelijk
zeer snel groeien ten koste van in de omgeving aanwezige mist- of wolkendruppeltjes
en uiteindelijk groot genoeg worden om als neerslag naar beneden te vallen. Het
mechanisme staat bekend als Bergeron-Findeisen-proces en vormt de basis van neerslagvorming
in gemengde wolken, dat zijn wolken die zowel water als ijs bevatten. De ijskristallen
kunnen groter worden doordat de dampspanning boven ijs lager is dan boven vloeibaar
water; daardoor komt er een transport op gang van waterdamp van het vloeibaar
water af en naar het ijs toe.
Mistdruppeltjes bevriezen als ze in aanraking
komen met zogeheten vrieskernen. De kans op zo'n botsing hangt af van het aantal
vrieskernen dat in de lucht zit, de temperatuur, de hoeveelheid water in de mist
en de leeftijd van de mistlaag. Uitsneeuwende mist kan daardoor even gemakkelijk
optreden in mist van drie dagen oud met een temperatuur van vier graden onder
nul als in mist die zich slechts een uur geleden gevormd heeft maar waarin het
dan wel ruim acht graden vriest.
Alle voor het uitsneeuwen van mist bepalende
factoren kunnen van plaats tot plaats sterk wisselen; dat verklaart ook dat er
soms op de ene plaats sneeuw lag, terwijl dat een paar kilometer verderop niet
het geval was. Mogelijk dat uitstoot van vrieskernen door de industrie in deze
situatie eveneens een bijdrage leverde. In dat geval heeft men het wel over 'industriesneeuw'.
 |
 |
|
|
Satellietbeelden.
Op de satellietbeelden uit de periode begin februari 2006 zijn de dunne laag met
mist en laaghangende bewolking boven Nederland, lager gelegen delen van België
en Frankrijk en het Rijndal in Duitsland duidelijk waarneembaar. Vergelijking
van beelden van opeenvolgende tijdstippen laat zien dat het bewolkte gebied zich
langzaam uitbreidde. Zo steekt op 2 februari even na middernacht de Vaalserberg
met nog boven de mist uit (figuur 1), terwijl het Drielandenpunt later op de dag
rond het middaguur in de mist was verdwenen (figuren 4 en 5). Dat kwam doordat
de inversie geleidelijk aan wat hoger kwam te liggen, zoals op opeenvolgende radiosondeoplatingen
van De Bilt te zien was. En hoe hoger de inversie, des te kleiner het gebied dat
er nog bovenuit steekt.
De bovenkant van de bewolking reflecteert het zonlicht
en is daardoor 'sneeuwwit' op satellietbeelden in het zichtbaar licht, zoals figuur
4. De manier waarop dit soort beelden tot stand komt, is vergelijkbaar met hoe
een digitale camera werkt. Objecten die veel rood licht reflecteren, komen rood
in beeld; voor groen en blauw geldt hetzelfde. Satellieten werken echter ook met
andere golflengtegebieden, onzichtbaar voor het menselijk oog, om het aardoppervlak
en de bewolking daarboven in kaart te brengen, zoals het nabij infrarood. Door
de meetwaarden die op deze manier worden verkregen, te koppelen aan kleuren die
we wel kunnen zien, verkrijgt men beelden in false color (figuur 5). Met zulke
beelden kun je bepaalde verschijnselen accentueren, zoals in dit geval de sneeuw
boven onder andere de Alpen. In dit type beelden is vegetatie groen, kale grond
krijgt rode tinten, mist en bewolking zijn lichtblauw, terwijl sneeuw en ijs helder
blauw worden weergegeven. Het onderscheid tussen bewolking en sneeuw is zo gemakkelijker
te maken; dat geldt des te meer bij geautomatiseerde interpretatie van de beelden.
Het satellietbeeld van figuur 1 toont de situatie 's nachts en is dan ook uitsluitend
gebaseerd op meetgegevens in infraroodkanalen van de satelliet. Lichte tinten
komen overeen met lage temperaturen; boven de sneeuw van de Alpen en in Duitsland
is het dus flink afgekoeld.
Bronnen:
(Websites van) DLR, Earth Observatory,
Gazet van Antwerpen, Geert Groen, KNMI, Weer, Weeronline.