Kees Floor, Zenit, april 2003.

In het winterhalfjaar vormen zich boven het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan in het zeegebied tussen Groenland en Lapland geregeld venijnige, kleinschalige depressies. Ze staan bekend onder hun engelse naam 'polar low' en gaan vergezeld van veel wind en sneeuwval. De meeste polar lows stranden op de kusten van Noorwegen, Schotland en Denemarken. Boven land neemt hun activiteit snel af. Slechts een enkele maal slaagt een polar low erin de Hollandse, Zeeuwse of Vlaamse kust te bereiken of te passeren. Zo'n geval deed zich voor op 30 januari 2003; figuur 1 geeft een satellietbeeld van deze situatie. Het polar low bracht in grote delen van Nederland en België sneeuw. Aan de Engelse oostkust stond even windkracht 10.

Polar low boven de zuidelijke Noordzee, 30 januari 2003; analyse 12Z en satellietbeeld ca 13Z.

Satellietwaarnemingen
Sinds jaar en dag hebben zeelieden die over de noordelijke wateren varen, verhalen verteld over hun ontmoetingen met felle stormen die uit het niets leken op te doemen en zware averij konden aanrichten. De stormen waren te kleinschalig en te vluchtig voor gedegen onderzoek en konden daardoor ook niet goed voorspeld worden. Bovendien traden ze bij voorkeur op in gebieden waar weinig weerwaarnemingen beschikbaar waren.
Pas in de jaren 60 van de vorige eeuw kwam het onderzoek naar deze stormen echt op gang. Dat hing samen met de lancering van de eerste weersatelliet door de Verenigde Staten in 1960. De satellietbeelden lieten zien dat polar lows veel talrijker zijn dan gedacht. Het onderzoek moest zich vóór het satelliettijdperk noodgedwongen beperken tot polar lows die het land optrokken; alleen boven land is het synoptisch waarneemnetwerk namelijk dicht genoeg voor verdere detaillering. Dankzij weersatellieten is er over dit type weersysteem inmiddels veel meer bekend geworden.
Aanvankelijk viel het nog niet mee om tot een sluitende definitie te komen van een polar low. Wel waren meteorologen het er snel over eens dat het gaat om weersystemen die voorkomen aan de poolzijde van het zogeheten polaire front. Het begrip polaire front komt uit de koker van de medewerkers van de zogeheten Noorse School; deze waren rond 1920 werkzaam aan de Universiteit van Bergen, waar ze de nog steeds in gebruik zijnde theorieën over fronten en depressies ontwikkelden. Een van de begrippen waar zij mee kwamen, was het polaire front. Dit front vormt de verbinding tussen alle depressies van de gematigde breedten, die ook in onze omgeving een dominante rol spelen bij het weer. Het polaire front ligt als een lint rond het noordelijk halfrond en scheidt voortdurend de koude lucht uit het noorden van de warmere lucht uit het zuiden. Depressies kwamen, nog steeds volgens de opvattingen van de Noorse School, tot ontwikkeling in het polaire front; storingen die zich in de koude lucht op afstand van die frontale zone vormden, kwamen in het plaatje van toen nog niet voor.

Depressies in koude lucht
Het vereiste van de meteorologen dus een hele omschakeling toen ze moesten concluderen dat, - aanvullend op de inzichten van de Noorse School, - depressies zich ook in de koude lucht konden vormen aan de noordzijde van het polaire front. Nog weer een stap verder was het om bovendien vast te moeten stellen dat het om verschillende typen depressies ging, aansluitend op de uiteenlopende mogelijkheden die de atmosfeer ten dienste staan om in dat gebied storingen tot ontwikkeling te laten komen. Het polar low is van al deze depressies in de koude lucht het felst en gevaarlijkst, maar desondanks, - of misschien wel juist daardoor, - het meest geliefd bij veel meteorologen en weerliefhebbers.
Aanvankelijk werden alle depressies in de koude lucht ten noorden van het polaire front bestempeld tot polar low (letterlijk: lagedrukgebied in koude, polaire lucht), dus ook bijvoorbeeld weersystemen die nu gewoonlijk worden aangeduid als komma's, omdat hun vorm sterk op die van een komma lijkt. Pas later werd het net rond de polar lows strakker aangetrokken. Dat leidde tot een aantal aanvullende vereisten waaraan een weersysteem moet voldoen om als polar low door het leven te mogen gaan. Gewoonlijk hebben ze een diameter van hooguit 400-800 km; soms zijn ze zelfs nog kleiner. Verder moeten ze ontstaan in koude arctische lucht die uitstroomt over de oceaan. Zodra ze boven land terecht komen, moeten ze snel in activiteit afnemen. Ook sneeuwval en een vlagerige, minstens harde tot stormachtige wind maken deel uit van het profiel van polar lows. Op het noordelijk halfrond gaat het om een typisch winterverschijnsel; het seizoen loopt van oktober tot en met april. Het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan, en dan met name de Barents Zee, de Noorse Zee en het zeegebied ten zuiden van IJsland, zijn de dichtstbijzijnde locaties waar polar lows zich vormen; polar lows die eventueel tot onze omgeving doordringen komen dus daarvandaan. Doordat polar lows worden meegevoerd met de grootschalige luchtstroming, moet er, - net als op 30 januari 2003, - een langgerekte noordelijke stroming staan boven de Noorse Zee en de Noordzee om zo'n weersysteem ook in Nederland of België actief te krijgen.
Het gebied waar polar lows tot ontwikkeling komen, wordt gekenmerkt door grote temperatuurtegenstellingen. Lucht van 20 tot 30 graden onder nul strijkt over de warme golfstroom; de watertemperatuur is plus 5, soms zelfs nog plus 10 graden. Dergelijke omstandigheden vergemakkelijken het ontstaan van de storingen. In het beginstadium ligt de bewolking van het polar low als een krul in de koude lucht. Bij een 'volwassen' polar low spelen sneeuwbuien een rol bij het in stand houden van het weersysteem. Op het satellietbeeld is dan meestal een duidelijke wervel zichtbaar, soms ook met een oog. Een oog is een onbewolkt gebied in het centrum van de depressie, zoals ook geregeld zichtbaar op satellietbeelden van tropische cyclonen. Het oog van het polar low van 30 januari was in de ochtend boven de Noordzee zichtbaar op satellietbeelden ; na wisselwerking van de depressie met het land van Oost-Engeland, werd het oog snel minder markant.

Satellietbeeld
Het (stilstaand) satellietbeeld van het polar low boven de zuidelijke Noordzee is afkomstig van de Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) van de Amerikaanse operationele weersatelliet NOAA 16, die werd gelanceerd op 21 september 2000. Het beeld is samengesteld uit stralingsmetingen in verschillende kanalen of golflengtegebieden: zichbaarlichtkanaal 1, nabij-infraroodkanaal 3 en infraroodkanaal 4. De beeldbewerking vond plaats op het Institut für Meteorologie van de Freie Universität van Berlijn.
Het polar low was de Noordzee op gevoerd door een strakke noordelijke stroming die zich uitstrekte van de poolstreek tot over de Britse Eilanden en de zuidelijke Noordzee. In de koude lucht die door deze stroming zuidwaarts wordt gevoerd, zijn dunne wolkenstraten of koordwolken zichtbaar (middenboven), die geleidelijke overgaan in een celvormig wolkenpatroon. Kennelijk is het relatief warme zeewater noodzakelijk om deze convectieve bewolking in stand te houden; het wolkenpatroon zet zich voort boven de Noordzee en boven de oceaan ten westen van Ierland, maar ontbreekt boven de Britse Eilanden. Wanneer de lucht Schotland is gepasseerd en boven de Ierse Zee terecht komt, begint het proces van wolkenvorming van voren af aan: daar treden weer wolkenstraten op.
In de koude poollucht komen gewoonlijk allerlei wervels voor, waarvan sommige, -maar lang niet alle, - kunnen uitgroeien tot een polar low. Een voorbeeld van zo'n wervel is op het afgedrukte satellietbeeld te vinden voor kust van Noorwegen.
Rechtsboven op de opname is de Botnische Golf grotendeels bedekt met ijs. De noordelijke Oostzee was eind januari sterker dichtgevroren dan in andere jaren; de situatie was zelfs vergelijkbaar met die van de koude winter van 1987. Ook in dit gebied stroomt koude lucht naar het zuiden. De wolkenstraten die dit proces markeren, beginnen niet bij de kust, maar vormen zich pas boven open water.

Literatuur:
Groenland, R., 2003, De geheimen achter pooldepressies, Weer! 4 (1) 30-31.
Renfrew, I.A., 2003, Polar Lows; in: Holton, J.R., Curry, J.A. & Pyle, J.A., Encyclopedia of Atmospheric Sciences, Vol 4, 1761-1767, Amsterdam, Academic Press.

De radarbeelden ende weerkaart van 1500 UT (rechts).
Weerkaart 30 januari 2003 15 UT.