C. Floor; Zenit, april 1993

Geregeld is te zien dat er uit bewolking die zich op afstand bevindt, neerslag valt (figuur links en midden). De neerslag lijkt onder de wolk te hangen als een gordijn, dikwijls gevormd uit afzonderlijke neerslagschachten; vandaar dat het verschijnsel vaak wordt aangeduid als "valstrepen". Valstrepen komen voor onder verschillende wolkensoorten; ze hangen zowel onder zogeheten lage en middelbare als onder hoge bewolking. (Lage, middelbare en hoge bewolking bevinden zich op respectievelijk ongeveer 1, 4 en 7 km hoogte). Bij hogere bewolking is het onderscheid tussen de neerslag en de wolk waar hij uitvalt niet altijd te maken en wordt de vorm van het geheel van neerslag en wolk opgevat als de vorm van de wolk; dat is bijvoorbeeld het geval bij kommawolken (cirrus uncinus, niet afgebeeld) of cirrusbewolking, ontstaan uit vliegtuigwolken. Bij middelbare bewolking en bij buienwolken zijn wolk en neerslag wel gemakkelijk uit elkaar te houden. Er blijken twee situaties mogelijk: de neerslagstrepen reiken tot aan het aardoppervlak, zoals in figuur 1, of ze stoppen eerder (figuur rechts). Volgens de klassieke theorie regent het in het eerste geval, terwijl bij strepen die boven de horizon vrij abrupt afbreken, geen regen valt aan het aardoppervlak. Dit onderscheid is terug te vinden in de regelgeving voor de weerrapporten, die uurlijks circuleren langs de meteorologische diensten en werkt ook door in de naamgeving van de wolken. Zo voegt men bij valstrepen tot aan de grond de term "praecipitatio" (latijn voor "neerslag") toe aan de naam van de wolk. Als de valstrepen het aardoppervlak niet halen dan gaat het om "virga" (eveneens latijn; het betekent "tak", "twijg", "bezem"; er worden tevens "strepen op stof" mee aangeduid). Verondersteld werd dat onder virga op de grond geen regen valt; de neerslag zou zijn verdampt voor hij de grond kan bereiken.

Bui met valstrepen (USA).

Bui met valstrepen (Westbroekse Zodden).

Altocumulus met virga, Kreta.

Het samengaan van valstrepen die niet tot aan de grond reiken, en droog weer wordt ondersteund door Amerikaanse literatuur, zoals "The Glossary of Meteorology" (literatuur 1). Engelse meteorologen (literatuur 2) houden zich wat meer op de vlakte; zij zeggen in hun omschrijvingen van virga alleen dat de valstrepen niet tot aan de grond reiken, zonder verdere verklaring hoe dat kan of wat iemand aan het aardoppervlak waarneemt. Deze terughoudendheid is uiterst verstandig, als we tenminste de Amerikaanse meteorologen Fraser en Bohren van Pennsylvania State University mogen geloven. De conclusie dat de bij virga optredende tamelijk abrupte onderste begrenzing van de valstrepen een gevolg is van het verdampen van de neerslag lijkt hun namelijk onwaarschijnlijk (literatuur 3). Het verdampen van regendruppels is, zo zeggen zij, een geleidelijk verlopend proces. Een "gordijn" van valstrepen zou dan ook vanaf de wolk naar het aardoppervlak langzamerhand lichter van tint moeten worden; in werkelijkheid is de onderste begrenzing van het gordijn vrij scherp; de overgang van donker naar licht vindt in ieder geval plaats over een afstand die klein is ten opzichte van de afstand tussen wolk en aardoppervlak. Overigens tonen berekeningen van Fraser en Bohren bovendien aan dat de tint van de vallende en verdampende regen sneller lichter wordt dan dat de neerslagintensiteit terugloopt; het is alleen daardoor al onwaarschijnlijk dat men op afstand zou kunnen zien of neerslag al dan niet de grond bereikt.

Een theorie verwerpen is één ding, een nieuwe verklaring vinden een tweede. Fraser en Bohren doen twee suggesties, waarvan de eerste duidelijk hun voorkeur geniet. Zij gaan ervan uit dat de vrij duidelijk begrensde onderkant van de valstrepen bij virga een gevolg is van het smelten van sneeuw; dankzij het virgaverschijnsel kunnen we dus het 0C niveau vanaf de grond gewoon waarnemen! De scherpe overgang van donker naar licht heeft twee oorzaken. Sneeuwvlokken houden meer licht tegen dan regendruppels, zodat ze zich donkerder tegen de relatief heldere hemel achter de bui aftekenen. Bovendien is de snelheid waarmee vallende regendruppels naar beneden komen groter dan die van dwarrelende sneeuwvlokken. Onder de smeltzone bevinden zich daardoor weinig neerslagelementen; de regen verdwijnt er namelijk sneller uit dan dat de sneeuw er in valt. Op deze manier kan de overgang van donker naar licht over een betrekkelijk korte afstand plaatsvinden.

Een tweede mogelijke verklaring voor virga is dat deze optreedt bij een beginnende bui en wordt veroorzaakt door regen die te kort onderweg is om de grond al te kunnen bereiken. Zo kost het een regendruppel met een tijdens de val constant blijvende diameter van 1 millimeter 15 minuten om vanuit een wolk op 3 km hoogte aan de grond te komen; sneeuwvlokken doen er uiteraard nog veel langer over. Doordat de druppels tijdens de val door verdamping kleiner worden neemt hun snelheid af; daardoor treedt aan de voorzijde een zekere verdichting op, die mogelijk de vrij plotselinge overgang van donker naar licht teweeg zou kunnen brengen. De meeste waarnemers zullen zonder extra aanleiding, bijvoorbeeld dit artikel, niet het geduld opbrengen om een kwartier of meer naar de virga en het verloop daarvan te kijken, zodat ook over deze verklaring zonder aanvullende waarnemingen geen uitsluitsel gegeven kan worden. Bohren zelf is reeds druk bezig zelf zulke aanvullende waarnemingen te verrichten. Bij het zien van virga pakte hij al eens de auto in plaats van het fototoestel en reed naar de plaats waar de virga zich bevond; voor hij er was moesten de ruitewissers aan en constateerde hij regen op een plaats waar volgens de klassieke theorie de neerslag de grond niet had mogen bereiken. Vandaar zijn voorkeur voor de verklaring waarbij de scherpe begrenzing van de valstrepen bij virga wordt toegeschreven aan de overgang van sneeuw naar regen.

Literatuur:
R. Huschke: "Glossary of Meteorology", Amer. Meteor. Soc. 1959
S. Petterson: "Introduction to meteorology, 2d ed. McGraw Hill, 1958
Met. Office: "Meteorological Glossary", 6th ed. HMSO 1991
Met. Office: "Observers Handbook", 4th ed. HMSO 1982
A.B. Fraser en C.F. Bohren: "Is virga rain that evaporates before reaching the ground?", Mon. Weather Rev 120, p1556, augustus 1992C. Bohren: "Virga: a heretical view", Weatherwise oktober/november 1991, p3
G.W.Th de Bont: "De wolken en het weer", Zutphen 1985