Kees Floor, Zenit mei 2012.

De meeste gebruikers van weerberichten zijn vooral geïnteresseerd in zon, regen, temperatuur en wind. De lijnen op een traditionele weerkaart tonen ons echter de luchtdruk, een weergrootheid waar bijna niemand op zit te wachten. Waarom is dat en wat kun je uit die luchtdrukpatronen opmaken? En is er ook iets van terug te vinden op satellietbeelden?

De eerste weerkaarten werden getekend halverwege de negentiende eeuw. Als ondergrond voor de genoteerde weerwaarnemingen diende, en dient nog steeds, een geografische kaart van het aandachtsgebied. Tegenwoordig wordt soms ook een satellietbeeld als achtergrond gebruikt. Beschikbare weerwaarnemingen staan op de plek op de kaart die overeenkomt met de locatie waar de waarneming is verricht. Aanvankelijk ging het, naast temperatuur en vochtigheid vooral om luchtdruk en wind. Zo kon er een verband gevonden worden tussen die laatstgenoemde twee meteorologische grootheden, wat het verzamelen en weergeven van luchtdrukgegevens al een stuk zinvoller maakt dan het op het eerste gezicht lijkt.
Een van degenen die het verband onder woorden bracht in een natuurwet, was KNMI-oprichter Buys Ballot (1817-1890). Hij deed dat als volgt: "staande met de rug naar de wind bevindt het lagedrukgebied zich op het noordelijk halfrond links van de waarnemer en het hogedrukgebied rechts".

De luchtdruk en de barometer, waarmee die luchtdruk wordt gemeten, spelen een belangrijke rol in de meteorologie.	KNMI-oprichter Buys Ballot (1817-1890).	De wet van Buys Ballot: "staande met de rug naar de wind bevindt het lagedrukgebied zich op het noordelijk halfrond links van de waarnemer en het hogedrukgebied rechts".	Weerkaart met isobaren en richting van de luchtstroming.

Plotjes
Latere weerkaarten bevatten veel meer weergegevens. Deze worden gepresenteerd in zogeheten plotjes. Zo'n plotje bestaat uit een cirkel op de kaart (figuur 1); het midden van de cirkel geeft de positie van het waarnemingsstation aan. Afhankelijk van de hoeveelheid bewolking wordt de cirkel geheel (zwaar bewolkt), gedeeltelijk (licht of half bewolkt) of helemaal niet (onbewolkt) zwart 'ingekleurd'. Op vaste plaatsen rond deze zogeheten stationscirkel komen de overige waarnemingen te staan: uiteraard die kennelijk onvermijdelijke luchtdruk, maar ook grootheden als de luchttemperatuur, het dauwpunt als maat voor de vochtigheid, het zicht, het actuele weer, luchtdruktendensen en meer details over de bewolking. Elke stationscirkel is voorzien van een vlaggetje dat informatie geeft over windrichting en -snelheid.
Naar believen kunnen weerelementen worden toegevoegd of weggelaten. Zo beperkt men zich op weerkaarten voor TV bijvoorbeeld tot weersymbolen, temperatuur en eventueel windgegevens; voor figuur 1 is eenzelfde selectie gemaakt. Ook meteorologen maken op de huidige computersystemen waarop de weerkaarten getoond worden, vaak een selectie van weerelementen om alle aandacht te kunnen richten op die onderdelen van het weerbeeld die op een bepaald moment het belangrijkst of onzekerst zijn.

1. Weerkaart met plotjes, isobaren (dunne zwarte lijnen, getekend om de 5 hPa), hoge- en lagedrukgebieden en fronten. De isobaren snijden elkaar niet. Het isobarenpatroon toont lagedrukkernen boven de Atlantische Oceaan ten zuiden van IJsland en boven de Britse Eilanden. Midden op de oceaan ligt geheel linksonder het centrum van een hogedrukgebied. Het Engelse lagedrukgebied gaat vergezeld van fronten; deze zijn getekend als dikke lijnen met aan de kant waar het front heen beweegt opgevulde halve cirkels (warmtefront) of opgevulde driehoeken (koufront). De windvlaggetjes tonen de windrichting en windsnelheid; hoe meer streepjes het vlaggetje bevat, des te harder waait het. De wind maakt een hoek met de isobaren en waait enigszins in de richting van de lage druk. Voor het lagedrukgebied uit stroomt relatief zachte, van de subtropische Atlantische Oceaan afkomstige lucht over Spanje en Frankrijk naar onze omgeving; de voorste begrenzing daarvan is het warmtefront. Tijdens de frontpassage ruimt de wind; vergelijk bijvoorbeeld de windrichting in de Duist Bocht (zuidoost) met de windrichting in Den Helder (zuidwest). Aan de achterzijde van de lagedrukzone met kernen bij IJsland en boven Noord-Engeland, stroomt koude, uit de poolstreken afkomstige lucht naar het zuiden. De voorste begrenzing van de koude lucht is het koufront. Ook tijdens de koufrontpassage ruimt de wind; vergelijk daartoe de windrichting in de omgeving van Londen (zuidwest) met die op de zuidwestpunt van Ierland (westnoordwest). De weerkaart toont de situatie tijdens de storm van 25 januari 1990, 12 UTC. (Bron KNMI).	2. Recentere weerkaart met isobaren, hoge- en lagedrukgebieden en fronten, maar zonder weerwaarnemingen. De isobaren zijn getekend om de 5 hPa. Boven Ierland en Schotland ligt een lagedrukgebied, boven de Balkan is de luchtdruk hoog. Warmtefronten zijn rood , koufronten blauw . In het koufront hebben zich zogeheten golven ontwikkeld; het front is daardoor niet uitsluitend blauw, maar deels rood gemarkeerd. In de blauwe delen wint de koude lucht terrein, in de rode delen vervangt warme lucht koude lucht. Waar het koufront het warmtefront heeft ingehaald, bevindt zich een zogeheten occlusiefront (paars). Datum: 10 juli 2008, 12UTC. (Bron: KNMI).	3. Satellietbeeld van de weersituatie die is weergegeven in figuur 2. Bewolking is wit. De fronten gaan vergezeld van bewolking. Ook in het lagedrukgebied zit veel bewolking. Datum: 10 juli 2008, 12UTC. (Bron: F. Valk/EUMETSAT).

Luchtdruk en wind
Belangrijker dan de luchtdruk zelf zijn de luchtdrukpatronen. Zulke patronen ontstaan als je op een weerkaart lijnen trekt waarlangs de luchtdruk overal dezelfde is; je kunt dat natuurlijk ook de computer laten doen. Als eenheid voor de luchtdruk is de hectopascal (hPa) in gebruik; vroeger werkte men met millibar, maar voor de getalswaarden maakt dat niets uit. Men noemt de lijnen isobaren en tekent ze om de 4 of 5 hPa (zie figuren 1 en 2); in de krant staan ze vaak om de 10 hPa. Het patroon dat zo ontstaat lijkt sterk op een hoogtekaart. De laagstgelegen punten op de topografische kaart komen overeen met lagedrukgebieden (L) of depressies, de bergtoppen met de hogedrukgebieden (H). Er geldt dat het harder waait naarmate de isobaren dichter bij elkaar liggen; de luchtdrukwaarden zijn daarbij niet belangrijk; het gaat alleen om de luchtdrukverschillen. De analogie met een hoogtekaart is duidelijk: hoe dichter de hoogtelijnen bij elkaar liggen, des te steiler de helling en des te harder suis je op je fiets naar beneden.
Naast overeenkomsten tussen isobaren op de weerkaart en de hoogtelijnen op de topografische kaart, zijn er ook verschillen. De lucht valt namelijk niet van de 'bergtop' (de hogedrukkern) af rechtstreeks het 'dal' in (naar de lagedrukkern toe), maar stroomt min of meer evenwijdig aan de hoogtelijnen of in dit geval dus de isobaren. De luchtdrukpatronen laten daardoor wel meteen zien hoe de lucht stroomt. Rond lagedrukgebieden waait de wind tegen de wijzers van de klok in, rond hogedrukgebieden met de wijzers van de klok mee, zoals ook te verifiëren valt met de eerder genoemde 'wet van Buys-Ballot'. Als het andersom zou zijn, zou de wet niet kloppen.

Plotje.	Rond lagedrukgebieden (B) waait de wind tegen de wijzers van de klok in, rond hogedrukgebieden met de wijzers van de klok mee.	In een lagedrukgebied treden stijgende luchtbewegingen op; in een hogedrukgebied dalende luchtbewegingen. Bron: COMET.		Achter een koufront stroomt koude lucht over het aardoppervlak uit. Het koufront vormt de voorste begrenzing van de koude lucht. (groter).	Weerkaartje uit de krant met isobaren om de 10 hPa.

Hoge- en lagedrukgebieden
De wind waait bij het aardoppervlak niet precies evenwijdig aan de isobaren. De lucht stroomt in de onderste laag van de atmosfeer over de isobaren heen, naar de lagedrukkern toe of weg van het centrum van een hogedrukgebied. Hoe groter de wrijving, des te groter is de hoek tussen de windrichting en de isobaren. Boven zee gaat het om ongeveer 15 graden, boven land is het meer.
Een en ander blijft niet zonder gevolgen. De lucht hoopt zich namelijk op in de lagedrukgebieden en wordt daar gedwongen op te stijgen. Tegelijkertijd loopt het hogedrukgebied leeg, ware het niet dat de uitstromende lucht van boven af weer wordt aangevuld; hogedrukgebieden worden dan ook gekenmerkt door dalende luchtbewegingen.
Het omhoog bewegen van lucht leidt meestal tot wolkenvorming. De lucht zet bij het opstijgen namelijk uit, koelt daardoor af en raakt oververzadigd. Daardoor treedt er condensatie, dus druppelvorming op en mogelijk vormt zich neerslag. Bij hogedrukgebieden vindt het omgekeerde plaats. De dalende lucht die zich daarboven bevindt, wordt samengedrukt, warmt op en droogt uit, zodat eventueel aanwezige bewolking kan oplossen.
Door het voorgaande worden hogedrukgebieden meestal geassocieerd met mooi weer, terwijl tegelijkertijd lagedrukgebieden een slechte naam hebben.
Toch is het in hogedrukgebieden niet altijd zonnig. Vooral in herfst en winter begint het mooie weer soms pas op pakweg 1 kilometer hoogte; daaronder zit dan een koude luchtlaag met mist of laaghangende bewolking. Ook lagedrukgebieden voldoen niet altijd aan het gangbare beeld; de zon hoeft het niet altijd te laten afweten. Maar met deze kanttekeningen geeft een luchtdrukpatroon dus een eerste indruk van waar de mooiweergebieden liggen en waar het weer vermoedelijk tegenvalt.

Fronten
Isobaren worden op de weerkaart ingetekend als dunne lijnen (zie figuren 1 en 2). Ze snijden elkaar nooit, want anders zouden er op een en dezelfde locatie op het moment waarvoor de weerkaart geldig is, twee verschillende luchtdrukken gemeten moeten zijn. De meeste weerkaarten waar een meteoroloog aan heeft gewerkt, bevatten ook dikke lijnen, de zogeheten fronten. Deze fronten zijn veelal gekoppeld aan een lagedrukgebied en markeren vaak regengebieden of gebieden met veel bewolking (vergelijk figuur 3). De fronten komen doorgaans samen in één punt en kunnen de isobaren snijden. Meestal vertonen de isobaren een knik op de plaats waar het front zich bevindt. Omgekeerd helpen de knikken in het isobarenpatroon de meteoroloog de juiste positie van het front te vinden. Doordat windrichting en isobaarrichting zoals we eerder zagen aan elkaar gekoppeld zijn, markeren fronten in zo'n geval ook plekken waar een windsprong optreedt. Tijdens een frontpassage ruimt de wind; hij draait bijvoorbeeld van zuidwest naar west of van west naar noordwest.
Front staat voor voorste begrenzing. In de weerkunde vormt een warmtefront de voorste begrenzing van warme lucht, een koufront van koude lucht. Waar het koufront het warmtefront heeft ingehaald, spreekt men van een occlusiefront. Een warmtefront wordt op weerkaarten als figuren 2 en 4 rood aangegeven met rood opgevulde halve cirkels aan de kant waarheen het front zich verplaatst . Een koufront is blauw met blauw opgevulde driehoekjes aan de kant waarheen het front zich verplaatst . Een occlusiefront is paars met om en om halve cirkels en driehoekjes.
De warme lucht wordt aan de voorkant van een lagedrukgebied naar het noorden gevoerd. Dat is een direct gevolg van het feit dat de lucht rond een lagedrukgebied tegen de wijzers van de klok in waait en de lucht in het zuiden, dichter naar de evenaar toe, doorgaans warmer is dan in het noorden, meer naar de poolstreken toe. Evenzo stroomt aan de achterzijde van een lagedrukgebied koudere lucht naar het zuiden. Op deze manier roert een lagedrukgebied als het ware in de atmosfeer en maakt het dat de temperatuurtegenstellingen tussen noord en zuid niet te groot worden.
Niet alle knikken in de isobaren zijn gekoppeld aan fronten. Achter het koufront markeert zo'n knik vaak een zogeheten trog, een gebied met verhoogde buienactiviteit. Zo'n trog wordt gemarkeerd met een dikke, blauwe lijn zonder de driehoekjes van het koufront, zoals bijvoorbeeld te zien achter het koufront boven de oceaan op figuur 4. Ook bij een trogpassage treedt een windruiming op.

Satellietbeelden
In het voorgaande kwam al even ter sprake dat satellietbeelden soms gebruikt worden als ondergrond voor een weerkaart met isobaren en fronten. Als de bewolking van een warmte- of koufront voldoende is ontwikkeld, is deze daarop goed te zien (zie figuur 3 en 5). Ook zijn de wolkenpatronen die we op het satellietbeeld zien, vaak een gevolg van de aanwezige luchtdrukpatronen. Zo voert de rond de kern van een lagedrukgebied tegen de wijzers van de klok in bewegende lucht vaak bewolking met zich mee, die naar het centrum lijkt te spiraliseren. De depressiekrullen die zo ontstaan, worden geregeld op satellietbeelden terug gevonden. Figuur 5 geeft een mooi voorbeeld van zo'n depressiekrul; de bijbehorende weeranalyse is weergegeven in figuur 4. De bij de depressie behorende fronten zijn zeer markant aanwezig. Een tweede frontale zone, die van Portugal over onze omgeving naar Scandinavië loopt, is op het satellietbeeld veel minder uitgesproken.
Hogedrukgebieden zijn op satellietbeelden meestal veel moeilijker terug te vinden. Dat komt doordat ze niet vergezeld gaan van bewolking en die bewolking juist nodig is om stromingspatronen of luchtdrukpatronen herkenbaar te maken. Toch is het luchtdrukpatroon rond een hogedrukkern in incidentele gevallen zichtbaar bij aanwezigheid van kleine stapelwolken. De stapelwolken volgen de met de wijzers van de klok mee evenwijdig aan de isobaren verlopende luchtstroming en doen gezamenlijk dan denken aan een grote pannenkoek of een ouderwetse 78-toerenplaat. Zo'n pannenkoek is bijvoorbeeld te zien boven het oosten van de Verenigde Staten op het satellietbeeld van figuur 6. Een tweede voorbeeld van dit vrij zeldzame bewolkingspatroon, ditmaal dichter bij huis, geeft figuur 7, waar het hogedrukgebied boven Finland (vergelijk figuur 8) ook associaties met ouderwets vinyl oproept.

4. Weerkaart van 7 oktober 2010, 12 UTC. Boven de oceaan ligt een actieve depressie met warmtefront (), koufront () en occlusiefront (paars). Achter het koufront bevindt zich een trog, gemarkeerd door een dikke blauwe lijn zonder fronttekens. Een tweede frontale zone loopt van Portugal over België en Nederland naar Scandinavië. Nu eens wint de koude lucht terrein en is het front blauw gekleurd, dan weer rukt de warme lucht op en is het front in rood weergegeven. Ook bij IJsland bevindt zich een lagedrukgebied; de bijbehorende occlusie (paars) is geheel bovenin de figuur nog net zichtbaar. (Bron: KNMI).	5. Satellietbeeld in valse kleuren met onder andere een boven de Atlantische Oceaan gelegen depressie. De bewolking krult met de tegen de wijzers van de klok in bewegende lucht spiraalsgewijs rond de lagedrukkern. De bij het lagedrukgebied behorende fronten zijn duidelijker zichtbaar dan de frontale zone die van Portugal over onze omgeving naar Scandinavië loopt; vergelijk hiertoe het satellietbeeld met de weerkaart van figuur 4. Datum: 7 oktober 2010, 13.30 UTC. Instrument: SEVIRI. Satelliet: METEOSAT-9. (© EUMETSAT 2010).	6. Satellietbeeld van een hogedrukgebied boven het oosten van de Verenigde Staten. De rond het hogedrukcentrum aanwezige kleine stapelwolken zijn gerangschikt volgens een patroon dat doet denken aan een ouderwetse 78-toerenplaat. Datum: 23 september 2010. Instrument: MODIS. Satelliet: Aqua. (Bron: NASA/GSFC MODIS Rapid Response).

Conclusies
De luchtdruk is een veel gebruikte grootheid in de meteorologie. Het luchtdrukpatroon geeft informatie over de wind: deze waait ongeveer evenwijdig aan de isobaren en is sterker naarmate die lijnen van gelijke luchtdruk dichter bij elkaar liggen. Bewolking en neerslag verwachten we eerder in de buurt van lagedrukgebieden dan bij hogedrukgebieden. Knikken in de isobaren markeren slechtweergebieden, zoals fronten en troggen. Daardoor kan de ligging van zones bij de lagedrukgebieden waarin het weer het slechtst is, nauwkeuriger uit details van het isobarenpatroon afgeleid worden.
Op satellietbeelden zijn van het luchtdrukpatroon vooral de lagedrukgebieden goed terug te vinden. Hogedrukgebieden manifesteren zich door het ontbreken van bewolking of - in een enkel geval - door een gelijkenis met ouderwets vinyl.

7. Satellietbeeld van een hogedrukgebied boven Finland. Kleine stapelwolken zijn gerangschikt volgens een patroon dat doet denken aan een ouderwetse 78-toerenplaat. Midden onder zien we het diepblauw van de Finse Golf, met aan de oostoever het grijs van Sint Petersburg. Ten noordoosten daarvan ligt het Ladogameer. Datum: 6 augustus 2010. Instrument: MODIS. Satelliet: Terra. (Bron: University of Dundee).	8. Weerkaart van 6 augustus 2010. Boven Finland ligt de kern van een hogedrukgebied. Bron: DWD.

Meer lezen