Al geruime tijd is bekend dat de topografie van vulkanische eilanden in de oceaan de vorm beïnvloedt van de wolkenpatronen die zich achter de eilanden voordoen. Sinds enkele jaren weten we ook dat de uitstoot van vulkanische gassen het aanzien van de bewolking mede kan bepalen. Dit jaar werd dat nog eens op een schitterende wijze geïllustreerd achter Zavodovski, het meest noordelijke eiland van de Zuidelijke Sandwicheilanden.
 |
 |
|
|
Ver weg in de zuidelijke Atlantische Oceaan (zie kaart, figuur 2) ligt een
groep onbewoonde en onherbergzame, veelal vulkanische eilanden: de Zuidelijke
Sandwicheilanden. Ze staan onder Brits bestuur, maar worden, evenals de meer
westwaarts gelegen Falklandeilanden, opgeëist door Argentinië. Op
twee van de eilanden staat een automatisch weerstation; voor verdere weerwaarnemingen
uit die regio zijn we aangewezen op satellietbeelden. Daarbij is een hoge resolutie
belangrijk, want de eilanden zijn niet zo groot. Montagu (zie kaart, figuur
3) is het grootst en heeft een lengte van 12 kilometer, maar lengtes van 5 tot
8 kilometer komen vaker voor en dan kijken we alleen nog naar de grotere eilanden.
Op MODIS-beelden (figuren 1 en 3) zijn de eilanden wel terug te vinden, al gaan
ze vaak schuil onder bewolking. De wolken onttrekken de eilanden echter niet
alleen maar aan het zicht; soms springen ze namelijk extra in het oog door de
bewolkingspatronen die erachter ontstaan door de wisselwerking met de op dat
moment optredende luchtstromingen. Op zeven van de elf eilanden ligt goed met
het omringende oceaanwater contrasterend sneeuw en ijs, wat herkenning op satellietbeelden
tijdens opklaringen aanzienlijk vergemakkelijkt.
 |
 |
 |
|
|
|
Eilandeffecten
Van de waargenomen eilandeffecten zijn de zogeheten wervelstraten van Von Kármàn
het meest markant (lit. 1). Ze vormen zich aan de bovenzijde van de maritieme
grenslaag - de onderste honderden meters van de atmosfeer - die doorgaans gevuld
is met vochtige oceaanlucht. Boven de grenslaag is de lucht meestal droger;
er is weinig of geen uitwisseling tussen de grenslaag en de lucht daarboven.
Een eiland waarachter zich een wervelstraat vormt, moet boven de grenslaag uitsteken.
In het geval van de Zuidelijke Sandwicheilanden gooien dan vooral Montagu (1370
meter), Cook (1115) en Visokoi (1005) hoge ogen. Veel onwaarschijnlijker zijn
wervels achter de kleintjes, zoals Zavodovski (551), maar in de situatie van
27 april 2012 (figuur 1 en 4) kon het verschijnsel toch achter dat noordelijkste
eiland van de eilandengroep worden waargenomen.
Een tweede verschijnsel dat geregeld optreedt achter vulkanische eilanden zijn
de met de eilanden samenhangende opklaringsgebieden; de wolken verdwijnen als
het ware op het moment dat ze de eilanden bereiken. Het geheel doet vaak denken
aan de boeggolf van een schip, zoals bij verscheidene, in figuur 1 getoonde
eilanden is te zien.
Wisselwerking tussen een eiland en de erlangs stromende lucht kan ook leiden
tot de vorming van een wolkenpluim, die ontstaat door verticale turbulente bewegingen.
Een voorbeeld van wolkenpluimen achter Saunders en Bristol werd in een eerder
nummer van Zenit besproken (lit 2).
De aanwezigheid van eilanden kan op satellietbeelden ook worden afgeleid uit
het optreden van scheepsgolven (lit 3). De eilanden trekken in zo'n geval net
zo'n spoor door de langs stromende lucht als dat van een schip of een eend in
het water. Het verschijnsel is op het satellietbeeld van figuur 3 vooral goed
te zien achter de grotere en hogere leden van de eilandengroep.
Tenslotte is achter de eilanden soms een wasbordpatroon van wolkenribbels te
zien, zoals we die achter alle heuvels en gebergten op aarde geregeld kunnen
waarnemen (lit. 4). Door al deze eilandeffecten vestigen de eilanden de aandacht
op zich bij het bekijken van satellietbeelden.
Vulkanische uitstoot
De manier waarop de eilandeffecten op satellietbeelden zichtbaar zijn, hangt
niet alleen af van de topografische kenmerken, zo rapporteerde de Argentijnse,
in de Verenigde Staten bij University of Maryland werkzame onderzoeker Santiago
Gassó enkele jaren geleden (lit. 5, 2). Ook de uitstoot van vulkanen
kan de helderheid van de bewolkingspatronen beïnvloeden. De manier waarop
dat gebeurt is via de introductie van extra condensatiekernen in de lucht waarin
de bewolking optreedt. Condensatiekernen zijn kleine stof- of zuurdeeltjes die
de druppelvorming in de atmosfeer op gang brengen of vergemakkelijken. In zuivere
oceaanlucht is het aantal condensatiekernen beperkt. Het beschikbare vocht verdeelt
zich daardoor over een beperkt aantal kernen, wat relatief grote druppels oplevert.
Als er extra condensatiekernen beschikbaar komen, neemt de onderlinge concurrentie
om het beschikbare water tussen de verschillende kernen toe. Als gevolg daarvan
ontstaat een wolk met kleinere druppeltjes. Zulke wolken reflecteren het zonlicht
beter dan wolken met grotere druppels bij een gelijke hoeveelheid wolkenwater.
Daardoor vertonen ze op satellietbeelden helderder tinten. Het is hetzelfde
effect dat in andere gevallen leidt tot de vorming van wolkensporen achter schepen
op de oceaan (lit. 6).
Gassó bestudeerde ook situaties bij de Zuidelijke Sandwicheilanden. Hij
laat onder andere een wolkenpluim zien achter de vulkaan Belinda op Montagu,
die door dit effect oplicht tegen een achtergrond van bewolking met 'normale'
tinten wit.
Zavodovski
Een andere vulkaan in dezelfde eilandengroep waaruit voortdurend gassen en dampen
vrijkomen, ligt op het van zijn grote aantallen pinguïns bekende Zavodovski,
het noordelijkste eiland van de archipel. Niet voor niets heet de vulkaan Asphyxia
(Curry), verstikking; het eiland is door de vrijkomende vulkanische gassen en
dampen - in combinatie met de stank van de uitwerpselen van de miljoenen pinguïns
- adembenemend in de letterlijke zin van het woord (figuur 5).
Ook deze vulkaan blijkt in staat highlights te creëren in de bewolking
in de omgeving, zo blijkt uit een onlangs door NASA vrijgegeven satellietbeeld
van de Zuidelijke Sandwicheilanden (figuur 1). De bewolking achter Zavodovski
bestaat in dit geval uit een schitterende wervelstraat met minuscule Von Kármànwervels;
de wervels zijn zo klein doordat het gedeelte van het eiland waar de luchtstroming
omheen moet, eveneens erg klein is. Vergelijk de grootte van deze wervels met
die van andere wervelstraten achter eilanden van de eilandengroep, bijvoorbeeld
achter het grotere, hogere, met sneeuw en ijs bedekte eiland Visokoi (figuur
4), dat direct ten zuidzuidoosten van Zavodovski ligt.
De gassen en dampen komen niet of niet alleen uit het gebied rond de top van
de Asphyxia, zoals je misschien bij een rudimentaire voorstelling van een vulkaan
zou verwachten. Om wervelstraten te krijgen, moet de top namelijk boven de grenslaag
uitsteken; de vulkanische gassen daarentegen die de condensatiekernen leveren,
moeten beschikbaar komen in de grenslaag, waar de wolkenvorming plaatsvindt.
Literatuur
1. Floor, K., Stromingspatronen achter bergachtige eilanden, Zenit februari
1983. (boekversie 2005).
2. Floor, K., Scheepswolken achter vulkanen,
Zenit, juni 2008.
3. Floor, K., Amsterdamse scheepsgolven,
Zenit maart 2007.
4. Floor, K., Wasbordpatroon in bewolking achter bergen, Zenit september
2004. (boekversie 2005).
5. Gasso, S., Satellite
observations of the impact of weak volcanic activity on marine clouds. Journal
of Geophysical Research, Vol. 113, D14S19, 2008.
6. Floor, K., Openluchtlaboratorium voor wolkenfysici,
Zenit, juni 2003.