Neerslagproducerende weersystemen en weersituaties
Laatste wijziging: 2 juli 2004

12.1 Inleiding
In het hoofdstuk 'Neerslag en vocht op de weg' is de samenhang besproken tussen neerslag en bewolking; ook zagen we hoe de neerslagsoort afhangt van de omstandigheden. De weersystemen die de neerslagwolken creëren komen in dit hoofdstuk aan de orde.

In de figuren is schematisch weergegeven hoe de fronten hellen als verschillende luchtmassa's bewegen en op elkaar botsen. De warme lucht is in principe warme massa, die niet spontaan opstijgt, maar daartoe gedwongen wordt. Dit is een situatie waarbij vooral horizontaal uitgestrekte, gelaagde bewolking ontstaat, die echter wel geleidelijk tot grote hoogte kan reiken. De koude lucht daarentegen is koude massa; hierin kunnen luchtbellen wel spontaan opstijgen. In die koude luchtmassa's ontstaat daardoor gewoonlijk verticaal ontwikkelde bewolking: cumuluswolken die uiteindelijk over kunnen gaan in cumulonimbus, zodat er buien optreden. Dat betekent dat het weer tijdens het passeren van een warmtefront wezenlijk verschilt van dat tijdens de passage van een koufront. Voordat we dat in wat meer detail bespreken, zullen we eerst nagaan hoe de verschillende luchtmassa's ten opzichte van depressies en hogedrukgebieden gesitueerd zijn.

12.4 Weersystemen en luchtmassa's
De lagedrukgebieden die bij ons het weer bepalen, ontstaan vaak op de scheiding tussen warme, vochtige luchtmassa's die zich in het zuiden bevinden en koude, drogere luchtmassa's ten noorden daarvan (figuur onder, 1). Dat gebeurt middels een ingewikkeld proces, waarop hier niet in detail ingegaan wordt. Het komt er in het kort op neer dat in de scheidingszone, het zogeheten polaire front, golvingen ontstaan (figuur onder, 2), die onder bepaalde omstandigheden groter worden (figuur onder, 3 en 4). Het ontstaan van deze golvingen hangt nauw samen met stromingen op 5 tot 10 kilometer hoogte in de atmosfeer, waar zich de zogeheten straalstroom bevindt. Een zich ontwikkelende golf gaat gepaard met dalingen van de luchtdruk aan het aardoppervlak en versterkte stijgende luchtbewegingen, uiteindelijk resulterend in een lagedrukgebied met afmetingen van honderden kilometers. Gezien het stromingspatroon rond een lagedrukgebied (tegen de wijzers van de klok in), beweegt de koudste lucht aan de achterkant van de depressie naar het zuiden (figuur onder, 4 en 5) en de warme lucht aan de voorkant naar het noorden. De voorste begrenzing van de koude lucht, het koufront (blauwe lijnen met driehoekjes), verplaatst zich sneller dan de voorste begrenzing van de warme lucht (warmtefornt, rode lijnen met halve bolletjes). Waar de warme lucht de koude lucht heeft ingehaald, of beter opgetild, ligt het occlusiefront; dat is in de tekeningen in paars weergegeven.
Doordat er eerst een uitstulping van warme lucht in de koude lucht is geweest, bevindt zich helemaal aan de voorkant van de depressie ook koude lucht, die door een vorig lagedrukgebied daar terecht is gekomen. Trekt een depressie voorbij, dan zitten we dus eerst in koude lucht. Vervolgens passeert een warmtefront en komen we in warme lucht. Na enige tijd passeert een koufront en komen we weer in koude lucht. Meestal is deze koude lucht nog een stuk kouder dan de koude lucht aan de voorkant van de depressie.

Klik op de afbeelding en volg dan de aanwijzing om de fronten te laten bewegen.

In de figuren hierboven is de ligging van de luchtmassa's ten opzichte van het lagedrukgebied geschetst, waarbij ook het warmtefront en koufront getekend zijn. Tevens is de bewegingsrichting van het geheel weergegeven.

12.5 Passage van een warmtefront
De helling van een warmtefront is maar klein, zodat het proces langzaam en geleidelijk verloopt. De snelheid waarmee de lucht stijgt, ligt in de orde van enkele honderden meters per uur. Merk op dat stijgsnelheden liggen in de orde van centimeters per seconde, terwijl horizontale windsnelheden in de orde van meters per seconde liggen. Ver voor het front uit, dus op honderden kilometers afstand, nemen we de warme lucht al waar in de hogere luchtlagen, dat is op zo'n 8 tot 10 kilometer hoogte. Hier is de temperatuur laag, en er komen meest ijskristallen voor. We zien de bewolking in de vorm van windveren: cirrusbewolking. In de onderste luchtlagen is de lucht nog koud; er kan zich daar wat cumulusbewolking hebben gevormd. In dat stadium is er nog weinig bewolking en overdag dus veel zon. De bewolking in de hogere luchtlagen wordt, naarmate het warmtefront dichterbij komt, dichter en komt ook op lagere niveaus. Tenslotte is de bewolking via cirrostratus, en altostratus in een dik pak nimbostratus overgegaan waaruit neerslag valt. De wind krimpt en trekt aan; een krimpende wind draait tegen de wijzers van de klok in. De luchtdruk daalt, eerst langzaam, dan sneller. De situatie bij een warmtefront is in de figuur hiernaast weergegeven. Uit zo'n dik pak bewolking valt langdurig regen, in de winter ook sneeuw of ijsregen vallen.

Doorsnede door een warmtefront.

Doorsnede door een koufront.

Doorsnede door een occlusiefront.

12.6 Warme sector
Na het passeren van het warmtefront zijn we in de warme sector terecht gekomen. De wind ruimt, dat wil zeggen draait met de wijzers van de klok mee; hij neemt veelal echter nauwelijks in kracht af. De luchtdruk daalt niet verder, maar stijgt ook niet. Meestal loopt in de winter de temperatuur flink op, zeker als het front uit het westen komt. De sneeuw of ijsregen die tijdens de warmtefrontpassage valt, gaat dan snel in gewone regen over. Hoe harder het regent, des te gunstiger dat is om een eind te maken aan de gladheid: ijs en sneeuw worden met de regen vermengd, smelten en verdwijnen. Soms echter houdt het in de warme sector snel op met regenen. Ligt er dan sneeuw of ijs op de weg, dan duurt het veel langer voordat deze verdwenen zijn. De warme lucht erboven heeft er veel minder vat op dan de (warme) regen.

12.7 Passage van een koufront en van een occlusie
Na enige tijd neemt de bewolking in de warme sector op de nadering van het koufront weer toe; ook neemt ze grote verticale afmetingen aan. De koude lucht dringt vaak met geweld onder de warme lucht, waardoor deze gedwongen wordt snel op te stijgen. De stijgsnelheid bedraagt soms enkele m/s, de zelfde orde van grootte dus als de horizontale snelheid. Vlak voor het koufront ontstaan door deze ontwikkelingen soms heftige regen- of onweersbuien. De wind krimpt tijdelijk, draait dus tegen de wijzers van de klok in, en neemt sterk in kracht toe. In de buien voor het front komen windstoten voor. De luchtdruk daalt onafgebroken. Op het moment dat het koufront passeert, ruimt de wind sterk en bereikt zijn grootste kracht, terwijl de luchtdruk op z'n laagst is. Na de koufrontpassage stijgt de luchtdruk weer, zelfs tot boven de waarde aan de voorzijde van het front. In de figuur is schematisch de passage van een koufront weergegeven.
Een occlusiepassage vertoont de kenmerken van zowel een kouftontpassage als een warmtefrontpassage. De warme sector ontbreekt.

Buien ontwikkelen zich 's winters vooral boven zee; boven land sterven ze na verloop van tijd uit. De satellietfoto toont de sneeuwsporen die dergelijke buien achterlieten. De sporen worden steeds dunner en vager, wat het uitsterven van de buien illustreert. De buien kwamen uit het Waddengebied en dreven mee in een stroming uit noord tot noordwest.

12.8 Luchtmassabuien. Achter het koufront stroomt er koude lucht binnen. Die lucht heeft het karakter van koude massa; er ontwikkelen zich gemakkelijk de typische cumuluswolken, die uit kunnen groeien tot buien. Men spreekt dan van luchtmassabuien, omdat ze kenmerkend zijn voor de luchtmassa. Komt er in de winter een koufront over vanuit het westen, dan heeft de lucht achter het front meestal een temperatuur boven nul; uit de buien valt dus regen. In de avond en nacht echter, als tijdens opklaringen de wind wegvalt, kan de temperatuur bij het aardoppervlak gemakkelijk onder nul komen. Een nat wegdek kan dan bevriezen en glad worden. Komt een koufront in de winter uit het noorden of noordwesten, dan heeft de lucht achter het front een temperatuur rond het vriespunt. Boven de Noordzee ontwikkelen zich dan de zogeheten winterse buien, met regen, korrelhagel en sneeuw. Ze drijven met de wind landinwaarts en laten daar hun neerslagsporen achter (vergelijk satellietbeeld). Deze buien geven vaak aanleiding tot zeer plaatselijke gladheid.

12.9 Buienlijnen en troggen Soms zijn de buien min of meer langs een lijn georganiseerd. Die buien zijn dan zwaar en gaan vergezeld van heftige windstoten. Zo'n lijn waarlangs de buien gerangschikt zijn heet wel een squall-line. Soms komt er achter een koufront een zone voor waarin de buienactiviteit sterk toeneemt en waar het ook harder waait. In dat geval spreekt men van een trog. Soms zijn de weerverschijnselen in zo'n trog heftiger dan tijdens de passage van het koufront. Buienlijnen en troggen zijn op radarbeelden goed te volgen. De neerslagintensiteit is vaak erg hoog.   Figuur: Passage van buienlijnen. Een eerste buienlijn is vrijwel alleen actief boven de Noordzee. De tweede buienlijn trekt over Nederland en gaat vergezeld van zeer zware winstoten.

12.10 Weertypen met buien In de winter zijn er twee typen situaties met winterse buien. Op de eerste plaats is dat een noordwest- of noordcirculatie, waarbij noorden- of noordwestenwinden koude, zogeheten polaire lucht over het relatief warme water van de Noordzee aanvoeren. Boven zee ontwikkelen zich dan buien. De aangevoerde lucht is koud; de neerslag valt in de vorm van regen, sneeuw en korrelhagel. De vaak krachtige wind drijft de buien ver landinwaarts. Dat kan leiden tot gladde wegen. Overdag zal tijdens opklaringen de temperatuur tussen de buien door vaak wat oplopen, wat de sneeuw doet verdwijnen. In de avond en nacht duurt de buienactiviteit gewoon voort. Door de daling van de temperatuur, meestal tot onder nul, blijft de sneeuw liggen en bevriezen nu ook natte wegen. Zo'n buiensituatie kan enkele dagen aanhouden. Een tweede soort situaties met winterse buien treedt op als er zich boven midden-Europa een lage-drukgebied bevindt. De lucht is dan koud en er komen buien tot ontwikkeling. Deze buien geven vaak sneeuw, maar soms ook hagel en regen. Zo'n situatie kan dagenlang voortduren en aanleiding geven tot een pak sneeuw.

12.11 Het kustfront
De situatie met een krachtige noordwestelijke luchtstroming met buien, moet niet verward worden met de situatie van het zogenoemde kustfront. In het eerste geval drijven de buien door de wind landinwaarts. De situatie met het kustfront ontstaat in najaar en winter, als de Noordzee relatief warm is en het land koud. Als er dan een rustig weertype heerst en er dus weinig wind staat, kan zich de landwindsituatie ontwikkelen. Dan waait de wind van land naar zee. Boven de warme Noordzee ontstaan wel winterse buien, maar de buienactiviteit blijft vrijwel beperkt tot een zone boven zee en een smalle strook boven land. De buien kunnen maar heel weinig het land binnen dringen. De buienzone boven zee heeft het karakter van een koufront of trog, maar ze verplaatst zich nauwelijks. Zo'n situatie kan in de winter in een smalle kuststrook, bijvoorbeeld op de Waddeneilanden, een flink pak sneeuw achterlaten.

12.12 aquaplaning Er is sprake van aquaplaning als water tussen de banden van een rijdende auto en het wegdek niet snel genoeg door de banden wordt verwijderd. De auto verliest het contact met de weg en gaat slippen. De meer bekende soort aquaplaning is de dynamische, die kan optreden tijdens zware buien. Vanaf rijsnelheden van ongeveer 80 km/uur neemt bij waterlaagdikten van meer dan 1 mm de kans op aquaplaning al flink toe. Wanneer regenintensiteiten optreden van 20 mm/uur of meer, dan moet op gewone asfaltwegen rekening gehouden worden met aquaplaning. Doordat regenwater in de openingen van het zeer open asfaltbeton kan verdwijnen, is de kans op aquaplaning op wegen, bedekt met dit soort asfalt, aanzienlijk afgenomen.