Hoofdstuk 11 van: Kees Floor: Weerkunde, Meteorologie
voor iedereen, Rijswijk 2004. Versie 30 mei
2006.
11.1
Inleiding
Het weer wordt voor een belangrijk deel bepaald door
de eigenschappen van de lucht die wordt aangevoerd. Nu eens zitten we in lucht
die boven zee flink wat vocht heeft opgepikt; dan weer stroomt lucht over Nederland
uit die boven de ijsmassa's van de noordpool of de besneeuwde Russische bodem
ijzig koud geworden. En in de zomer voeren zuidenwinden warme lucht aan vanuit
de Sahara. De waarden van de temperatuur, de vochtigheid en vooral van het dauwpunt
zijn karakteristiek voor een bepaalde luchtsoort. Lucht krijgt zijn kenmerkende
eigenschappen als hij lange tijd ergens vertoeft. Grote hogedrukgebieden maken
het mogelijk dat uitgestrekte hoeveelheden lucht lange tijd op een bepaaldeplaats
verblijven; ze maken, samen met de lagedrukgebieden, op een later tijdstip overigens
ook dat de luchtmassa's zich op zeker moment verplaatsen en naar Nederland stromen.
In dit hoofdstuk wordt besproken hoe grootschalige weersystemen de verschillende
luchtsoorten 'vormen', aanvoeren en afvoeren.
11.2
Weertype
Het weer is een boeiend en levendig samenspel van de verschillende
weerelementen zoals temperatuur, luchtvochtigheid, wind, zicht, bewolking of zonneschijn
en neerslag. Bepaalde combinaties van die weerelementen geven ons een bepaalde
gevoelswaarde omtrent het weer. Zo noemen we het 'schraal' als het stevig waait
en de lucht tegelijkertijd koud en droog is. Als het warm is en tevens erg vochtig,
vinden we het 'broeierig' of 'benauwd'. 'Guur' duidt op koud en winderig weer
met regen of buien. Op deze wijze vatten we meerdere weerelementen in één
begrip samen.
Bij het tot stand komen van een bepaald weertype in Nederland
speelt een aantal factoren een rol. Op de eerste plaats zijn er de hoge- en lagedrukgebieden;
dit zijn grootschalige weersystemen met afmetingen van honderden tot enkele duizenden
kilometers. De ligging van de hoge- en lagedrukgebieden bepaalt wat voor lucht
met wat voor eigenschappen naar Nederland stroomt.
Als de lucht onderweg is
of gedurende langere tijd boven een bepaald gebied verblijft, bepaalt de wisselwerking
tussen het aardoppervlak en de lucht welke eigenschappen de lucht krijgt. Zo zal
lucht die lange tijd boven zee verblijft, makkelijk veel vocht opnemen; lucht
die uit een winters Siberië komt, zal in het algemeen erg koud zijn en lucht
in de zomer uit de Sahara erg warm. Het weer bij ons wordt voor een groot gedeelte
bepaald door de eigenschappen van de lucht die naar Nederland gestroomd is. Daarbij
spelen verder meteorologische processen op kleinere schaal een rol, zoals straling
en wolkenvorming. Ook andere, niet meteorologische factoren zijn van belang; denk
aan het tijdstip van de dag en aan terreinomstandigheden, zoals hoogte boven zeeniveau,
begroeiing, ligging ten opzichte van water en dergelijke. Uiteindelijk is het
weer op een plek die onze belangstelling heeft, het gevolg van de wisselwerking
tussen de grootschalige weersystemen, kleinschalige meteorologische processen
en niet-meteorologische factoren.
Richting van de luchtstroming
rond een hoge-(H,
links) en lagedrukgebied (B,
rechts). | Weerkaart
met in de winter een typische vorstsituatie voor Nederland en in de zomer zonnig
en warm weer. |
11.3
Grootschalige weersystemen
Bepalend voor het weer van dag tot dag
over gebieden ter grootte van bijvoorbeeld een continent als Europa zijn de grote
hoge- en lagedrukgebieden; ze hebben een doorsnee van ten minste enkele honderden
kilometers en kunnen een omvang hebben tot een paar duizend kilometer. Deze weersystemen
regelen het transport over grotere afstanden van lucht met bepaalde eigenschappen;
ze halen nu eens warme, vochtige lucht van zuidelijke breedte naar Nederland en
voeren dan weer koude heldere lucht aan van noordelijke breedten. Ook bepalen
de hoge- en lagedrukgebieden de snelheid waarmee de luchtaanvoer plaats vindt;
de belangrijke factor daarbij is het luchtdrukverschil dat optreedt over een bepaalde
afstand. Om deze redenen is het voor meteorologen zo belangrijk om na te gaan
waar de grote hoge- en lagedrukgebieden liggen en hoe ze zich verplaatsen. Dat
kan aan de hand van weerkaarten. De ligging van de weersystemen bepaalt ook de
luchtstroming op grote schaal en dus van de gemiddelde windrichting en windsnelheid
(zie het hoofdstuk over Wind). Daarmee ligt dan tevens vast waar de lucht vandaan
komt die Nederland over enige tijd bereikt. Uit weerkaarten is de gemiddelde windrichting
gemakkelijk te bepalen. De lucht stroomt namelijk rond een lagedrukgebied tegen
de wijzers van de klok in en rond een hogedrukgebied met de wijzers van de klok
mee. In de figuur is dat schematisch weergegeven.
In de figuur is een voorbeeld
van een weerkaartje van West-Europa weergegeven. Een krachtig hogedrukgebied boven
Scandinavië houdt een noordoostelijke stroming in stand, waarmee 's winters
koude en droge lucht naar Nederland zou komen zetten: er komt dan ook vorst. In
de zomer voert de noordoostenwind eveneens droge lucht aan, die in dat jaargetijde
juist warm is; de zelfde weerkaart staat dan garant voor een periode met fraai
zomerweer.
11.4 Luchtsoorten
Het
is niet alleen van belang waar de lucht vandaan komt; ook de eigenschappen van
de lucht die over Nederland uitstroomt, zijn belangrijk. Gaat het bijvoorbeeld
om warme of koude lucht, is de lucht vochtig of droog, komt er bewolking in voor
waar regen of sneeuw uit kan gaan vallen, enzovoort.
Als de lucht over een
gebied met een omvang van minstens enkele honderden kilometers overal ongeveer
dezelfde eigenschappen heeft, dan spreken we van een bepaalde luchtsoort of luchtmassa.
Er mogen natuurlijk wel plaatselijke verschillen zijn, maar die moeten betrekkelijk
klein zijn. Nu blijkt dat met name de temperatuur en de vochtigheid kenmerkend
zijn voor een bepaalde luchtsoort. Het gebied waar een luchtsoort zich vormt,
heet het brongebied. De eigenschappen van het brongebied drukken een stempel op
de aard van de luchtsoort die ontstaat. Het is duidelijk dat zo'n brongebied tamelijk
homogene ondergrond moet bieden, met overal vrijwel dezelfde temperatuur en vochtigheid.
Verder moet de lucht er lang genoeg kunnen verblijven om de eigenschappen aan
te nemen: ze moet in zo'n brongebied dan ook stagneren of vrijwel stilstaan. Het
best wordt aan deze eisen voldaan in hogedrukgebieden boven zee, boven uitgestrekte
sneeuwvelden (Siberië), boven woestijnen (Sahara) en boven gelijkmatig begroeide
gebieden als bossen en steppen.
We kunnen de luchtsoorten indelen naar
de geografische positie van de brongebieden. Van belang voor de eigenschappen
van de lucht, met name voor de vochtigheid, is ook nog of het brongebied boven
zee ligt of boven land. We spreken van maritieme lucht als het brongebied boven
zee ligt. We spreken van continentale lucht als het brongebied boven land ligt.
Als een luchtsoort in het brongebied ontstaan is, komt er een moment dat de lucht
zich gaat verplaatsen naar andere gebieden. In die andere gebieden wijken de omstandigheden
af van die in de 'geboortestreek'. Dat heeft tot gevolg dat de luchtsoort langzamerhand
andere eigenschappen gaat krijgen. We zeggen dat de luchtsoort transformeert.
De eigenschappen van een luchtmassa bij aankomst in Nederland hangen af van:-
het brongebied (bijvoorbeeld Siberië)
- de weg die de lucht heeft afgelegd
(via Rusland of over de Oostzee)
- de tijd die de lucht onderweg is (is hij
langzamerhand wat opgewarmd of afgekoeld of ging de aanvoer daarvoor te snel).
Verandering van eigenschappen van luchtmassa's door (van links af):
- verplaatsing
over zee
- verplaatsing over land
- verplaatsing over warm oppervlak
- verplaatsing over koud oppervlak
11.5 Luchtsoortclassificatie
De volgende luchtsoorten worden onderscheiden, aangeduid met twee (hoofd)letters,
voorafgegaan door een m voor het geval de lucht van maritieme oorsprong is en
door een c in het geval de lucht van continentale oorsprong is. In de figuur zijn
de brongebieden van deze luchtsoorten weergegeven en hun baan naar Nederland.
-
Arctische Lucht (AL)
Hiervan ligt het brongebied boven de poolstreken
(Groenland), die gewoonlijk bedekt zijn met ijs. Als deze lucht naar Nederland
stroomt, begint hij koud en droog; onderweg warmt de lucht enigszins op en hij
neemt boven zee en oceaan wat vocht op. Deze luchtsoort speelt in het winterseizoen
een belangrijke rol. Winterse buien, die sneeuw en hagel brengen, worden afgewisseld
door felle opklaringen. Vooral landinwaarts is er 's nachts weinig wind, is het
helder en daalt de temperatuur vaak tot onder nul.
-
Polaire Lucht (PL)
Het brongebied van deze luchtsoort ligt op de
gematigde breedten, ruwweg tussen de 40e breedtegraad en de poolcirkel. De continentaal
polaire lucht (cPL) is afkomstig uit Rusland en Siberië. In de winter is
deze droge lucht koud en komt er vorst, meestal zonder gladheid. In de zomer is
de continentaal polaire lucht daarentegen warm.
Maritiem polaire lucht (mPL)
bereikt Nederland vanaf de Atlantische Oceaan. Als de lucht afkomstig is van noordelijke
breedten dan is de temperatuur in deze vochtige lucht min of meer normaal. Komt
de lucht zuidelijker van de oceaan, bijvoorbeeld uit de omgeving van de Azoren,
dan is het vrij zacht.
- Tropische Lucht (TL)
Deze neemt zijn karakteristieke eigenschappen aan in brongebieden in de subtropen.
De lucht bereikt Nederland het hele jaar door met relatief hoge temperaturen.
Maritiem tropische lucht (mTL) is altijd erg vochtig. De droge continentaal tropische
lucht (cTL) komt uit de Sahara.
- Equatoriale Lucht
(EL)
Deze lucht ontstaat in de equatoriale lagedrukzone, is warm
en vochtig, maar bereikt Nederland vrijwel nooit.
|
|
Brongebieden van luchtsoorten
en hun meest voorkomende baan. (groter) |
Temperatuurverloop in warme massa (links,
afkoeling aan de onderzijde) en koude massa (rechts, aanwarming aan de onderzijde) |
11.6 Koude en warme massa
De in de vorige paragraaf beschreven indeling van luchtsoorten ging uit van de
geografische oorsprong van de lucht. Een ander criterium voor het indelen van
luchtmassa's dat eveneens veel wordt gebruikt, is het verschil in temperatuur
van de lucht en het onderliggende aardoppervlak. We spreken van koude massa als
de temperatuur van de lucht op 1,5 m hoogte lager is dan die van het aardoppervlak;
is het omgekeerde het geval dan hebben we te maken met warme massa.
Warme massa wordt in de onderste laag dus door het aardoppervlak afgekoeld en koude massa opgewarmd. Zoals we in de hoofdstukken over neerslagproducerende systemen nog zullen zien, verschillen de weerverschijnselen in de koude massa daardoor heel sterk van die in warme massa. Deze massa-eigenschappen kunnen veranderen door de dagelijkse gang van de temperatuur van het aardoppervlak of doordat de lucht over een ander type ondergrond stroomt. Zo kan een luchtsoort zich in hetzelfde gebied nu eens voordoen als warme massa en dan weer als koude massa. Door het afkoelen van het aardoppervlak wordt de lucht 's nachts warme massa; overdag gaat zij door aanwarming van de bodem weer over in koude massa.
11.7
Fronten en weeromslagen
Waar twee luchtsoorten aan elkaar grenzen,
veranderen de eigenschappen van de lucht, zoals temperatuur en vochtigheid, vaak
sterk over korte afstand. De overgangszone tussen twee verschillende luchtsoorten
is meestal namelijk smal, zeg enkele tientallen kilometers breed. Zo'n overgangszone
heet een front. De verschillen tussen twee luchtsoorten zijn niet alleen aan het
aardoppervlak merkbaar; ook op grotere hoogte vind je ze terug. Een front staat
niet loodrecht op het aardoppervlak, maar helt naar voren of naar achteren. Trekt
er een front voorbij, dan komen we van de ene luchtsoort terecht in de andere.
Met andere woorden: het weer slaat om. Een weeromslag gaat meestal gepaard met
onder andere regen of sneeuw en een draaiende en enige tijd toenemende wind. Zo
wordt bijvoorbeeld na een vorstperiode continentaal polaire lucht verdreven door
maritiem polaire lucht met een temperatuur boven nul. De frontpassage die de overgang
markeert, gaat vergezeld van regen, vaak voorafgegaan door sneeuwval, ijsregen,
ijzel of combinaties daarvan. In het hoofdstuk over neerslagproducerende systemen
wordt hierop nader ingegaan.
11.8 Stromingspatronen
Aan de hand van de ligging van de grote hoge- en lagedrukgebieden kan bepaald
worden wat de grootschalige luchtstroming is. Er zijn een aantal basispatronen,
die erg kunnen helpen bij de beeldvorming over het weer voor de komende 1 tot
2 dagen. De meteoroloog spreekt niet van stromingspatroon of stromingstype, maar
van circulatietype. In de figuur zijn de voornaamste stromingspatronen schematisch
weergegeven. Gebieden met hoge luchtdruk zijn gestippeld weergegeven. Het verloop
van de grootschalige luchtstroming is met pijlen aangegeven.
|
|
|
|
| |
De belangrijkste circulatietypen voor Nederland. | Vroeger
gebruikte, meer gedetailleerde indeling in circulatietypen. |