Meteorologie: Wolken - PZV Zeezeilvereniging

Meteorologie: Wolken
Een inleiding over het ontstaan, verdwijnen en herkennen
van wolken en de (soms) daarmee verbonden weerpatronen
Arend Jan Klinkhamer
Louis Richard
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
1
Inhoud
•
•
•
•
Een overzicht, niet volledig
Gericht op West-Europa
Vooral hoe wolken er uit zien, ontstaan en verdwijnen
Neerslag en het ontstaan ervan wordt zijdelings besproken
De presentatie:
1. Inleiding, soorten wolken
2. Ontstaan van wolken: beweging en condensatie
PAUZE
3. Voorbeelden
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
2
Website: pzv-zeezeilen.nl
PZV Zeezeilvereniging
• Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging
• PZV brengt booteigenaren en opstappers bij elkaar, de ervaring van beide varieert van
beginnend opstapper tot ervaren schipper
– Opstappers
• willen kunnen zeilen
• brengen kennis en ervaring in
– Eigenaren
• kennis en ervaring opdoen, bijv. van tochten of opstappende ervaren schipper
• zoeken bemanning voor bijvoorbeeld aanbrengtochten in de vakantie
• Met plezier leren en uitwisselen van kennis en ervaring is basis van de vereniging
• Geen zeilopleiding: daarvoor zijn voldoende zeilscholen
• Praktijk o.a. trim- en oefenweekends; winteravonden met lezingen en praktijk
• Elk jaar Hemelvaarttocht 9 dagen naar Engeland met 20-25 boten
• 250 à 300 leden uit heel Nederland; ligplaatsen idem
• Bijeenkomsten rond Eindhoven, activiteiten op de Noordzee, in Zeeland en op IJsselmeer
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
3
Wolken hoofdindeling
Wolkenhoogte
Opbollend (cumulus)
Gelaagd
(stratus)
Hoog
Cirrus (Ci)
Cirrocumulus (Cc)
Cirrostratus (Cs)
Middelbaar
(2-7 km)
Altocumulus (Ac)
Altostratus (As)
Nimbostratus (Ns)
Laag
Cumulus (Cu)
Stratus (St)
(5-13 km)
(0-2 km)
Cumulunimbus (Cb)
(1-13 km)
Stratocumulus (Sc)
• Op deze hoofdvormen zijn zeer veel varianten
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
4
De dampkring is dun
• Straal van de Aarde: 6370 km
• De troposfeer, de laag waarin het weer optreedt,
is aan de evenaar 12 km dik, aan de polen 8 km
– Als de de aarde vergelijkt met een bol met een doorsnede van 2 meter,
is de troposfeer 1,6 mm dik
– Van evenaar naar pool is 10.000 km, bij een 10 km dikke troposfeer is
dat een verhouding van 1000:1
• Alle verticale en horizontale processen spelen zich af in die dunne
troposfeer
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
5
Mooi weer
Donker weer
cumulus (Cu)
stratocumulus (Sc)
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
6
Mooi-weer wolkjes, altocumulus (Ac)
Als deze zich verdicht, wordt het slechter weer
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
7
Vaag, onbestemd, altostratus (As)
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
8
Windveren, cirrus (Ci)
Cirrus hangt heel hoog waar het erg koud is: ze bestaan altijd uit ijs.
De strepen worden gevormd door vallende ijskristallen die ontstaan
in de wollige stukken bovenaan.
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
9
Mooi-weer cirrus
Komt vaak voor bij stabiel weer
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
10
Zomers onstabiel, cumulonimbus (Cb)
Deze wolken kunnen
zich ontwikkelen tot
buien.
Cumulo = gestapeld,
Nimbus = regen
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
11
Onweersachtig (Cb)
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
12
Hoe hoog hangen wolken?
PM:
• Hoog 5-13 km
• Middel 2-7 km
• Laag 0-2 km
• Kijk op Teletekst 707 hoe hoog de bewolking nu hangt (1 voet = 0.30 m)
• Kijk naar buiten
• Toelichting op: http://www.knmi.nl/faq/
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
13
Wolken
1. Inleiding, soorten wolken
2. Ontstaan van wolken: beweging en condensatie
PAUZE
3. Voorbeelden
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
14
Wolken
• Wolken zien er heel verschillend uit:
• Ze bestaan allemaal uit water, vloeibaar of bevroren:
– Beneden -12 °C bevriezen waterdruppeltjes tot ijs
– Beneden –23 °C is er alleen nog ijs
– IJswolken (Ci) hebben vaak kleurige lichtverschijnselen en bijzonnen
• De grootte en de beweging van de druppels of van de ijsbolletjes of kristallen
bepaalt hoe de wolk er uit ziet
– Groeiende wolken: scherp begrensd, ‘bloemkoolachtig’
– Oplossende wolken: vaag begrensd, donzige flarden
• De kleur is verschillend:
– Kleine druppeltjes reflecteren wit (verse wolken)
– Grote druppels reflecteren grauw (oude regenwolkflarden)
– Als de wolk niet rechtstreeks door de zon wordt beschenen, hangt de
grauwheid vooral af van de dikte waar het licht doorheen moet
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
15
Waaruit bestaan wolken?
•
•
•
•
•
Wolken bestaan uit waterdruppeltjes en ijskristallen
IJs en water vallen even snel, sneeuw (samengegroeide ijskristallen) valt langzamer
Kleine druppels vallen extreem langzaam
Grotere druppels vallen sneller: regen, ijzel, hagel
Er zijn ontzettend veel kleine druppeltjes nodig om één grote te vormen
Wolkendruppel
Motregendruppel
Regendruppel
Zware-bui druppel
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Doorsnede
Doorsn.
relatief
Relatief
volume
Valsnelheid
0,01 mm
1,2 mm
3 mm
5 mm
1
120
300
500
1
1,7 miljoen
27 miljoen
125 miljoen
0,01 km/u
3,6 km/u
11 km/u
25 km/u
Wolken V8.2
10 m/u!
16
De vorm van regendruppels
• Wolken- en regendruppels
zien er niet uit als tranen!
• Kleine druppels zijn rond
• Grotere druppels platten af doordat ze snel vallen
• Boven 5 mm breken druppels uiteen in kleinere druppels
1 mm
© Arend Jan Klinkhamer 2013
3 mm
5 mm
Wolken V8.2
>5 mm
17
Hoe zit water in de lucht?
• Lucht is een mengsel van gassen: o.a.
stikstof N2, zuurstof O2 en water H2O
• Wat wij water’damp’ noemen zijn losse
watermoleculen
• Moleculen van deze gassen vliegen en
botsen door elkaar
• Hoge temperatuur = snel vliegen = korte
botscontacten
• Druk = som van alle botskrachten op een
oppervlak
• Veel moleculen per m3 = hoge druk
– alle moleculen samen geven de
totaaldruk
– aantal moleculen van één soort >
deeldruk bijv. water’damp’druk
stikstof
N N
N N
water
O O
O
H
H
N N
N N
O
H
N N
O O
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
zuurstof
H
N N
18
Verdampen en condenseren
• Condenseren is het aan elkaar gaan “plakken” van gasmoleculen: wordt vloeistof
• Verdampen is het uit moleculen in vloeistofvorm ontsnappen van moleculen die
vervolgens vrij gaan bewegen (gasvormig worden)
• De vorming van druppels (en dus wolken) hangt af van de balans tussen
condenseren en verdampen:
– condenseert er meer dan er verdampt dan worden de druppels groter
– verdampt er meer dan er condenseert, dan worden de druppels kleiner en
verdwijnen
• Bij een bepaalde waterdampdruk is de temperatuur de enige bepalende
factor voor verdampen/condenseren
– het maakt niet uit of er ander gas bij de waterdamp is gemengd
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
19
Verdampen en condenseren
• Bij hogere temperatuur gaat verdampen sneller
(Er werd vaak gezegd dat de lucht een bepaalde hoeveelheid water kon bevatten. Dat
is fout: het heeft niets met de lucht te maken, alleen met de temperatuur van het water
in de lucht).
– Uit bollere oppervlakken (kleinere deeltjes) gaat verdampen sneller;
kleine druppeltjes verdwijnen sneller dan grote druppels
– Water verdampt sneller dan ijs: daarom lost cirrus (-40 °C) langzaam op
Belangrijk:
• Bij elke temperatuur is er een waterdampdruk
waarbij druppelvorming optreedt, dat is
de verzadigingsdruk. De temperatuur is dan
de dauwpunt-temperatuur, ook wel
dauwpunt genoemd
NB: 1 hPa (hectoPascal) = 100 Pa = 1 mbar
1000 mbar = 1 atmosfeer
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
Temp
Verz.druk
-15 °C
0 °C
15 °C
30 °C
100 °C
2 hPa
6 hPa
17 hPa
42 hPa
1013 hPa
20
Relatieve vochtigheid
• Relatieve vochtigheid RV is een maat om aan te geven hoe ver we bij een
bepaalde temperatuur van verzadiging af zitten
• Voorbeeld:
– Als de waterdampdruk bij 30 °C
17 hPa is, dan is RV = 17/42 = 40%.
Temp Verz.druk
– Vervolgens koelen we deze water-15 °C
2 hPa
damp af naar 15 °C.
0 °C
6 hPa
– De RV is dan 100%, de damp
15 °C
17 hPa
is verzadigd en kan gaan
30 °C
42 hPa
condenseren. 15 °C is voor
deze lucht de dauwpunt-temperatuur
100 °C
1013 hPa
Koelen we lucht af, dan zal de waterdamp
op de dauwpunt-temperatuur gaan condenseren
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
21
Opbouw van de atmosfeer
• Bij uitzetting of drukverlaging koelt een gas af
(Het omgekeerde, warm worden door drukverhoging,
kunt u zelf voelen: een fietspomp wordt warm)
• Vanaf de aarde naar boven wordt de druk in de atmosfeer lager. Opstijgende lucht
krijgt dus een lagere druk en zal afkoelen.
• De atmosfeer wordt kouder
met gemiddeld 6 á 7 °C per km
Hoogte
Temp Druk
• Vanaf circa 12 km hoogte blijft
0 km
15 °C 1013 hPa
de temperatuur constant op
circa -55 °C. Dit is
2 km
2 °C 800 hPa
de tropopauze.
5 km(Mt Blanc) -17 °C 550 hPa
9 km(Mt Everest) -43 °C 310 hPa
12 km
-56 °C 195 hPa
16 km
-56 °C 100 hPa
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
22
Temperatuur lager in de hoogte
• De onderste laag wordt opgewarmd door
het aardoppervlak
• Tussen 20 en 50 km hoog warmt de lucht
op door chemische reacties t.g.v. ultraviolet
licht
(ozonvorming, hier zit het ‘ozongat’)
• Tussen 11 en 20 km hoog is de temperatuur
constant rond -56 °C
h (km)
20
-56°C
15
tropopauze
10
5
-50
-25
0
25
temp (°C)
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
23
Stabiele massa
Stabiele massa:
omringende lucht
wordt naar boven
langzaam kouder
h (km)
Theoretische
afkoeling van
stijgende droge
bel: -10 °C/km
-25
0
Omgeving
Bel
3000m
0°C
-10°C
2000m
5°C
0°C
1000m 10°C
10°C
0m 15°C
20°C
Bel stijgt als hij warmer is
dan zijn omgeving
25
• Een aan de grond verwarmde bel komt hier niet boven 1 km
• Algemeen: In een omringende massa die naar boven slechts langzaam kouder wordt is ook
een stevige opwarming genoeg voor slechts een beperkte stijging
• Deze luchtmassa nemen we stabiel: er ontstaat geen of beperkte stijging
• Warme massa is altijd stabiel (bv achter een warmtefront)
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
24
Onstabiele massa:
Omgeving
Stijgende
droge bel 10°C/km
h (km)
Onstabiele massa:
omringende lucht
wordt hogerop snel
kouder
-25
0
Bel
3000m
-14°C
-10°C
2000m
-3°C
0°C
1000m
8°C
10°C
0m
19°C
20°C
25
• In deze lucht blijft een verwarmde bel steeds doorstijgen
• In omringende massa die naar boven snel kouder wordt is een kleine opwarming (hier 1 °C)
genoeg voor blijvende stijging
• Algemeen: koude massa is onstabiel, bv. achter een koufront
• Verschil stabiel en onstabiel: de snelheid van temperatuurafname naar boven
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
25
Wolkenvorming en stoppen van groei
15 °C
Inversie: hier wordt het
warmer als je hoger
komt.
Hier stopt dus eventuele
stijging.
19 °C
15 °C
• Als er wolken zijn, is (of was)
er opstijgende lucht
• De onderkant van de wolk is
op de dauwpuntstemperatuur
• Als er een inversie is, vormt
deze de bovenkant van de
wolk
• Wolken stoppen uiteindelijk
altijd tegen de tropopauze (ca.
12 km)
T=30°C, Tdwpunt=15
°C
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
26
Stoppen tegen een inversie
3
3
3
4
2
1
2
3
4
5
1
1. Condensatieniveau
2. Groeiende Cu
3. Cu met top tegen inversielaag
4. Uitspreiden Cu tegen inversielaag
© Arend Jan Klinkhamer 2013
4
1
2
1. Groeiende Cu (‘harde bloemkool’)
2. Oplossende Cu (vezelig, flossig)
3. Uitspreiden Cb tegen inversielaag
4. Oud aambeeld, Cb-cel is al weg
5. IJzelregen uit het cirrusaambeeld (‘virga’)
Wolken V8.2
27
Beperkte convectie, kleine cumulus
• Er zijn twee gevallen waarin het aardoppervlak de lucht erboven kan opwarmen:
– De aarde warmt in de loop van de dag sterk op: hierdoor ontstaat Cu
– Koude lucht stroomt naar een gebied met een warm oppervlak: vaak bij een
NW-stroming vanaf de Noordzee over West-Europa
Weinig vocht
Stopt tegen inversie
Dalende lucht warmt
op, wolkendruppels
verdampen, wolken
lossen op.
“Tussen de wolken
schijnt de zon”
Tlucht = 8 °C
Tland = 15 °C
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
28
Wolken door convectie (Cu)
• De vlakke wattige onderkant is
het niveau waar de waterdamp is
afgekoeld tot de
condensatietemperatuur
• De bovenkant wordt bepaald
door
– De duur van de convectie
(aan de onderkant wordt
koelere lucht aangezogen
waardoor de convectie weer
kan stoppen)
– Een inversie, dwz als de
temperatuur weer hoger
wordt. Te herkennen doordat
de bovenkant dan ook vrij
vlak is.
• Levensduur: 20 minuten
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
29
Lucht is gelaagd
• Verschillende luchtsoorten mengen niet snel (denk aan het ontstaan van fronten)
• Door herhaalde ontmoeting van luchtsoorten bestaat de atmosfeer daardoor vaak
uit een opeenstapeling van een aantal lagen
• In elke laag kan wolkenvorming optreden
• Daardoor ontstaan wolken in etages.
• Dit is het gebruikelijke beeld!
Twee wolkenetages:
• Laag: cumulus met
beperkte dynamiek
• Middelhoog:
altostratus
• In deze situatie zal
niet vaak regen
optreden.
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
30
Diversiteit aan luchtlagen
Kent (UK)
-60°C -40°C -20°C 0°C +20°C
temp.schaal
vet: luchttemperatuur
streeplijn: dauwpunt
Afwisseling van
vochtiger en drogere
luchtlagen
12000 m
9000
Hier stijgt de temp
met de hoogte:
twee inversies
hoogte
5500
Dauwpunt < luchttemp:
geen wolken
3000
Dauwpunt=luchttemp:
wolkenvorming
0m
Wind op hoogte
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
31
Gelaagde lucht boven Brest
Twee lagen met verzadigde lucht: wolken op
twee niveaus
De wind is voor de twee
wolkenlagen duidelijk
verschillend.
Wind aan de grond en op
13 km bijna tegengesteld!
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
32
Ac in twee lagen
• Twee lagen altocumulus boven elkaar, geordend in windrichting
• Wind in de twee lagen bijna loodrecht op elkaar!
• Gaat vaak vooraf aan regenfront
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
33
Wolken
1. Inleiding, soorten wolken
2. Ontstaan van wolken: beweging en condensatie
3. Voorbeelden
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
34
Opkomend warmtefront
Opkomend warmtefront: cirrus-toefjes, verdichtend tot cirrostratus, onder aan de foto
al een beetje op altocumulus overgaand.
Lage cumuli zijn al afgeplat en lossen op
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
35
Halo om de zon
• Lichtbreking in ijskristallen in cirrus en cirrostratus veroorzaakt
een halo (kring) met een straal van 22° om de zon.
• Voorbode van slecht weer
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
36
Naderend koufront
B
© Arend Jan Klinkhamer 2013
• Opeenvolgend van A naar B:
cirrostratus, altostratus,
nimbostratus, gevolgd door
opklaringen achter koufront.
• Koufront wordt op satellietfoto’s
vaak herkend aan de onbewolkte
strook vlak achter de
frontbewolking
• Uit stratus of nimbostratus in de
warme sector linksonder kan
motregen vallen door geleidelijk
aangroeien van wolkendruppels
(“warme regen” = regenvorming
zonder ijs in de wolk)
A
Wolken V8.2
37
Koude onstabiele massa, warm land
• Boven zee nauwelijks
wolken
• Boven land steeds
sterkere wolkenvorming naarmate de
lucht sterker wordt
opgewarmd
• Felwitte vlokken zijn
buienwolken
(cumulonimbus, Cb)
• Snel oplossende
wolken boven Ierse
Zee (koud water)
Images, p 31
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
38
Koude massa over warm land
Les Tas de Pois, aug 2002
• Soortgelijk als vorige plaatje, nu vanaf zee gezien
• Westenwind van rechts naar links. Onder de wolken in de verte ligt de landpunt van de
Pointe du Raz
• Steeds sterkere wolkenvorming naarmate de lucht vanaf de Raz du Sein sterker op zijn
weg over het land naar Douarnenez wordt opgewarmd
• Boven zee geen opwarming, geen wolken
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
39
Koude massa over warm water
• Koude lucht stroomt bij
Labrador vanaf zee-ijs
(linkerrand foto) over warmer
oceaanwater
• LL: begin van kleine
cumulusvorming
• MM: begin van ordening in
wolkenstraten
• NN: verder uitgegroeid
Images, p 20
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
40
Convergentie = samenstromen
A
AB: wolkenveld. Wind boven Ierland remt af
en krimpt daardoor van N naar NW. Geeft
opstuwing naar Ierse Zee = stijging = wolken.
Het land is novemberkoud: wolken lossen op Het windveld in het gebied
van de foto
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
B
Images, p 386
21 nov 1990
0230Z
41
Cirrus
• Haakwolken, hoge ijswolken.
• Wind van links, uit het westen.
• De wolkjes rechtsboven aan elke
haak zijn de bronwolken die naar
rechts bewegen. Uit de bronwolk
regenen ijsdeeltjes. Lagere
luchtlagen bewegen minder snel
naar rechts : ze blijven achter.
• IJsdeeltjes verdampen, worden
lichter, gaan langzamer vallen en
vormen een bijna horizontale streep.
• Uiteindelijk verdwijnen de
bronwolken (ze ijzelen leeg).
Alleen de valsporen blijven over.
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
42
Kans op slechter weer
• Klassiek voorbeeld van
cirrocumulus. Teken van
onstabiliteit in de hogere
luchtlagen.
• Als deze verdicht tot cirrostratus
en altostratus wijst dat op de
nadering van een storing.
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
43
Altostratus
Altostratus aan de voorkant van een warmtefront. Doorschijnend,
wat golvend, in de loop van de tijd dichter wordend.
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
44
Altocumulus, ‘schaapjeswolken’
• Meestal duidt dit op komende neerslag.
• Kan ook restant zijn van oude storing die oplost.
• Blijf kijken!
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
45
Golfplaten-altocumulus
• Ontstaat als een droge luchtsoort glijdt over een vochtige
luchtsoort met een andere snelheid (net als bij wind over water)
• Is geen duidelijke weervoorspeller
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
46
Toenemende altocumulus
• Ook weer twee over elkaar strijkende
luchtlagen
• De onderste laag is vochtig: wolken
ontstaan in de toppen van de golven op
het grensvlak
• Wolken staan dwars op de wind
• Als deze dikkere altocumulus toeneemt,
komt er op korte termijn slechter weer
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
47
Altocumulus castellanus
• Teken van onstabiliteit op middenniveau: lokaal beginnende
convectie versterkt zichzelf door condensatiewarmte
• Als deze in dikkere vorm voorkomt: voorbode van slecht weer
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
48
Cumulus mediocris (middelmatig)
• Heldere polaire lucht. Het kan fris zijn.
• Geen kans op buien zolang er geen verdere opbouw ontstaat
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
49
Grotere cumulus
• Mooie vlakke onderkant (condensatieniveau)
• Kleine kans op neerslag tenzij ze sterker uitgroeien
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
50
Oplossende cumulus
• Rafelige randen: de wolk lost op.
• Fixeer je blik 10-20 sec op een flard, dan zie je opbouwen of oplossen
• Altocumulus op de achtergrond. Redelijk stabiel weer (twee etages)
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
51
Stratocumulus
• Gesloten
bewolking,
afzonderlijke
wolken herkenbaar, in gaten
vaak blauwe
lucht
• Kan ook vormen door verzamelen van zwakke thermiekwolken onder
een inversie, wolkenbasis kan ruim boven het condensatieniveau komen
• Veroorzaakt weinig neerslag, beperkt de dagelijkse temperatuurgang
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
52
Stratocumulus
Sc ontstaat door
uitspreiden van
cumulus-toppen tegen
een inversie
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
53
Stapelwolk: Cb calvus
• Calvus = kaal, d.w.z.
cumulonimbus zonder
aambeeld
• Sterk groeiende Cb. Bovenkant wordt (al groeiend)
rafelig. Dit is een teken van ijsvorming.
• Onder de wolk al regenstrepen
• Buiige neerslag ontstaat altijd na ijsvorming bovenin Cb
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
54
Cb door menselijke activiteit
• Eén enkele Cb in verder
onbewolkte lucht door de
uitstoot van condensatie-kernen
uit Pernis. Hieruit een lokale
bui, de rest van Nederland was
onbewolkt!
• Boven op de wolk een ‘kapje’
(pileus) door condensatie in
naar boven opgestuwde lucht
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
55
Condensatiekernen
• Voor druppelvorming is een condensatiekern nodig:
een stofdeeltje, zoutkorreltje, roetdeeltje dat vocht aantrekt
• Condensatiekernen zijn heel klein: 0,05 tot 1 micron (0,00005 tot 0,001 mm)
• Bronnen van condensatiekernen zijn:
– Van natuurlijke aard: brekende golven, stofstormen, vulkanen, bosbranden
– Door menselijke activiteit, vooral rook van industrie (Pernis, hoogovens) en
transport (vliegtuigstrepen, zeeschepen)
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
56
Wolkengroei door condensatiekernen
• Lake Michigan (USA)
• Linksonder E-Chicago met
staalindustrie, SSW-wind
• Door rookdeeltjes wolkengroei boven
het meer
• Wolkenstraten evenwijdig aan de
wind
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Atmosphere, p. 34
Wolken V8.2
57
Groeien en oplossen tegelijk
40 sec later
1
80 sec later
1
1
1
1
1
2
2
1
1
1
2
2
2
2
• Bij 1 wolkenflarden aan de rand van de wolk: lossen op door menging met drogere
omringende lucht
• Bij 2: bloemkoolvormen, groeiende wolken
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
58
Onweerswolken
2
3
11
• Onweerswolken in verschillende stadia:
1. Vooraan, een sterk ontwikkelende (bloemkool)
2. Daarachter, een volgroeide met begin van aambeeld
3. Achteraan, een uitgeregende met oplossend aambeeld
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
59
Nog meer buien
• Rechts een volgroeide, regenende bui met een
zwaar verijsd aambeeld
• Links achteraan nieuwe in ontwikkeling
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
60
Wolkenflarden onder bui
• Door sterke regenval ontstaan in een bui dalende luchtstromen
• Deze zuigen koude lucht door de bui mee naar beneden
• Waar deze uit de wolkenbasis komt verlaagt ze de temperatuur van de
omringende lucht, en legt het condensatieniveau lager
• Vermenging met toestromende warmere lucht veroorzaakt condensatie:
draderige structuur
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
61
Wolkenflarden
B
B
Kleurverschillen van
de wolken:
A: schaduwwerking
van de bovenliggende wolk
B
A
A
A
Oplossende flarden B
vooraan bestaan uit
grote druppels.
• De flarden onderaan deze wolk ontstonden door opstijging: ze werden langzaam aan
dikker en verlaagden zo de wolkenbasis
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
62
Borstenwolken (Cu mamma)
• Dalende beweging van koude
lucht over een groter oppervlak
breidt de wolkenbasis naar
onderen uit en vormt ‘borstvormige’ wolken
• Onder een Cb kan dit voorbode
zijn van harde wind (koude
valwinden)
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
63
Groeiende wolken
A
• Koude massa uit NW, wind van
links
• Links ligt een landpunt van ca 5
km breed en 80 m hoog
• Deze korte stijging veroorzaakt
net boven de haven van Morgat
sterke wolkenvorming: de wolken
groeien zichtbaar snel aan
• Dit is conditionele onstabiliteit: is
de wolkenvorming eenmaal op
gang, dan gaat hij door.
B
A
B
A
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
64
Zware buien
• Regen trekt lucht mee naar beneden, wordt aangezogen van buiten de wolk
waar de omringende lucht kouder is;
• Daardoor koude valwinden en lokaal koufront
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
65
Rolwolk aan voorkant zware bui
• Rolwolk (shelf cloud) door koude uitstroming voor aankomende zware
buien-Cb
Elsevier p 71
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
66
Wat is dit?
• Een deel van de regen verdampt
voordat hij de grond bereikt
virga
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
67
?
Baie de Brest, aug 2002, 1900Z
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
68
Bronnen
Boeken
• De wolken en het weer, G. de Bont en B. Zwart.
ISBN 90 6255 2277 (aanbevolen)
• Elseviers gids van het weer (Wetterkunde für Alle),
ISBN 90 10 02011 8 (goed, niet meer in de handel)
• Meteorology today, C. Donald Ahrens, ISBN 05 3439 7719
(goed algemeen meteoboek, uitgebreid, geen wiskunde)
Websites
• Achtergronden, veel en goed: www.knmi.nl/voorl/weer
• Karlsruher Wolkenatlas: http://www.wolkenatlas.de/
• Univ. of Illinois Online Weather guides:
http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/home.rxml
© Arend Jan Klinkhamer 2013
Wolken V8.2
69