×

De atmosfeer

De atmosfeer (ook wel dampkring genoemd) is een deken van verschillende lagen om onze aarde heen. De verschillende lagen kunnen ingedeeld worden in 5 soorten. De troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer en exosfeer. Er word ook wel eens gesproken over de ionosfeer. Dit is een benaming voor de combinatie van de mesosfeer en thermosfeer.

In de atmosfeer bevinden zich verschillende gassen. De meest voorkomende zijn stikstof en zuurstof die gezamelijk 99% in beslag nemen. stikstof (N2) 78% en zuurstof (o2) 21%. 0,9% word ingenomen door argon en CO2 neemt nog eens 0,03% in van het volume. Daarnaast zijn er ook nog de gassen, neon, helium, krypton, xenon, waterstof, methaan, ozon, en ammoniak te vinden.

Er komt ook waterdamp voor. Ergens tussen de 0,1 en 5%. de hoeveelheid is sterk afhankelijk van de temperatuur en de locatie.

Er komen ook nog aerosolen (fijne stofdeeltjes) voor. deze kunnen bijvoorbeeld afkostig zijn van een vulkaan uitbarsting en bosbranden, maar ook zouten uit de zee kun je terug vinden in de atmosfeer. deze deeltjes helpen bij het vormen van neerslag. Waterdamp kan namelijk makkelijk condenseren op deze deeltjes.

De grenzen tussen de luchtlagen word opgedeeld in 3 soorten. De tropopause, Stratopause en mesopause. Er is ook nog een laag tussen de aarde en de atmosfeer, deze word ook wel de planetaire grenslaag genoemd.

De troposfeer

Zo’n beetje 80% van de massa van de atmosfeer bevind zich in het eerste laag. Afhankelijk van de locatie reikt de troposfeer ongeveer tussen de 6 en 17 km hoogte. Boven de polen reikt hij beduidend minder hoogte dan boven de evenaar. Dit laag heeft de meeste temperatuur verschillen van de genoemde lagen. Gemiddeld neemt per kilometer de temperatuur af met ongeveer 6,5 graad. Tevens is dit laag verantwoordelijk voor het weer op onze planeet. Dit komt door de combinatie van wind, temperatuur en vocht. De grootste hoeveelheden waterdamp zijn dan ook in de troposfeer te vinden.

De stratosfeer

De stratosfeer is het 2de laag met een bereik van ongeveer 10 a 17 tot 50 km hoogte. Hoewel de troposfeer hoge temperetuur verschillen heeft blijft de temperatuur in de stratosfeer nagenoeg constant, ook wel isotherme laag genoemd. daarboven stijgt de temperatuur om vervolgens in de laatste kilometers ongeveer weer uit te komen rond het vriespunt. De waterdamp en koolstofdioxide gehalte wordt deels vervangen door ozon. dit in combinatie met het temperatuur verloop maakt deze laag een stuk stabieler en vind er vrijwel geen convectie plaats.

De mesosfeer

Met een hoogte van 50 tot 85 km bevinden we ons in de mesosfeer. net zoals de onderste luchtlaag dalen de temperaturen met de hoogte verder naar beneden. In het hoogste gedeelte kan de temperatuur gezakt zijn tot wel -173 graden celcius. Ter behoeve van het weer minder interessant. Astroïden/meteoren worden in deze laag zichtbaar door de verhitting die ze oplopen.

De thermosfeer en exosfeer

De thermosfeer 85 tot 700 km hoog samen met de exosfeer 700 tot 10.000 km hoog ook wel de ionosfeer genoemd. In de thermosfeer vind veel absorptie van UV-straling plaats afkomstig van de zon. Dit zorgt voor toename van de temperatuur in de thermosfeer naarmate je hogerop klimt. De temperatuur neemt in de exosfeer niet verder meer toe.

×

Wolken

Cumulus & Cumulonimbus

Deze soort word ook wel stapelwolk genoemd. Vaak te zien als het weer wat warmer is en er een Koufront nadert. Als de warme vochtige lucht weet te stijgen koelt hij af met de hoogte waardoor waterdamp gaat condenseren.

Als er een grote hoeveelheid vocht aanwezig is, kan met de juiste omstandigheden een Cumulus uit groeien tot een Cumulonimbus. Deze kunnen wel 10km hoog worden en gaan gepaard met veel neerslag en vaak ook onweer. Door de vorm die deze wolken hebben heeft ervoor gezorgd dat ze ook wel eens bloemkolen genoemd worden

Nimbostratus

Een wolken soort dat bij een warmtefront aanwezig kan zijn. Een uitgestrekt wolkendek met weinig structuur en zon bedekkend. De neerslag die eruit komt raakt in sommige gevallen niet eens de grond. Je ziet dan de neerslag halverwege de weg naar beneden weer verdwijnen.

Stratocumulus

De Stratocumulus lijkt een beetje op samengeklonterde Cumulus wolken. Vaak variërend tussen lichter en donkere stukken met zo af en toe wat openingen. Bevat nagenoeg nooit regen, hoewel een paar druppels wel mogelijk zijn.

Stratus

Ook deze vorm van bewolking komen voor bij een passage van een warmtefront. Het zijn laag hangende wolken en grijs van kleur en vaak hebben zij een egale basis. Je kent het vast wel, die grijze dagen met motregen of lichte neerslag. Dit is dus de boosdoener.

Altostratus

Als er warme lucht over een lager liggende koudere lucht schuift kunnen Altostratus wolken gevormd worden. Soms schijnt de zon er nog zachtjes doorheen. De bewolking kan echter ook snel dikker worden en regen gaan produceren. Bij langdurige neerslag kan het een Nimbostratus worden.

Altocumulus

Als op grotere hoogte koudere lucht binnen stroomt kunnen Altocumulus gevormd worden. Deze wolken kunnen het naderen van een onweersbui verraden. Dit is natuurlijk niet altijd zo. De wolken lijken een beetje op de vacht van een schaap.

Cirrus

Ook wel benaamd als windveren. Ze komen voor in de hoge lagen en bestaan volledig uit ijskristallen. Veelal lijken deze sluierwolken een veer/draadachtige structuur te hebben.

Cirrocumulus

Cirrocumulus lijken qua structuur wel wat op de Altocumulus. Het verschil in hoogte maakt ze echter te onderscheiden. Op het oog lijken de Cirrocumulus kleiner. Ook bij deze vorm van wolken kan het weer wijzen op naderend slecht weer.

Cirrostratus

Een dunne laag bestaande uit ijskristallen hoog in de lucht. De dunne laag kan voor een optisch effect zorgen om de maan of de zon genaamd Halo. Onder invloed van een warmtefront kunnen deze wolken dalen tot een Altostratus of Nimbostratus.

×

Dauwpunt & Luchtvochtigheid

Laten we beginnen met wat uitleg over waterdamp in combinatie met lucht. Omdat de hoeveelheid waterdamp in de lucht altijd weer anders is, word dit gas niet standaard mee genomen bij de aanduiding van alle gassen die zich in de atmosfeer bevinden. Hoewel we in het vorige artikel konden lezen dat het ongeveer 0,1 tot 5% waterdamp in de lucht aanwezig kan zijn, worden deze percentages nooit gebruikt. Luchtvochtigheid word meestal aangegeven met percentages van 0 tot 100%.

de lucht kan maar een bepaalde hoeveelheid waterdamp met zich mee dragen. Hierbij geld de regel; hoe kouder de lucht, hoe minder waterdamp (moleculen) deze kan bevatten. Dit word aangeduid als een mix ratio. Deze luid als volgt: waterdamp in grammen – per – kilo lucht.

Voorbeeld;

• Er is 3 gram waterdamp aanwezig in 1 kilo lucht.

Om je een beeld te geven hoe dat er ongeveer uitziet,

• 1 gram water is 1 cm3 aan volume. Ongeveer net zo groot als een dobbelsteen.
• 1 kilogram lucht is ongeveer 1m3 aan volume.

Dat betekend dus dat er ongeveer 3 dubbelstenen aan water aanwezig zijn in 1 kilo lucht.

In de afbeelding hieronder kun je zien wat de maximale hoeveelheid aan waterdamp is ten opzichte van de temperatuur van de lucht.

Als er een luchtvochtigheid percentage gegeven wordt van 50% bij een temperatuur van 15 graden celcius, dan bevat 1 kilogram lucht 5 gram waterdamp. Als er geen waterdamp word toegevoegd aan de lucht en de temperatuur zakt naar 5 graden celcius, dan bereik je het punt van verzadiging. 100% luchtvochtigheid. Dit is het punt waar condensatie kan plaats vinden. Die laatste temperatuur van 5 graden Celcius wordt dan het dauwpunt genoemd. Houd in het achterhoofd dat de dauwpunt temperatuur nooit hoger kan zijn dan de omgevingstemperatuur. Als de temperatuur van de lucht na het bereiken van het dauwpunt verder daalt, dan daalt de dauwpunt temperatuur op het zelfde niveau mee.

×

Verdamping (Waterdamp)

In het vorige artikel gaven we het eigenlijk al aan dat temperatuur grote invloed heeft op de hoeveelheid waterdamp, er zich in de lucht kan bevinden. Je kan dus stellen dat koude lucht altijd droog is en warme lucht meestal vochtig. Ondanks dat er meer waterdamp aanwezig kan zijn, hoeft warme lucht geen grote hoeveelheden waterdamp te bevatten. Er zijn verschillende factoren die hier invloed op kunnen hebben. Bijvoorbeeld de wind die vanuit een woestijn warme lucht aanvoerd of de tempratuur van een groot wateroppervlak.

Latente warmte

Om water te laten verdampen is energie in de vorm van warmte nodig. Dit wordt ook wel latente warmte genoemd, en wordt aan gegeven in kJ/kg. We laten de berekening even achterwege. In de overgangsfase van water in vloeibare vorm naar waterdamp (gas) word de binding van moleculen veranderd. De warmte (thermische energie) die deze verandering teweeg brengt wordt meegenomen door de waterdamp moleculen. (Voorbeeld) Wanneer wij als mens zweten, dan probeert ons lichaam zich af te koelen. Het zweten zelf is echter niet de afkoeling. Het is de verdamping van het zweet die de overtollige warmte mee neemt, en zo dus voor verkoeling zorgt. De moleculen nemen deze energie net zolang mee tot dat zij van waterdamp terug veranderen in vloeibare vorm. Door middel van bijvoorbeeld het bereiken van de dauwtemperatuur.

Het moge duidelijk zijn dat de hoeveelheid aan waterdamp die vrij komt afhankelijk is van de temperatuur van het water. Warm water verdampt meer/sneller dan koud water. Hoewel de lucht 100% verzadigd kan zijn met waterdamp, betekend dit niet dat er geen verdamping meer plaats vind. In geval van een luchtvochtigheid van 100% vind even veel verdamping plaats als bij een 50% luchtvochtigheid. Het aantal moleculen wat weer terug gaat naar vloeibare status is hierbij gelijk aan de hoeveelheid waterdamp die vrij komt. (Zie afbeelding hieronder).

×

Convectie

Condensatie

Wanneer lucht het dauwpunt bereikt en verder afkoelt gaat waterdamp terug naar zijn vloeistof vorm. Dit proces is bij ochtend dauw te zien op bijvoorbeeld gras. over het algemeen condenseert water het eerst op gras omdat deze een koele temperatuur heeft. op zich is het vanzelfsprekend dat dit proces het eerste plaats vind op de koudste oppervlaktes. Als we gaan kijken naar dit proces bij wolkenvorming, dan moet je in het achterhoofd houden dat er iets nodig is om zich aan te binden. In de lucht zijn allerlei deeltjes te vinden die met het blote oog niet gezien kunnen worden, denk bijvoorbeeld aan bacteriën, zoutkristallen, stof enz. Al deze deeltjes worden condensatiekernen genoemd. De druppels condensatie in wolken zijn microscopisch klein

Lucht

De lucht moleculen zijn altijd in beweging. Zo’n molecul vliegt in een rechte lijn totdat deze een andere raakt, afkaatst en weer een andere richting opgaat. dit afketsen gebeurd niet alleen aan elkaar maar ook tegen alle andere objecten op aarde. Dit is in feite het geen wat luchtdruk genoemd wordt. Wanneer de luchtdruk en ook de temperatuur van laag naar hoog gaat, dan gaan deze moleculen steeds sneller bewegen. Mede door de zwaartekracht op onze planeet bevinden zich op het aard oppervlakte de meeste luchtdeeltjes. Hoe hoger je komt hoe ijler de lucht wordt. Lucht die steeds hoger de atmosfeer ingaat word groter omdat er steeds minder druk op staat. de lucht wordt hierbij kouder. Als deze lucht weer daalt dan wordt het proces omgedraaid.

Adiabatisch verval percentages

Lucht die in de atmosfeer stijgt of daalt maakt een voorspelbare temperatuursverandering mee van 9,8 graden celcius per kilometer. Dit is de droog adiabatisch verval percentage. Dit gebeurd dus als er geen vorming van wolken plaats vind omdat er geen verzadiging is van lucht. Vanaf het moment dat er wolkvorming plaats vind spreken we van verzadigd adiabatisch verval percentage, we gaan even uit van 4,9 graden celcius. De reden dat dit lager is komt door het weer vrij laten van de thermische energie die de waterdamp moleculen hebben mee genomen.

Wolkvorming

Hoewel wij als mens het gevoel hebben dat de temperatuur buiten egaal verloopt, zijn er toch plekken waar luchttemperatuur hoger of lager ligt. dit komt mede door de opwarming van objecten in onze omgeving. Plekken die een hogere luchttemperatuur hebben brengen een thermiek/stijgende beweging op gang. Deze stijgende kolom lucht blijft stijgen totdat de lucht de zelfde temperatuur heeft als de omgeving om hem heen. Hierna daalt de lucht weer naar beneden. Ongeacht of er wel of geen vorming van wolken heeft plaatsgevonden. Aan de hand van de adiabatisch verval percentages, de temperaturen en het dauwpunt, kun je op de afbeelding hieronder zien hoe het eruit ziet.

De linker uitgebeelde stijgende lucht bereikt na 1000 meter de dauwtemperatuur en zal vanaf daar nog ongeveer 4,9 graden per kilometer afkoelen. Tussen de 3 en 4 kilometer is de temperatuur gedaald tot de omgevingstemperatuur en kan niet verder stijgen en zakt weer naar beneden. De rechter uitgebeelde stijgende lucht is na iets meer als 1 kilometer al gezakt naar dezelfde temperatuur als zijn omgeving. Deze bereikt niet het dauwpunt en zakt weer naar beneden zonder dat er condensatie plaats vind.

×

Luchtdruk

Eigenlijk zegt de naam luchtdruk het al, het is de hoeveelheid druk die de lucht uitoefent op ons en onze planeet. De luchtdruk kan worden gemeten met een barometer en word in de meteorologie aangeduid als hectopascal (hPa) of millibar (Mbar). Over het algemeen kun je stellen dat hoe hoger je de atmosfeer ingaat, hoe lager de druk wordt. Luchtdruk oefent zijn kracht in alle richtingen uit. Dit is de reden dat het niet merkbaar is voor ons mensen dat er eigenlijk behoorlijk veel gewicht op ons drukt. Als je je arm strekt word er van boven en vanaf beneden dezelfde hoeveelheid druk op je arm uitgeoefend.

Hoge luchtdruk

Hoge luchtdruk word veroorzaakt doordat er boven in de troposphere lucht/wind tegen elkaar aan botst en hierbij naar beneden worden gedrukt omdat de lucht vanaf hier niet verder kan stijgen. Doordat de lucht hier naar beneden word gedrukt worden de moleculen dichter op elkaar gedrukt waardoor deze minder bewegingsruimte hebben. De dalende lucht word warmer naarmate deze verder zakt. er ontstaat een stabiele luchtsoort waarin wolkvorming niet plaats kan vinden en waarbij de luchtdruk op leefniveau stijgt.

Lage luchtdruk

Wanneer boven in de troposphere lucht/wind niet tegen elkaar botst maar juist van elkaar weg beweegt, veroorzaakt dit juist een zuigende werking. Hierbij begint lucht te stijgen. Doordat lucht stijgt koelt deze af en krijgen moleculen steeds meer ruimte om te bewegen. De lucht word hierbij onstabiel en wolken kunnen gaan vormen.

Thermische lage luchtdruk

In hele warme gebieden kan warme lucht vanaf het aardoppervlak beginnen te stijgen, zonder dat hierbij het proces in gang gezet is door de zuigende werking boven in de troposphere. Doordat deze warme lucht begint te stijgen daalt de luchtdruk op het aardoppervlak. Dit word een Thermisch laag genoemd.

Koude kern hoge luchtdruk

In hele koude plekken kan lucht samen trekken. Doordat er van boven lucht word toegevoegd, word de lucht verder samen gedrukt. hierdoor stijgt de luchtdruk. Dit word ook wel koude hoge luchtdruk genoemd.

Doordat luchtdruk met de hoogte verschilt zullen er grote verschillen zijn qua metingen. Echter als we naar de luchtdruk kaarten kijken zien we deze niet terug. Doormiddel van een berekening word er altijd terug gerekend naar luchtdruk op zee niveau. Hierdoor krijg je een egaal beeld van de luchtdruk.

×

Wind

Op ons noordelijke halfrond beweegt wind in een laag luchtdruk gebied zich tegen de klok in en in een hoog luchtdrukgebied met de klok mee. Dit word veroorzaakt door draaiing vaan de aarde. Lucht die zich in een richting verplaatst vanaf de noordpool richting de evenaar, zou bij een stilstaande aarde in een rechte lijn verplaatsen. Echter doordat de aarde tegen de klok in rond draait, buigt deze lucht af naar links. Lucht die zich in een richting verplaatst van af de evenaar richting de noordpool buigt af richting het oosten. Op het zuidelijk halfrond gebeurt dit ook alleen doordat de richting van de lucht zich omgekeerd verplaatst ten opzichte van het noordelijk halfrond, draait de lucht hier in de luchtdruk gebieden ook het tegenovergesteld. Zie afbeelding hieronder ter illustratie.

De snelheid en vorming van de wind is afhankelijk van de verschillen in temperatuur en luchtdruk. Bij warme lucht is de afstand bij het dalen van de temperatuur met de hoogte groter dan bij koude lucht. Deze verschillen hebben eveneens drukverschillen naarmate de hoogte toeneemt. Hoe groter de verschillen des te hoger de windsnelheden. Dit en het Coriolis effect zoals hierboven beschreven zorgen ervoor dat deze wind zich van west naar oost beweegt.

×

Fronten

Polair front

Voor de uitleg wat het polair front is, moeten we gaan kijken wat er hoger in de lucht gebeurd. Hiervoor gaan we naar een hoogte van +- 3000 meter (700hPa). Als we boven de noordpool kijken dan zien we hier een gebied dat koude lucht bevat die te onderscheiden is van de warmere lucht, gezien vanaf de evenaar. De rand van de koude luchtbel word het polaire front genoemd. Dit hele gebied met koude lucht, trekt zich terug richting het poolgebied naarmate de zomer nadert en strekt zich uit richting de evenaar in de winter. Op de afbeelding hieronder afgebeeld in blauwe kleur. Wat opvalt, is dat er uitschieters met koude lucht zijn richting het zuiden. Dit worden ook wel Rossby waves (planetaire golven) genoemd.

Warmtefront

Als er word gesproken over een warmtefront dan duid dit het punt aan waarbij warme lucht botst met koude lucht. Hierbij word de koude lucht vervangen door warme lucht. De warme lucht wordt hierbij in een relatief rustige snelheid gelift over het kou front. Dit proces kan zich over kilometers uitstrekken. Wolken kunnen zich vanaf hoog naar laag steeds verder uitbreiden en ter hoogte van het warm front kan het regenen. Zie afbeelding hieronder ter illustratie.

Koufront

Een koufront duid het punt aan waar koude lucht de warme lucht verdrijft. Het kou front leunt hierbij een beetje over de warme lucht. Op dit punt vind convectie plaats, en word warme lucht als het ware gelanceerd. Hierbij bestaat er een mogelijkheid tot stevige onweersbuien. Op zijn minst ontstaan hier cumulus wolken. Zie afbeelding hieronder ter illustratie.

Stationair front

Bij een stationair front bereiken warme en koude lucht elkaar vanuit tegengestelde richting. De snelheid waarmee dit gepaard gaat liggen laag en gelijk. Er kan dikke bewolking zijn, licht regenen of geheel droog blijven. Zie afbeelding hieronder ter illustratie.

Occlusiefront

Een occlusie front ontstaat waar een kou front met hogere snelheid een warm front met lagere snelheid raakt en inhaalt. Dit is vaak het geval bij de vorming van een depressie. Het kan ook zijn dat een kou front een ander (iets minder koud) koufront inhaalt. Bij een depressie is op dit front de meeste neerslag te vinden.

Gust front

Bij pittige tot zware buien komen sterke neerwaartse dalingen van koude lucht voor. Deze koude lucht word tegen de grond gedrukt en spreid zich over de grond uit. Deze koude lucht word voor de bui uit gedrukt. Hierbij word het voorste deel, waar de warme vochtige lucht omhoog gedwongen word, een gust front genoemd.

×

Convergentie & Divergentie

Convergentie en divergentie is een proces waarbij het samen komen of van elkaar wegdrijven van lucht een stijgende of dalende beweging in gang zet. Bij convergentie wordt lucht op elkaar in gedrukt. Op deze manier ontstaat er overdruk waardoor de lucht gedwongen wordt om te stijgen. Dit kan buien en felle onweersbuien tot gevolg hebben als dit vanaf het aardoppervlak gebeurd. Ook hoger op in de lucht kan dit proces plaats vinden. Bij divergentie komt de lucht niet samen maar trek juist van elkaar af. Als dit aan het aardoppervlak plaats vind, dan wordt de lucht erboven juist gedwongen om te dalen omdat er onderdruk is en zal de luchtdruk stijgen. Dit proces kan ook helemaal boven in plaats vinden. Dan zorgt de zuigende werking door onderdruk juist dat lucht weer gaat stijgen. Dit zet dan ook weer een luchtdruk daling in gang.

×

Depressies

Depressies (ook wel mid latitude cyclones genoemd) ontstaan op de grens waar koude droge lucht op warme vochtige lucht botst. Dit fenomeen is te vinden ter hoogte van het polair front. Het proces begint dus bij een stationair front. Wanneer hierbij de koude lucht vanuit het noordoosten word aangevoerd en de warme lucht vanuit het zuidwesten, dan veranderd dit stationair front al snel in een kou front en een warm front. Het kou front begint zich vervolgens verder zuidwaarts te verplaatsen. Tegelijkertijd verplaatst de warme lucht zich in een minder snel tempo naar het noorden. De kern van de depressie begint hierbij uit te diepen en de luchtdruk word lager. Wanneer de luchtdruk sterk daalt op een relatief kleine afstand, word de warme lucht spiraalsgewijs steeds harder omhoog gezogen. Op een gegeven moment begint het kou front het warm front in te halen. Hierdoor ontstaat er een occlusie front. Dit is het moment waar de depressie op zijn sterkst is. Hieronder op de afbeelding leggen we het nog eens stap voor stap uit.

×

Globale Circulatie

Intertropische Convergentie Zone

Ter hoogte van de evenaar beweegt de wind vanaf het noordelijkhalfrond zuidwestwaarts en vanaf het zuidelijkhalfrond noordwestwaarts naar de evenaar toe. Doordat de wind tegen elkaar aanbotst vormt er zich een lijn wind die zich vanaf het oosten naar het westen verplaatst. Dit word de intertropische convergentie zone genoemd. De lucht in dit gebied is warm en zeer vochtig. Doordat de lucht tegen elkaar in gedrukt word kan deze lucht niets anders dan stijgen. In dit gebied zijn dan ook nagenoeg altijd cumulonimbus wolken te vinden. De lucht die vanaf hier stijgt, stijgt door totdat deze niet verder kan (bovenkant troposphere). De lucht is vanaf hier een stuk droger, en deel van de lucht verplaatst zich dan richting het zuiden en een deel richting het noorden. Dit proces zorgt voor een thermisch laag luchtdruk gebied over de evenaar.

Subtropische hoge luchtdruk gebieden

De gestegen lucht vanaf de omgeving van de evenaar reist enige tijd boven in de troposphere richting het noorden en zuiden. Hierbij koelt de lucht langzaam af en begint op een gegeven moment weer te dalen. Op de plek waar deze lucht begint te dalen ontstaat door deze daling een hoge luchtdruk gebied. Doordat het proces op de evenaar over de gehele evenaar plaatsvind, vind ook de vorming van deze hoge luchtdruk gebieden plaats over de gehele ronding van de planneet waarbij dit het meest frequent voorkomt over de oceanen. Dit komt doordat over de continenten op warmen door de zon. Er ontstaat dus een loop van lucht welke ook wel de Hadley cell genoemd word.

Depressies

Nadat we hiervoor besproken hebben hoe depressies ontstaan, halen we dit proces er weer bij. Depressies, of beter gezegd cyclonen die plaats vinden rondom het polair front, zorgen er voor dat er weer stijging plaats vind van lucht. Net zoals bij de Hadley cell, reist ook hierbij weer de drogere lucht aan de bovenkant van de troposphere richting het zuiden en het noorden. De lucht die naar het zuiden beweegt daalt op dezelfde plek naar beneden ter hoogte van de subtropische hoge luchtdruk gebieden. Deze loop word de Ferrel cell genoemd.

Polair Hoog

De gestegen lucht rondom het polair front dat zich noordelijk verplaatst daalt op de noordpool weer naar beneden. Hierdoor ontstaat er een hoge luchtdruk gebied. Dit hoge luchtdruk gebied zorgt voor de benodigde noordoostelijke wind die nodig is bij de vorming van depressies en cyclonen ter hoogte van het polair front. De loop die de lucht hier maakt word ook wel de Polar cell genoemd.

Als je dit verhaal gaat bekijken op een kaart met echte data dan zal je er al snel achter komen dat het in het echt er allemaal een stuk chaotischer uit ziet. Voor de uitleg hiervan is het echter duidelijker als het wat symmetrisch is uitgebeeld.

×

Jet Streams / Straalstromen

Jet streams zijn een snel, in een nauwe meander patroon bewegende lucht die zich van west naar oost verplaatst. Deze stromen bevinden zich in het bovenste gedeelte van troposphere en zijn te vinden tussen de Polar en Ferrel cell (de polar jet) en tussen de Ferrel en de Hadley cell (de subtropische jet). De subtropische jet is hierbij de variant die op een hogere hoogte plaats vind en waarbij ook minder hoge windsnelheden gepaard gaan, ten opzichte van de polar jet. De tropopauze ligt per circulatie cell hoger of lager ter hoogte van de scheiding tussen de twee cellen. Dit wordt veroorzaakt door het verschil in dichtheid tussen warme en koude lucht. In koude lucht licht bijvoorbeeld een temperatuur van -20 graden op een lager niveau/ hogere luchtdruk dan bij de warmere luchtsoort. Dit verschil in temperatuur/druk in combinatie met de krachten die ontstaan door de rotatie van de aarde, maken dat de windsnelheden met de hoogte steeds sneller worden. Over het algemeen worden jet streams niet breder dan enkele 100 kilometers en bereiken ze niet meer dan een totale hoogte van ongeveer 4 a 5 kilometer. De windsnelheden in de polar jet kunnen oplopen tot wel 400 km/h in de winterperiode. De windsnelheden in een jet stream kunnen over grotere afstanden flink van elkaar verschillen.

Hoewel de subtropische en de polar jet elkaar in sommige gevallen kunnen bereiken, heeft de polar jet ruimschoots de grootste invloed op het weerbeeld. Een sterke jet stream kan bijvoorbeeld met de juiste ligging voor extra zwaar onweer zorgen in de zomer en kan in de winter wanneer deze zuidelijk onder ons land doortrekt voor een flinke winter inval zorgen. En zo zijn er nog een heleboel andere dingen te benoemen.

Low-level Jet

Door een scherpe afscheiding van een droog en warm klimaat en een vochtig warm klimaat, kan de lucht aan het oppervlak in het droge warme gebied sneller afkoelen dan de warme vochtige lucht ernaast. Dit word vaak gezien in Amerika over de great plains. Doordat hier droge warme lucht over het westen in een hoger gebied ligt, kan hier de temperatuur in de nacht een stuk sneller dalen als de vochtigere warme lucht op de zelfde hoogte verder naar het westen. Dit ligt immers ook nog eens verder van het aardoppervlak door het lager gelegen gebied. Hierdoor ontstaan er drukverschillen waarbij de warme vochtige lucht van oost naar west richting de afgekoelde lucht beweegt. Hierbij beinvloet het Coriolis effect de stroming waardoor deze afbuigt richting het noorden. Het proces kan nog extra versterkt worden doordat er meer zuidoostelijk al een thermische wind op gang word gebracht. Warme vochtige lucht die aangevoerd word richting een laag luchtdruk gebied met aan de westelijke kant een koufront, veroorzaakt enig sinds al een verhoging van windsnelheid.

Sting Jet

Een sting jet is te vinden bij depressies/cyclonen die ontstaan rondom het polair front. Voor de ontwikkeling van een sting jet is er net iets meer nodig dan bij een normale depressie. Om te beginnen kijken we eerst even naar de afbeelding hieronder.

Wat opvalt, is dat het kou front hierbij niet in verbinding staat met het warm front. Boven het warm front loopt een koude transportband welke koude vochtige lucht, met al zijn neerslag naar de kern van het snel uit diepende laag brengt. Tussen de kern en het kou front word nog koudere en zeer droge lucht (polaire lucht) de kern in gebracht. De neerslag die de koude transportband met zich mee brengt valt in de droge strook waarbij de neerslag snel verdampt en een verdere afkoeling veroorzaakt. Sterke wind wordt omlaag gedrukt. Het resultaat van de verdamping koelproces is een versnelling van het neerwaartse momentum. Sterke winden worden met grote kracht naar beneden geduwd richting de wolken basis die zich om de kern wikkeld.