Ster inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactiefSter inactief
 

4. De structuur van de atmosfeer.

We hebben de bewegingsleer van de atmosfeer in het kort gehad. Om daar de verschijnselen beter bij de begrijpen, moeten we zien hoe de druk, de temperatuur, en de luchtvochtigheid op een bepaalde plaats is verdeeld over diverse luchtlagen. Immers, ons weer is het belangrijkst en niet dat van mijn buurman. Als hij of zij een sneeuwdag kan noteren, hoeft dat bij mij nog niet het geval te zijn.

Luchtdruk.

Van de 3 elementen druk, temperatuur en vochtigheid is druk het makkelijkst: die heeft een bescheiden invloed op het weer. Hoewel je aan de luchtdruk (en vooral de luchtdrukverandering) kan zien of er sprake is van lage- of hogedruk. Meer van belang is of de wind naar elkaar toe waait of juist uit elkaar, waardoor wolken eventueel oplossen. Het enige wat nuttig is, is om nog op te merken dat de druk met de hoogte daalt.

De gemiddelde luchtdruk op zeeniveau is bijna 1015 millibar, ofwel 1015 hectoPascal. Ofwel 760 mm kwikdruk. Op 5,4 km hoogte is de luchtdruk de helft van die aan het oppervlak. Op 10 km hoogte een kwart, en op 15 km 1/10 van de luchtdruk op zeeniveau.

Temperatuur.

De temperatuur gaat in de onderste 11 km meestal omlaag. De eerste laag is de "troposfeer", de laag waarin het weer zich afspeelt. Daarna komt de stratosfeer, waarin de temperatuur stijgt met de hoogte. De stratosfeer is daardoor zeer stabiel. In de stratosfeer bevindt zich ook de ozonlaag, rond een hoogte van 40 km. Mocht de stratosfeer doormengd zijn, dan zou ozon snel afbreken en zou het leven op de grond vrijwel onmogelijk zijn. Zeker voor ons. "Ozonlaag" is overigens een naam die de kleine hoeveelheid ozon teveel eer doet. Mocht de hoeveelheid ozon alleen aan de grond voorkomen, dan zouden we een ozonlaag overhouden van 0,3 mmo Maar goed, het heeft een nuttige functie.

Na de stratosfeer volgt de mesosfeer en daarna de thermosfeer of ionosfeer. Daar vinden fenomenen als poollicht plaats. Uiteindelijk is er de exosfeer en daar is van temperatuur eigenlijk geen sprake meer. In de ruimte is vrijwel geen materie, lucht of gas, maar alleen nog straling. Mocht de achtergrondstraling worden omgezet in temperatuur, dan is daar een temperatuur van 3 graden Kelvin, ofwel 3 graden boven het absolute nulpunt.

We concentreren ons uiteraard op de troposfeer. De hoogte daarvan varieert van zo'n 6 km in winterse situaties met zware buien tot 15 km op een warme zomerdag. De temperatuur in de troposfeer -of de "weerlaag" - wordt samen met de dauwpuntstemperatuur weergegeven in het radiosonde-diagram. De temperatuur is altijd de vaste lijn, het dauwpunt (de temperatuur die de lucht moet krijgen om 100 % vochtig te zijn) is gestippeld. Het dauwpunt is per definitie lager of gelijk aan de temperatuur.

 

Op een radiosonde-diagram zijn een 4-tal hulplijnen.
1. De lijn van temperatuur. Die loopt recht van rechts onder naar links-boven. (blauw).
2. De lijnen van stijgende lucht, die lopen recht naar links en naar boven. Dit geeft de temperatuur weer die luchtbellen krijgen als ze opstijgen, zonder dat er stapelwolken ontstaan. (zwart).
3. De lijnen van gelijke vocht-vermenging, de mengverhouding. Deze lopen recht naar boven en een beetje naar links. Ze geven aan wanneer een luchtbel 100% vochtig wordt en er dus stapelwolken ontstaan. (rood).
4. De lijnen van de stijging van stapelwolken. Die lopen krom van beneden naar boven en naar links. Deze zogeheten "nat-adiabaat" geeft de temperatuur van de stijgende stapelwolk aan. Mocht de stapelwolk warmer blijven dan de lucht op de hoogte waar hij is, dan kan de wolk door blijven stijgen, en er eventueel een bui komen. (groen).

Convectie.

Grofweg gebeurt er bij de vorming van stapelwolken (dat noemen we "convectie" of "natte convectie") het volgende:
1. De zon verwarmt de aarde. Het temperatuurprofiel past zich in de onderste niveau's aan.
2. Bij voldoende opwarming is komt de luchtbel zo hoog dat de temperatuursdaling zorgt voor 100% vochtigheid. Er vormt zich een kleine stapelwolk.
3. De stapelwolk voelt nu of hij kouder is dan de omgeving en zal dan wel of niet doorstijgen. Gaat dit stijgingsproces door, dan volgt druppelvorming en eventueel een bui. De wind op een hoogte van 700 millibar bepaalt ongeveer de treksnelheid en de richting van een bui, althans van buien in het zomerhalfjaar.

 

Dynamisch weer.

Ook kunnen we uit het radiosonde-diagram aflezen welke wolkensoorten er zoal zijn bij en rond een depressie, en hoe "dynamisch" het weer rond een lagedrukgebied is. Daar waar de lijnen dicht bij elkaar liggen, zal de lucht geheel of bijna verzadigd zijn en wolkenvorming treedt op. Ook als de lucht niet geheel verzadigd is, zullen zich wolken vormen. Dat dan in plukken, vooral op midden¬of Altocumulusniveau.

 

De wind op hoogte.

Als de wind op hoogte gering is, mag ervan worden uitgegaan dat wolkenvorming lokaal is en er tussen de stapelwolken door ook opklaringen zijn. Is er minder dan 10 knopen wind, dan zijn opklaringen gegarandeerd. Als er tenminste niet teveel vocht in de lucht is. Staat er meer wind, dan zal bewolking zich uitbreiden en zich vaak handhaven. Het voorbeeld van stratocumulus-bewolking vanaf zee is berucht. Boven zee of boven land is er sprake van "lichte convectie" en door een gematigde wind zal die bewolking zich uitspreiden en hardnekkig zijn. Uit het windprofiel kan tevens de mogelijkheid voor windhozen worden afgeleid. Daarvoor moet de wind toenemen met de hoogte en bovendien met de wijzers van de klok meedraaien. In Nederland komt dit maar een enkele keer voor. Soms is er wel sprake van een sterke wind op niveau en dan kan er zwaar onweer voorkomen. Eventuele neerslag zal dan niet in de stijgende luchtstroom van de bui vallen, en daarmee de voeding niet blokkeren. Doordat onweersbuien met een straalstroom vaak een klein lagedrukgebied rond zich maken, zullen buien in de omgeving minder kans maken.

Probeer eens enkele radiosonde-diagrammen te bekijken op:
http://www.infomet.fcr.es/raob/ of op
http://imkpc3.physik.uni-karlsruhe.de/wz/pics of ook via www.westwind.ch.

De laatste site is ook een prima verzameling van links naar allerlei modellen, waarnemingen en berekeningen.