Onweer/Bliksem Nader Verklaard

Onweer/Bliksem Nader Verklaard

Geschreven door Arie Verrips

Wolkensoorten die bij onweersbuien voorkomen. Onweersbuien zijn al op zeer grote afstand (soms meer dan 100 km) te zien aan hoog optorenende wolken, waarvan de bovenkant uit een aambeeldvormig gedeelte bestaat, dat gehele uit ijskristallen bestaat. Zware onweersbuien worden soms voorafgegaan door een rolwolk. Een massief, rollende wolk, met daarachter een loodgrijs neerslaggordijn is kenmerkend. Zo'n rolwolk kan zich zeer snel voortbewegen en verraadt zware turbulentie. Een rolwolk worden vaak verward met een "wall cloud". Deze komen eveneens aan de voorkant van zware onweersbuien voor. Meestal zien we een soort muur op ons af komen, die vaak uit laagjes is opgebouwd. De wolk wordt op minder fraaie wijze ook wel boekenplankwolk genoemd, juist vanwege die horizontale lagen op elkaar. De laatste jaren zijn er in ons land regelmatig fraaie "wall clouds" te zien geweest. Mammatuswolken komen bijna altijd bij zware onweersbuien voor, maar ook wel bij lichtere exemplaren. Soms zijn ze ook aan de onderkant van de ijskap van een bui te zien. Het geeft aan dat de onstabiliteit van de luchtsoort zo groot is, dat de buienwolk zich niet alleen richting omhoog ontwikkelt, maar ook omlaag, bij voorkeur aan de voor- of achterzijde. Een en ander heeft te maken met sterke daal- en stijgbewegingen van de lucht in de bui. Immers, als de lucht ergens opstijgt, moet het gecompenseerd worden door daalbewegingen elders. En dat verklaart dan tevens, waarom het tussen buien in zo sterk kan opklaren. Daalbewegingen rond de bui zorgen er namelijk voor dat bewolking in de steeds warmer wordende lucht die daalt oplost, of niet kan ontstaan! Sinds het onweersjagen (chasen) steeds meer bekendheid heeft gekregen vliegen de Amerikaanse wolkentermen je om de oren. Vijf jaar geleden wist bijvoorbeeld niemand wat een whales'mouth (walvisbek) was. Dit wolkentype komt bij (onweers)buien voor. Het is het beste omschrijven als een wat chaotische wolkenmassa voor een bui uit, die lijkt te dalen, waar je van onder tegenaan kijkt, als ware je in de mond van een walvis zou zitten. Je kijkt er soms onderuit(onder de bui uit), naar het licht toe. Het verschijnsel treedt op aan de voorzijde van een onweersbui, wanneer het eerst "gustfront", gepaard gaande met koude valwinden, passeert.



Hoe snel trekt een onweersbui over? Om dit te verklaren moet je weten dat er meerdere soorten onweersbuien zijn, namelijk warmte-onweer, frontaal onweer, kustfront-onweer en orografische onweersbuien. Orografisch onweer komt voor in bergstreken en wel aan de windkant van bergruggen(orografie betekent gedongen opstijging, hierdoor worden wolken gevormd). Deze kunnen lang op een plek blijven hangen en uitzonderlijk veel regen brengen. Ook kustfront-onweer kan veel regen opleveren. Deze komen in de nazomer en in het najaar vooral boven de kustgebieden en boven zee voor. Ze liggen of stil, of bewegen zich langzaam voort, of worden boven zee steeds opnieuw aangemaakt en zijn dan gerangschikt in zogeheten straten. Wat verder boven het binnenland sterven ze gewoonlijk uit. Ze ontstaan in een onstabiele situatie met een koude bovenlucht boven relatief warm zeewater. Vooral na een warme zomer levert dit in kustgebieden veel neerslag op. frontale onweersbuien trekken zich niet veel aan van de in ons land beperkte orografie, omdat onze heuvels daarvoor te laag zijn en de onweersgenererende processen zich vooral in de hoge luchtlagen afspelen. Frontaal onweer komt ook in de winter soms voor. Toch blijkt uit de praktijk dat zelfs de heuvels van de Utrechtse heuvelrug, de Veluwe en Twente, alsmede de invloed van grote stedelijke gebieden (Amsterdam en Rotterdam) enigszins van invloed kunnen zijn op de activiteit van frontaal onweer. Frontaal onweer kan zich snel verplaatsen. 50 km/uur is gebruikelijk, maar treksnelheden van 80 tot 90 km/uur komen voor, hetgeen bijzonder verraderlijk kan zijn! Om ze te "chasen" is moeilijk, als het onweersfront eenmaal voorbij is, omdat ze via ons drukke wegennet nauwelijks in te halen zijn. Op een strategische plek opwachten is vaak de enige mogelijkheid. Warmte-onweer ontstaat boven gebieden die in de zomer snel worden opgewarmd. Tevens is er invloed van hoogteverschillen, ook in ons land. Zo komen warmte-onweersbuien vaak voor boven grote steden en de zandgebieden in vooral Midden- en Oost-Nederland, Noord-Brabant en in Limburg vooral boven het heuvelland. Ze komen vaak voor tijdens een warme periode, waarbij de lucht relatief vochtig is, er niet te veel wind is, veel zon en de bovenlucht niet al te warm, of is afgekoeld als gevolg van een bovenluchtstoring. Als de temperatuur aan de grond een zekere waarde heeft bereikt, ontstaan cumuli, die tot warmte-onweders kunnen uitgroeien. Dit is te berekenen aan de hand van de zgn. tempdiagrammen van de luchtlagen, waarin zich het weer afspeelt. De top van een onweersbui moet minimaal een tempratuur van minimaal -23 graden kunnen bereiken, omdat dat het Wegener-Bergeronproces het beste gaat werken. Voor een geoefend fietser zijn warmte-onweersbuien bij te houden of te ontwijken. Ze blijven soms langere tijd op een plek hangen of verplaatsen zich langzaam, met een hoogste snelheid van circa 20 tot 25 km/uur en zijn daarom een interessant chase-object. Warmte-onweersbuien hebben overigens zelden een lange levensduur. Kenmerkend is dat het weer daarna meestal niet van slag is, in tegenstelling tot na frontale onweersbuien.

Het raadsel van blikseminslagen.

Wereldwijd vinden 600 bliksemontladingen per seconde plaats. De meeste daarvan zijn tussen wolken onderling of tussen twee verschillende delen van één wolk; slechts 100 ontladingen per seconde gaan tussen grond en wolk. Een blikseminslag is een gebeurtenis die ongeveer een op de twee miljoen mensen per jaar persoonlijk treft. Wellicht verrassend is dat een aanzienlijk deel van de getroffenen dit nog overleeft.
In de tropen onweert het vaker en heviger dan in gematigde streken. De ‘hoofdstad van de bliksem’ is de Ugandese hoofdstad Kampala, waar het twee van de drie dagen dondert en bliksemt. Boven de poolcirkels onweert het nagenoeg nooit.
In Nederland worden jaarlijks zo’n twintig personen door de bliksem getroffen. Eén op de vier daarvan kan het niet navertellen. Honderd jaar geleden werden meer mensen - gemiddeld zo'n 20 mensen per jaar - dodelijk door de bliksem in Nederland getroffen.

Gemiddeld zijn er in Nederland 100 dagen met op een willekeurige plek onweer. Elk jaar worden in Nederland ongeveer 250.000 bliksemontladingen gemeten en dit aantal stijgt elk jaar. Dat komt neer op 6 bliksemflitsen per km2. Vooral in het zuiden en zuidoosten komt onweer vaker voor dan elders in ons land. Het is niet bekend waarom het aantal bliksems toeneemt. Volgens sommige deskundigen komt deze stijging vooral doordat er meer en beter gemeten wordt. Het aantal bliksems neemt volgens hen niet toe, maar wel het aantal bliksems dat wordt waargenomen.

Is een auto een veilige schuilplek? Veel mensen denken dat, omdat de auto op rubberen banden staat en omdat rubber geen elektriciteit geleidt. Dat is niet waar. In sterke elektrische velden (zoals bij blikseminslag) zijn rubberen (natte) banden zelfs prima geleiders voor elektriciteit.
Een auto is veilig in geval van blikseminslag, omdat het metalen frame van een auto werkt als een omhulsel, en omdat de bliksem via het oppervlakte van de buitenkant van de auto naar de grond zal stromen. Een metalen constructie zoals een auto of een ijzeren kooi wordt ook wel een Kooi van Faraday genoemd. Faraday was een wetenschapper die ontdekte dat een metalen omhulsel zoals een kooi (of in moderne tijden een auto) van binnen veilig is bij bijvoorbeeld een blikseminslag.

Foto Ditta den Hooglander: Onweersbui op afstand in de buurt van Hellevoetsluis.

Hoe beschermt men zich dan het beste tegen blikseminslag?

Dat hangt van een aantal factoren af. Waar bevindt u zich op dat moment en op welke afstand bent u van de bliksem verwijderd? Bent u binnenshuis dan is de kans dat u door een bliksem getroffen wordt zeer klein. Bent u buiten en met name in een open gebied, dan moet u oppassen zodra de bliksem op minder dan 5 km genaderd is, zeker wanneer u het hoogste punt in het terrein bent. In een dicht bos en in uw auto bent u relatief veilig. In een bos zijn voldoende hoge punten, terwijl uw auto als een afschermende metalen kooi werkt (kooi van Faraday). Bovendien wordt bij een eventuele inslag de spanning via de auto en banden vrij snel afgevoerd.
De bliksem slaat niet altijd in op het hoogste punt; belangrijker is de voor de bliksem best geleidende weg. Lagere en uitstekend geleidende voorwerpen lopen evenveel of soms meer de kans om getroffen te worden. Vaak slaat de bliksem in antennes (vooral op hoge torens en flatgebouwen), hoge bomen, hoge metalen afrasteringen en scheepsmasten.

Wat u niet moet doen is gaan schuilen onder (metalen) afdakjes, onder een vrijstaande boom, maar ook niet met uw fiets aan de hand door het vrije veld gaan lopen. Het metalen frame van uw fiets is één en al geleidend materiaal en kan de bliksem aantrekken. In het vrije veld kunt u het beste uzelf zo klein mogelijk maken door hurkend te gaan zitten met uw voeten zo dicht mogelijk tegen elkaar, uw hoofd tussen uw knieën met uw armen om uw onderbenen heen geslagen. Het beste is uiteraard een schuilplaats te zoeken bijv. in een auto of huis. De afstand tussen u en de bliksem kunt u zelf eenvoudig bepalen. Tel het aantal seconden tussen de bliksem en het moment waarop de donder begint. Deel dit getal door drie en u heeft de afstand in kilometers. Bij minder dan 10 seconden is het onweer vrij dichtbij (3 km of minder). Ook belangrijk maar minder goed vast te stellen is welke soort bliksemontladingen voorkomen. Is er sprake van veel verticale bliksems (van de wolk naar de aarde) dan is het onweer gevaarlijker. Alleen is het onmogelijk van tevoren in te schatten of het om horizontale dan wel verticale bliksems gaat.

Gemiddeld genomen bestaat onweer voor 60 % uit horizontale bliksems en voor de overige 40 % uit de gevaarlijker verticale bliksems.

Wat is er gevaarlijk aan de bliksem? Ten eerste natuurlijk de hoge spanning en stroomsterkte. De spanning bedraagt tussen de 50 en 100 miljoen Volt, de stroomsterkte varieert tussen de 100 en 200.000 ampère en dat in een fractie van een seconde. Ten tweede is de grote hitte die door de hoge stroomsterkte wordt ontwikkeld. Temperaturen van rond de 25.000 graden Celsius in het 3 cm brede bliksemkanaal zijn geen uitzondering (ter vergelijking: dat is tot 4 x warmer dan op de zon). Een directe inslag overleeft vrijwel niemand. Wel kan iemand het overleven wanneer men door een zijvertakking van de bliksem wordt getroffen. De spanning is dan meestal een stuk lager. Ook hangt het af van de soort kleding en schoeisel iemand draagt en of men nat of droog is kan een groot verschil zijn. Behalve de fatale stroomsterkte kan dus ook de hitte levensbedreigend zijn en zware brandwonden veroorzaken.

De donder is, in tegenstelling tot wat kinderen vaak denken, ongevaarlijk. Het geluid wordt veroorzaakt door de drukgolf die de lucht in de nabijheid van de bliksem met grote kracht ondervindt. De bliksem veroorzaakt door zijn grote hitte namelijk een plotseling uitzetten van de lucht in de directe omgeving waardoor deze met kracht naar buiten wordt gedrukt. Bij een inslag op minder dan een paar honderd meter is een scherpe oorverdovende knal te horen, zeker wanneer de bliksem op aarde insloeg. Soms is bij een ontlading op minder dan 100 m zelfs een klein klikje te horen vlak voor de donder buldert. Een rollende donder is karakteristiek bij horizontale bliksems. Het rollen in het geluid wordt veroorzaakt door de verschillende afstanden tot de bliksem. De donder horen we meestal pas bij onweer op een afstand van 15 of 20 km. Eigenlijk is inslaan een onjuiste term. Voor het gezicht lijkt het alsof de bliksem van wolk naar aarde gaat, maar de bliksem gebeurt precies het omgekeerde: de bliksem gaat van aarde naar wolk. Voor de recreatievaart geldt het volgende. Een stalen boot werkt als een kooi van Faraday, zodat men daarin net zo veilig is als in een auto. Verblijf op een polyester schip op open water is echter wel gevaarlijk, omdat dit schip niet als een dergelijke kooi werkt. Bovendien loopt men een sterk verhoogd risico omdat op vrijwel ieder schip wel een stalen mast of een houten mast met stalen tuidraden aanwezig zijn. Hier slaat de bliksem gemakkelijk in, zeker als het metaal goed contact maakt met aarde(let wel: het wateroppervlak door middel van bijvoorbeeld verankeringsbouten door de bodem van het schip heen). Een vuistregel is dan ook om bij naderend onweer een schuilplaats te zoeken, ook al omdat tijdens onweersbuien verraderlijke windstoten kunnen voorkomen.

Foto Simon Wiersma: Mamatus aan achterkant onweersbui.

Foto Simon Wiersma: Rolwolk boven de Zuid Hollandse Eilanden.

Wat zijn onweersnesten en hebben onweersbuien hun voorkeursgebieden? Het woord 'onweersnesten' wordt wel gebruikt om voorkeursgebieden voor blikseminslagen aan te geven. Gezien de onnauwkeurigheid van de lokalisatie van blikseminslagen zijn die met bliksemdetectie systemen niet op een kleinere schaal dan enkele kilometers vast te stellen. De resolutie is dan ook tot vierkante vakken van ca. 5 km lengte beperkt. Ook op een schaal van enkele tientallen kilometers zijn voorkeursgebieden voor onweer moeilijk aan te geven. Dit komt door de grote horizontale variabiliteit van onweer. Individuele onweders trekken sporen van zo'n 20 km breed over het land; meestal bewegen de buienwolken van zuidwest naar noordoost. De zwaarste buien zijn weinig talrijk, maar bepalen wel in sterke mate de horizontale verdeling over een bepaald jaar. Ook na middelen over meerdere jaren blijven de 'sporen' van sommige zware buien nog zichtbaar. Omdat de allerzwaarste buien zeldzaam zijn, kost het tientallen jaren om hun effect statistisch te vereffenen. Een kortere periode is dus te kort om conclusies te trekken over voorkeursbanen van onweer. Op wat grotere schaal (ongeveer 100 km) zijn er wel verschillen. De regionale verdeling van de onweersdagen toont een verloop van 20 dagen bij de kust tot een maximum van 30-32 in de strook tussen Antwerpen en het Gooi waarbij het zwaartepunt tussen Roosendaal en Tilburg in ligt Het midden-westen van Noord-Brabant is dus eigenlijk statistisch gezien het grootste onweersnest van Nederland. Bron: Onweerswaarnemingen in Nederland, H.R.A. Wessels, KNMI Waarom vormen onweersbuien zich sneller in bergachtige streken? In bergachtige streken worden de wolken, indien de wind in de richting van de bergrug waait, daardoor gedwongen om op te stijgen. Hierdoor kunnen zich gemakkelijker buien ontwikkelen dan boven een vlak landschap. Zeker wanneer er op enige hoogte een (vrij) krachtige wind staat en het in het dal warm wordt, kan een bui dan al snel onweer opleveren. Tegen de berghelling kan dan een enorme hoeveelheid regen vallen. Aan de andere kant van de berg, de lijzijde, valt dan vaak vrijwel niets, omdat de lucht zijn uitweg zoekt van de berghelling af naar beneden. Hierdoor wordt ze steeds warmer en daardoor relatief steeds droger. De wolken lossen dan deels of bijna helemaal op. Dit verschijnsel noemt men föhn. Ook gewone fronten van depressies leveren aan de windkant van de bergen veel meer neerslag op dan aan de andere kant. In Noorwegen zien we bijvoorbeeld dat nabij Bergen ruim 2 meter neerslag per jaar valt, bijna driemaal zoveel als in Nederland. In Zweden (aan de lijzijde) is het veel droger dan in Nederland.

Hoe ontstaat de donder en waarom maakt deze dikwijls een rollend geluid? Wanneer de bliksem door de lucht klieft wordt door de enorme hoeveelheid stroom die hiermee vervoerd wordt zeer veel warmte ontwikkeld en loopt de temperatuur in een honderdste van een seconde op naar 10.000-30.000 graden Celsius. De lucht zet daarbij met een kleine vertraging bijzonder snel uit en dat veroorzaakt a.h.w. een explosie, een drukgolf die zich rondom het bliksemkanaal voortplant. Dit geluid verplaatst zich met ca. 330 meter per seconde. Wanneer de bliksem op verschillende afstanden van de waarnemer bevindt, bereikt ook de donder het oor op verschillende tijdstippen. Dit veroorzaakt dan een rollende donder. Mooi is dit te horen wanneer de bliksem horizontaal op enige hoogte over uw huis schiet. U hoort dan even daarna de donder van de ene naar de andere kant rollen. Als de bliksem vlakbij verticaal inslaat, hoort u in de meeste gevallen een enkele klap. De donder is ongevaarlijk. Wordt een onweersbui bepaald door de geografische of topografische ligging ervan? Onweer ontstaat meestal tussen de 65 graden Noorderbreedte en 50 graden Zuiderbreedte, met name in een zone rond de evenaar. De belangrijkste omgevingsfactoren die de vorming van onweer kunnen beïnvloeden is warmer zeewater (warmer dan land) of een grote stad (is warmer dan zijn omgeving) en een reliëf , d.w.z. aan de windzijde of loefzijde van een gebergte. Het laatste zorgt ervoor dat de opstijgende warme en vochtige lucht een extra impuls krijgen wanneer deze tegen de berghelling omhoog beweegt. Op deze wijze kan een onweersbui eerder tot ontwikkeling komen. Zijn de bergen te hoog dan kan de bui aan de loefzijde uitregenen en lost de bewolking aan de andere zijde op. Zo kan het dus op korte afstand in bijv. de Alpen stralend mooi weer zijn terwijl het ca. 10 km verderop noodweer is. Er zijn wel enkele theorieën over mogelijke beïnvloeding van onweer door kleinere heuvels zoals die van de Utrechtse Heuvelrug. Het is niet zo dat de heuvels van enkele tientallen meters een onweerswolk kunnen tegenhouden. Hierbij spelen ook andere factoren zoals omgevingstemperatuur en verschil in grondsoorten een vermoedelijke rol. Tot welke afstand en hoogte is onweer te horen en bliksem te zien? Licht reikt heel ver in het donker en zeker de bliksem die in korte tijd een enorme lichtsterkte veroorzaakt. Bij helder weer en wanneer er geïsoleerde onweersbuien zijn kan men tijdens de duisternis op de grond de bliksem op ca. 100-150 km waarnemen, afhankelijk van hoe hoog de bliksem reikt. Bliksemontladingen die zich van wolk tot wolk voordoen (horizontale ontladingen) reiken vaak verder tenzij zij door de wolk zelf gemaskeerd worden (het zogenaamde weerlicht). Op lage hoogte is de kromming van de aarde vaak een spelbreker al kan het oplichten boven de wolk uit soms nog op grotere afstand worden gezien. Vanuit een vliegtuig ziet men in het donker de bliksem soms op 500-1000 km afstand, afhankelijk weer van de hoogte van de bliksem en de vlieghoogte van het vliegtuig. De donder, het gevolg van de bliksem, is niet altijd hoorbaar zelfs niet wanneer wel de bliksem is waargenomen. Dit heeft te maken met de voortplanting van het geluid. Onderweg verliest het geluid geleidelijk zijn sterkte en wordt door obstakels (zoals huizen en bomen) geabsorbeerd. Normaal gesproken (bij niet al te veel wind en verstorende omgevingsgeluiden) kan de donder op 20 á 25 km afstand al te horen zijn. U hoort de donder dan ca. 60 tot 75 seconden nadat u de bliksem heeft gezien.

Hoe ontstaat de bliksem en gaat de bliksem van boven naar beneden? Bliksem is het gevolg van het enorme spanningsverschil die in de wolk of tussen de wolk en de aarde ontstaat door het verschil in de hoeveelheid geladen deeltjes in de wolk. Hoe die lading precies ontstaat is nog niet geheel zeker en voert te ver om uitgebreid te beantwoorden. We gaan ervan uit dat in de onweerswolk, de cumulonimbus aan de bovenkant voornamelijk positieve ionen zweven en aan de basis van de wolk negatieve geladen deeltjes bevinden. De aanvankelijke veldsterkte kan oplopen tot meer dan 1.000.000 Volt per meter. De negatieve deeltjes botsen onderin de wolk krachtig met de aanwezige luchtmoleculen en brengen zodoende de lading over. Gevolg is een opgang komende stroom van steeds meer negatieve ionen die een baan proberen te creëren richting de positieve lading. Dat kan elders in de wolk zijn, maar ook richting het aardoppervlak. Vooral spitse voorwerpen op aarde (kerktorens, antennes) zijn positief geladen. Wanneer de negatieve ionen verder doordringen dan de positieve deeltjes, wordt het ladingsveld vervormd en dringen de negatieve ionen steeds verder richting aarde, nu even uitgaande van een verticale ontlading naar de aarde. Deze stroom verloopt in stappen van 50 tot 100 m lang met een snelheid van ca. 150.000 km/s. De baan wordt nogal grillig van vorm, getuige de later zichtbare vertakkingen die de bliksem rijk is, aangezien de hoeveelheid lading niet overal hetzelfde is en blijft. Dit stadium wordt de stapsgewijze voorslag genoemd (stepped leader). Vlak boven de aarde (ongeveer 50 m boven de grond) zal de hoofdslag of hoofdontlading (return stroke) ontstaan. Vanuit het positief geladen voorwerp op aarde schiet de lading omhoog en bereikt de negatieve lading. Dat gaat met een snelheid van 150.000 km/s. Op dit moment schiet de lading verder omhoog richting de wolk. Dit laatste deel is voor ons oog zichtbaar en is de uiteindelijke bliksem. De bliksem schiet dus - meestal - van de aarde uit omhoog, dus van beneden naar boven. Door de traagheid van onze ogen lijkt het alsof de bliksem van boven naar beneden schiet. Dus: de ionenstroom gaat van - naar + en de elektrische stroom van + naar -. Het gehele proces voltrekt zich in ongeveer 0,3 seconden. Wat cijfers over de bliksem: de stroomsterkte varieert van 100 tot 100.000 Ampère. De spanning ligt rond de 100 miljoen Volt. De snelheid van de bliksem is niet hetzelfde als de snelheid van het licht maar ligt op ongeveer 60.000 km/sec, waarbij de temperatuur kan oplopen tot 30.000 graden Celsius (5x warmer dan op de zon). Maar als de bliksem (meestal) van beneden naar boven gaat, hoe kan die ons dan op aarde treffen? Het is de elektrische stroom die meestal van beneden naar boven gaat, dus van het aardoppervlak naar een bepaald punt in de onweerswolk. De stroom gaat nl. van + naar -. Het treffen van de bliksem is niets anders dan het effect van de toegebrachte stroomstoot. Dat gebeurt dus onafhankelijk van welke richting de stroom loopt. De hoge stroomsterkte is vaak het dodelijkst. Door het opwekken van deze grote hoeveelheid stroom wordt in zéér korte tijd veel warmte ontwikkeld (vergelijkbaar met uw TV of radio die na een geruime tijd warm wordt) en ook dat effect is merkbaar. Mensen, bomen of andere voorwerpen kunnen deels verbranden. Het is raadzaam om stekkers uit het stopcontact te halen, met name die van computers en andere elektronische apparatuur als er zwaar onweer nadert. Soms heb je van het onweer waarbij het niet of nauwelijks regent. Hoe komt dat? In de zomerperiode ontstaan in de namiddag en avond door de grote hitte boven land soms lokale onweersbuien. De lucht wordt door de grote hitte vlak boven de grond onstabieler, stijgt op en koelt af. Door het afkoelen raakt de lucht steeds vochtiger, aangezien steeds kouder wordende lucht ook steeds minder vocht kan bevatten. Op gegeven moment wordt op een bepaalde hoogte het kritieke moment bereikt waar de waterdamp zal gaan condenseren. De stapelwolk wordt gevormd. Bij voldoende grote onstabiliteit en de aanwezigheid van vocht vanaf dit niveau (convectief condensatieniveau, kortweg CCN) kan de stapelwolk verder doorgroeien en een echte buienwolk worden. Komt de buienwolk (cumulonimbus) voldoende hoog dan zal hierin onweer kunnen ontstaan. Meestal moet de top van een cumulonimbus dan een temperatuur hebben van ca. -23 graden of lager. Deze plaatselijke onweersbuien gevormd door de vrij grote hitte aan het aardoppervlak bij voldoende vochtige en onstabiele atmosfeer worden warmte onweders of thermisch onweer genoemd. Is de lucht in de onderste niveaus vrij droog (lage vochtigheidsgraad) dan zal het langer duren voordat de waterdamp zal gaan condenseren. Dat betekent tevens dat ook de basis van de buienwolk vrij hoog komt te liggen. Meestal ligt de basis dan op ca. 5000 voet of hoger (1500 m of hoger). De vallende neerslag die uit de gevormde bui naar beneden komt, zal door de grote afstand die het af moet leggen door de erg droge onderliggende luchtlaag voor een groot deel verdampen. Op dat moment kunt u het vlak boven u horen donderen, terwijl er maar enkele grote druppels regen valt en het verder droog blijft. Is de hoeveelheid neerslag in de bui echter zo groot, dan zal er toch een redelijke bui kunnen vallen, aangezien er dan nog voldoende druppels overblijven die het aardoppervlak wel kunnen bereiken. Dit is ook de reden waarom bijvoorbeeld in het Middellandse Zeegebied de onweersbuien vaak van die mooie bliksems opleveren. De ontladingen in zulke hoogliggende buien zijn vaak horizontaal en vrij lang. Ze schieten van het ene eind van de hemel naar het andere eind en kunnen enkele tientallen kilometers lang worden. Waarom komt er dikwijls een onweerstoring juist vanuit Frankrijk onze kant op? Dit heeft te maken met de ontwikkeling van een zogenaamde thermische depressie. Door de sterkere aanwarming boven land dan boven de omringende zee ontstaat boven land een op grote schaal opstijgende luchtbeweging waardoor de luchtdruk daalt. De thermische depressie is dan geboren. Vaak ontstaat deze boven het vasteland van Spanje of iets noordelijker boven de omgeving van Bordeaux (ook wel Bordeauxdepressie genoemd). Door inbreng van vocht onderin zullen op bepaald moment buiencomplexen gevormd gaan worden die met het systeem opgenomen worden in de zuidwestelijke bovenstroming en richting West- of Noord-Frankrijk trekken. Vervolgens zal de verder uitgediepte depressie in de buurt van Nederland terechtkomen en vanuit het zuiden geleidelijk voor een toename in de onstabiliteit gaan zorgen. Wanneer boven Nederland de dagen ervoor goed warm zijn geweest, kunnen de buien in voorkomen en uitgestrektheid toenemen en soms stevig kunnen uitpakken. Helaas draait na passage van de depressie en bijbehorende ontstane koufront de wind naar het westen of zuidwesten waardoor koelere zeelucht binnen kan stromen en de temperatuur in West-Europa op een lager peil zal uitkomen.



Wat is het verschil tussen waterhozen, windhozen, tornado's en orkanen? Waterhozen zijn de meest onschuldige hoosverschijnselen die ook in ons land voorkomen. We zien ze vaak aan het einde van een warme zomer langs de kust, de Zeeuwse en Zuid-Hollandse zeearmen, de Waddenzee of boven het IJsselmeer en Markermeer met de Randmeren, maar soms ook wel boven plassen. Ze ontstaan in een onstabiele atmosfeer, met name als het water warmer is dan circa 20 graden. Soms is het kust- en IJsselmeerwater wel 23 tot respectievelijk 26 graden en in dat geval zien we er boven het IJsselmeer soms verschillende tegelijk. Tijdens en na warme zomers ontstaan er in ons land soms in totaal enkele honderden. Ze verschijnen als er niet te veel wind staat en er op hoogte enige windschering is, die als het ware de "bromtol" aan het draaien maakt. Neerslag valt uit de wolk, komt in een draaiende beweging terecht, als gevolg van de neerslag is de lucht koud, en als het gebeuren het wateroppervlak raakt zuigt de hoos water op en is het ontwikkelproces van de waterhoos voltooid. Ze hebben meestal maar een vrij korte levensduur, variërend van ongeveer 5 minuten tot een klein half uurtje. Soms trekken de hozen enkele kilometers het land op. Waterhozen veroorzaken in tegenstelling tot windhozen zelden of maar heel weinig schade, al kan een klein zeiljacht er wel door in moeilijkheden komen. Het is in 1995 eens gebeurd dat een waterhoos dwars de dijk Enkhuizen-Lelystad overstak, tot grote schrik en verbazing van de rijdende automobilisten! Ongelukken hebben zich toen overigens niet voorgedaan. En eigenlijk zijn de verschillen zowel fysiek als in de wijze van ontstaan tussen deze verschijnselen vrij groot. Toch worden veel van deze termen door o.a. de media met elkaar verward of door elkaar heen gebruikt. Daarbij lijken tornado's en hozen nog het meest op elkaar. Windhozen of waterhozen zijn fysiek dezelfde verschijnselen en ontstaan in buienwolken. Door grote onstabiliteit in de atmosfeer en de warme aangezogen lucht vanaf de grond ontstaan luchtwervels die met een sterke daalstroom het aardoppervlak kunnen bereiken. Er is dan een slurf zichtbaar die de warme lucht opzuigt middels een meestal linkomdraaiende stroming die om een as naar boven spiraalsgewijs loopt. Een tornado is in feite een sterk ontwikkelde windhoos. In de Verenigde Staten komen vooral in de centraal gelegen staten tussen april en juli veel tornado's voor. Deze grote jongens van hooguit enkele kilometers in doorsnee ontstaan door de sterke temperatuursverschillen tussen de luchtsoort afkomstig vanuit het nog koude Canada en de lucht afkomstig van de warme Golf van Mexico die dan boven het genoemde gebied op grote schaal in botsing komen. Door de sterk aanwezige onstabiliteit ontstaan veelvuldig grote buiencomplexen waarin soms enkele tornado's gevormd worden. De windsnelheden in een tornado kunnen oplopen tot tussen de 190 en 270 knopen (350 tot 500 km/uur). In een windhoos die een 50 tot 200 m breed is, loopt de windsnelheid uiteen van 50 tot 100 knopen. Daarboven wordt meestal dus van een tornado gesproken. Een orkaan is van tropische oorsprong en is ca. 300 tot 500 km in doorsnede. Het is een sterk ontwikkeld lagedrukgebied die gevoed wordt door vochtige en voldoende warm zeewater van tenminste 27 graden. In het centrum, het oog, komen gemiddelde windsnelheden voor van tussen de 63 en 150 knopen (120 tot 275 km/uur). Tropische cyclonen ontstaan dus boven warm zeewater, tornado's en windhozen juist boven land. Soms worden de sterke rukwinden of zeer zware windstoten in een buiencomplex verward met een windhoos. Zolang er geen slurf onderuit de basis van de cumulonimbus te zien is, is er geen sprake van een windhoos maar van een zware windstoot of van een valwind gevuld met koude lucht (microburst). Voor een zware bui kunnen al enkele kilometers voor het inzetten van de neerslag zware windstoten voorkomen. Dit wordt het "gustfront" genoemd. Ook dit is geen windhoos of tornado. De bolbliksem. Een bolbliksem doet zich alleen voor bij onweer, vooral als het onweer zwaar is. Als de bliksem dichtbij inslaat blijft heel soms seconden lang een helder oplichtend object zichtbaar. We weten nog maar weinig over de bolbliksem en vooral over het ontstaan ervan. Ooggetuigen vertellen in het algemeen dat de grootte vrij gering is, ongeveer vergelijkbaar met de omvang van een tennisbal en slechts zelden zo groot als een voetbal. Vaak wordt het verschijnsel waargenomen langs bovengrondse hoogspanningskabels of langs een dakgoot. De kleur varieert van wit, oranje tot rood. Soms zweeft een bolbliksem een tijdje door de lucht. Meestal dooft de bol uit zonder schade aan te richten. In sommige gevallen eindigt de bolbliksem met een explosie. Bolbliksems kunnen ook binnenshuis doordringen en er zijn meldingen dat de bol via een schoorsteen, deur of raam binnenkwam. Ook is er een verhaal dat een bolbliksem in een volle regenton terecht kwam, waarop het water daarin meteen ging koken. Tot de eveneens merkwaardige verhalen behoort het binnendringen via gesloten ramen, soms met schade, maar soms ook zonder enig spoor na te laten. Dit laatste sluit aan bij de theorie die veronderstelt dat de bolbliksem een elektronenwolk (plasma) is. Toch is ook die theorie twijfelachtig, omdat een elektronenwolk niet seconden lang kan blijven bestaan. Metingen of duidelijke foto's van een bolbliksem bestaan niet. Dat maakt het moeilijk om verklaringen van dit verschijnsel te bevestigen of weerleggen. Pogingen om bolbliksems op te wekken hebben nog maar weinig succes gehad. Het KNMI meldt het volgende: Een recente verklaring van onderzoekers uit Nieuw Zeeland gaat ook uit van een blikseminslag. Als de hoeveelheid koolstof in de grond bij het inslagpunt 1 of 2 keer groter is dan de hoeveelheid siliciumoxide (zand), ontstaat bij een temperatuur boven 3000 graden silicium of verbindingen daarvan. Heel kleine deeltjes hiervan vormen fijne dradennetwerken in de vorm van pluizige bollen. De energie die de bol doet gloeien is het gevolg van oxidatie. Bijna alle aspecten van bolbliksems kunnen hieruit verklaard worden: deze kan zowel als een nachtkaars uitgaan als eindigen in een explosie.



Bron: A. Verrips, Meteonet. Vragen of opmerkingen aan Arie Verrips

Stormjagers.nl 2006©