Buienlijn

 

Op zomerse dagen waarbij de temperatuur behoorlijk oploopt komen nog wel eens stevige buien voor. Deze buien vormen vaak de afsluiting van een kortere of langere warme periode. Ze ontstaan dan ook vooral net voor of op een overgang tussen warme en koude lucht, een koufront. Soms ontstaan er buien verspreid over een groot gebied, maar het komt ook voor dat de buien in een lijn gegroepeerd over het land trekken. Waarom hebben we vaak met losse buien te maken en vormt zich soms een buienlijn? En wat zijn de gevolgen van een buienlijn?

Buien ontstaan in een onstabiele lucht, wanneer de lucht onderin de atmosfeer veel warmer is dan de lucht erboven. De warme lucht is minder zwaar dan de koude lucht en stijgt op. Door de lagere luchtdruk op grotere hoogte wordt de lucht koeler en kan de lucht minder vocht bevatten. We zien dan de vorming van stapelwolken (Cumulus). Als er tot grote hoogte flink koudere lucht aanwezig is (meer dan 3 kilometer) dan vormen zich buienwolken (Cumulonimbus). Daarbij is een sterke opwaartse stroming aanwezig in de buienwolk aan de kant die de bui op beweegt. Onder de wolk en vooral ook aan de achterzijde is een krachtige neerwaartse luchtstroom aanwezig en daar valt ook de neerslag.

Bij buien van meer dan 6 kilometer hoog botsen door de opwaartse en neerwaartse stroming veel water en ijsdeeltjes tegen elkaar en vindt een scheiding van deeltjes plaats. Bovenin de wolk verzamelen zich deeltjes met een tegengestelde lading ten opzichte van onderin de wolk. Door het spanningsverschil tussen de boven- en onderkant van de wolk ontstaan er bliksemschichten. Bovendien kunnen door het rondgaan van ijskristallen door de ijskoude top en de warme basis van de wolk hagelstenen ontstaan.

Op plaatsen waar de lucht voldoende opgewarmd wordt en onstabiel wordt kunnen buien ontstaan. Deze ontwikkelen zich vaak verspreid over het land op warme zomerdagen met verder vrij weinig bewolking. De onstabiliteit, die nodig is om buien te laten ontstaan, kan ook veroorzaakt worden door een instroom van koude lucht bovenin de atmosfeer. Dit gaat vaak samen op met naderende koude lucht en een lagedrukgebied dat niet ver weg ligt. Bij een uitloper van dit lagedrukgebied, een trog, vindt de instroom van koude lucht en de vorming van de buien plaats. De buien schikken zich dan op de lijnvormige trog als een langgerekt cluster, waarbij meestal een gebied met krachtige windstoten aan de voorkant aanwezig is door de sterke verticale stromingen.

Bij het voortbestaan van een bui is de verplaatsing een belangrijke voorwaarde. Daardoor schuift de bui steeds over warme lucht, die door de bui dan ingezogen blijft worden. Zou er nauwelijks wind aanwezig zijn, dan wordt de warme lucht onderin steeds meer afgekoeld door de dalende koude lucht en de neerslag. De afgekoelde uitstromende lucht vormt ook weer de instroom waardoor de voeding wegvalt en de bui uitsterft.

Er kan ook een scheiding van de instroom en uitstroom ontstaan wanneer er veel windschering is. Dat betekent dat er een verschil in windrichting is tussen de wind aan de grond en de wind op enige hoogte. De instroom reikt aan de voorkant van de bui vrij snel tot grotere hoogte. Op lagere hoogte komt de wind uit een andere richting, waardoor de uitstroom zich aan een andere kant van de bui bevindt dan de instroom. Ook met voldoende windschering kan de bui dus langer blijven bestaan.

Voor een buienlijn uit kunnen stevige windstoten voorkomen, die overlast en schade kunnen veroorzaken. Soms worden de buien voorafgegaan door een rolwolk, die ontstaat door de krachtige verticale stromingen. Ook is dan een windhoos mogelijk. De buien zelf kunnen tot grote hoogte reiken, waardoor onweer voorkomt en hagelstenen kunnen vallen. Dan valt vaak in korte tijd veel neerslag.

Downburst

Een sterke neerwaartse stroming onder een zware bui. Zodra de snel dalende lucht het aardoppervlak raakt moet ze horizontaal uitwijken, waarbij een verdere versnelling optreedt. Aan de grond uit zich dit in zware tot zeer zware windstoten, vaak in combinatie met intensieve neerslag.

Downbursts vormen als hagelstenen of grote regendruppels in droge lucht vallen. Hierdoor koelt de lucht af en krijgt daarom een grotere dichtheid. Door de grotere dichtheid zakt de "bel" koele lucht met een grote snelheid naar het aardoppervlak.

Dit fenomeen kan schade veroorzaken die vergelijkbaar is met die van een windhoos. Het schadepatroon wijkt echter af. Bij een downburst is er vaak sprake van een omvangrijk gebied of breed waarin gevelde bomen in min of meer één richting liggen. Bij een hoos betreft het meestal een smal, langgerekt spoor waarbij bomen door de draaibeweging in de hoos over korte afstand in verschillende richtingen geveld worden. Downbursts komen in Nederland incidenteel voor, evenals windhozen.

 

Bron: KNMI, Wikipedia, Weeronline.nl

Hagel

 

Hagel is een vorm van neerslag die bij stevige buien voorkomt. Hagelstenen zijn klompjes ijs die ontstaan in sterk verticaal ontwikkelde buienwolken (Cumulonimbus). De top van de wolk ligt op minstens 5 of 6 kilometer hoogte. Bij buien met hagel komt vaak ook onweer voor.

In de buienwolk ligt de temperatuur van de lucht bovenin de wolk ver onder het vriespunt (kouder dan -20 graden) en is het onderin de wolk boven nul. Bovendien bevinden zich veel onderkoelde waterdruppels in de wolk. Dat zijn druppels die kouder zijn dan nul graden, maar niet bevroren zijn (ze zijn vloeibaar omdat er weinig vrieskernen hoog in de lucht aanwezig zijn). In de wolk vinden sterke verticale luchtstromingen (convectie) plaats, waardoor de ijskristallen en druppels op en neer geslingerd worden. Onderin de wolk groeien de ijsklompjes doordat (onderkoelde) waterdruppels rond het ijskristal gaan zitten. Bovenin de wolk bevriest dat water en zo vormen zich ijslaagjes rond de hagelsteen. Als je een hagelsteen doorsnijdt en de laagjes ijs telt, kun je zien hoe vaak de hagelsteen op en neer geslingerd is.

Hagel is in onze omgeving vooral schadelijk in de zomer. Dan ontstaan er door de hoge temperaturen soms flinke buien waarbij grote hagelstenen kunnen ontstaan die gemakkelijk kassen en planten kunnen beschadigen. In de winter zijn de wolkentoppen meestal minder hoog en is het kouder waardoor er geen hagelstenen ontstaan, omdat de wolken dan grotendeels uit ijskristallen bestaan. In de winter zijn het dan ook hagelkorrels in plaats van hagelstenen en die worden ook niet zo groot. Meteorologen maken dan ook een onderscheid tussen hagel, soms zomerhagel genoemd, die in de zomer (maar ook in de lente of herfst) voorkomt en korrelhagel, die vooral in de winter valt.

Convergentie

Samenkomst in één punt. Onder convergentie verstaan meteorologen het samenstromen van lucht. Als dit vlakbij het aardoppervlak gebeurd, wordt de lucht naar boven gedrongen. In een lagedrukgebied stroomt de lucht spiraalvormig richting het centrum van lage druk. In het centrum van het lagedrukgebied gaat de lucht daarom ook omhoog.

 

Schematisch overzicht van convergentie en divergentie in een lagedrukgebied

 

Het omgekeerde is het geval bij een hogedrukgebied, daar vindt convergentie boven in de atmosfeer plaats en divergentie bij de grond. Dit zocht voor dalende bewegingen in de kern van het hogedrukgebied. Convergentie hangt samen met drukverschillen maar ook bergen kunnen een rol spelen.

Ook wordt er vaak gesproken over convergentiezones. Dit is een deel van de atmosfeer waar convergentie plaat vindt. Dit kunnen grote zones zijn zoals de intertropische convergentiezone, die een rondje om de aardbol maken, maar ook kleinere lijntjes die door de zeewind worden gevormd. Alle convergentiezones worden geassocieerd met slecht weer, van bewolking tot zwaar onweer.

 

Bron: Weeronline.nl

Convectie

Convectie is de stroming van een gas of een vloeistof. In de meteorologie gaat het vrijwel altijd om verticale stroming door verschillen in temperatuur, dichtheid en druk, beter bekend als thermiek.

Koele lucht is zwaarder dan warme lucht. Daarom heeft lucht die wordt verwarmd en warmer wordt dan de lucht in de omgeving, de neiging op te stijgen. Dit gaat met snelheden van 1 tot 5 meter per seconde. In tegenstelling tot de verticale snelheden bij grootschalige optilling in een lagedrukgebied waar de lucht slechts enkele centimeters per seconde stijgt. Ook is de schaal bij convectie veel kleiner: hier gaat het om gebieden van tientallen tot honderden meters groot in tegenstelling tot minimaal 500 km bij een lagedrukgebied.

 

Schematisch overzicht van convective bewegingen

 

Bij het opstijgen van een hoeveelheid lucht neemt de luchtdruk af, waardoor deze afkoelt. Door de afkoeling neemt de relatieve luchtvochtigheid toe en kan de lucht verzadigd raken, waardoor zich bewolking vormt. We spreken hier over convectieve bewolking; ook cumuliforme bewolking of stapelwolken genoemd. Bij opstijgende luchtstroming in droge lucht, waarbij de lucht niet verzadigd is en zich geen bewolking gevormd heeft wordt gesproken over droge convectie of droge thermiek. Vanaf de hoogte waarop bewolking ontstaat is sprake van natte convectie of thermiek.

Zweefvliegers maken dankbaar gebruik van de opstijgende luchtbellen die ontstaan door verwarming van het aardoppervlak door de zon. De stijgende luchtstromingen kunnen ze vooral gemakkelijk herkennen aan de stapelwolken. Daar vliegen ze veelal onder.

 

Zweefvliegtuig

 

In de dalende luchtbewegingen warmt de omlaaggebrachte lucht juist op, waardoor de lucht meer vocht kan bevatten en de relatieve luchtvochtigheid afneemt. Bewolking lost hierbij juist op. Hierdoor vormt zich ook de kenmerkende stapelwolkenlucht: een afwisseling van verticaal ontwikkelde wolken en felle opklaringen. Bij buien reiken de stijg- en daalbewegingen tot grote hoogte en worden grote verticale snelheden bereikt. Deze kunnen een gevaar opleveren voor de luchtvaart, met name bij het opstijgen en landen van vliegtuigen. Ook veroorzaken deze luchtstromen krachtige windstoten die aan de grond schade kunnen aanrichten.

 

Bron: Weeronline.nl, KNMI