H1: meteorologische instrumenten1. BarometersIs een meetinstrument waarmee de atmosferische druk (luchtdruk) gemeten kan worden. Luchtdruk op zeeniveau = 1000hPA (of 1000mb)

PrincipeIn meeste barometers zit een luchtledig doosje dat afhankelijk van de drukveranderingen, meer of minder ingedrukt wordt. Deze verandering zal geregistreerd worden op een wijzerplaat.

EenheidhPA (hectoPascal)

verschillende soorten barometers Kwikbarometer Eco-celli barometer Waterbarometer Gasbarometer

WetenswaardighedenEen hoge luchtdruk betekent niet altijd goed weer Een lage luchtdruk betekent niet altijd slecht weer (kans op neerslag is groter dan bij hoge luchtdruk) bv. 1000hPa = neerslagkans 70% / 1010hPa = neerslagkans 40% Bij een snelle verandering van druk is er meerstal veel wind of is er storm op komst Als de stand van de barometer snel oploopt of daalt dan volgt er meestal een weersverandering.

KwikbarometerLucht heeft gewicht (1.3gram voor 1L lucht)

De gewone kwikbarometer of de buis van Torricellli(Luchtdruk zichtbaar maken in een buis van 10m die met water was gevuld) kort nadien i.p.v. water, kwik => kortere buis

principeGlazen buis van 1m lengte (een uiteinde geslote) Buis is volgegoten met kwik waarna opening wordt afgedekt met vinger? Waarna de opening in een bakje wordt geplaatst, dat gevuld is met kwik. Zo krijgen we een vacum (vacum vanTorricelli) P=F/A p=druk F= kracht per oppervlakte A=doorsneden

Nadelen Glazen buis is duur en breekbaar Kwik is een duur en giftig materiaal Door de hoge oppervlaktespanning van het kwik, correctie nodig Kwik heeft een relatief grote uitzettingsfactor

De kwikbarometer van Fortini.p.v. gewoon bakje, een cilindervormig glazen bakje waarin een lederen zakje met kwik bevindt.

PrincipeLangs de bovenkant van het bakje is er een klein gaatje dat lucht boven het kwik toelaat. Aan de onderkant een schroef waarmee het kwik in het bakje op en neer kan worden gehaald. Hierdoor komt de kwikhoogte steeds overeen met het nulpunt van de schaal

De zeekwikbarometer of Kew-Pattern marine barometerOp zee is het niet mogelijk om de barometer van Fortin te gebruiken door het stampen en rollen van het schip. (kwik voordurend instabiel => onmogelijk aflezen) Deze op en neergaande beweging noemt men het pompen van een barometer

Oplossing (pompen)De glazen buis wordt over een vrij groot deel van de lengte vernauwd. De vernauwing is zo gekozen dat het kwik bij een vermeerdering of vermindering van de druk nog juist door de buis kan vloeien.

PrincipeTorricellisch gedeelte heeft een diameter van 1cm => capillariteitverschijnsel vermindert sterk

Aflezen noniusOmdat het kwik in een glazen buis aan cohesie onderworpen is, zal het bovenste oppervlak van de kwikkolom, meniscus genoemd, bolvormig zijn. Om bij het aflezen van de barometer geen parallaxfout te begaan, moet men het oog op dezelfde hoogte als het kwikniveau plaatsen. Onderkant nonius stemt overeen met index (nul van nonius) Men laat de nonius stijgen of dalen totdat zijn onderkant de bolvormige meniscus raakt.

Correctie van een kwikbarometerBarometer wordt ook benvloed door zwaartekracht, hoogte van waarnemingsstation boven zeespiegel, temperatuur,

Index- of instrumentale correctie

Bepalen door vergelijken met een standaardbarometer (na vergelijking certificaat) Bv. Indexfout gelijk aan +2mb => indexcorrectie gelijk aan -2mb

Temperatuurcorrectie

Kwik bij een temperatuursverandering => inkrimpen of uitzetten (0c = basistemp.)

Zwaartekracht- of breedtecorrectie

Kwik is aan zwaartekracht onderworpen (zwaartekracht niet op alle breedtes gelijk) Correctie bepalen gebeurt aan de hand van tabellen.

Hoogtecorrectie

Bij dalen worden de atmosferische druk en de barometeraflezingen groter. Bij stijgen worden de atmosferische druk en de barometeraflezingen kleiner. Correctie bepalen gebeurt aan de hand van tabellen.

Capillariteitcorrectie

Door de cohesie van kwik en glas wordt het kwik in de buis naar omlaag gedrukt, waardoor de barometer te weinig aanwijst. De hieruit voortvloeiende correctie noemt me de capillariteitcorrectie. Wordt rechtstreeks in indexcorrectie verwerkt => moet geen rekening mee gehouden worden.

Anerode barometer of barometer van VidiHeeft een kleine, platte en luchtledige doos met golvende wanden. Verandering van luchtdruk geeft een verandering in de afmetingen van de luchtledige doos. Deze veranderingen kunnen mechanisch, optisch of elektrisch worden vergroot. (meestal mechanisch) De meeste anerode barometers zijn voor eventuele temperatuurschommelingen gecompenseerd door een hefboom (voorzien van een bimetalen strook)

Correctie van anerode barometerEnkel indexcorrectie en hoogtecorrectie nodig.

Voordelen Gevoeliger en reageren sneller dan de zeekwikbarometers Minder gevoelig aan rol- en stampbewegingen van het schip Minder breekbaar Minder correcties nodig

Nadelen Minder nauwkeurig (vermindering in elasticiteit van doos, wrijving) Minder geschikt om luchtdruk te bepalen (mag nooit kwikbarometer vervangen)

Precisie anerode barometerVervangt op somie schepen de kwikbarometer Gebruikt het zelfde principe als anerode barometer, maar overbrengingsmechanisme is volledig anders

Digitale barometerMeer en meer in dagelijkse leven, direct afleesbaar, aan boord nog zeer zeldzaam maar kunnen wel de analoge barometers vervangen

BarograafRegistreert automatisch de luchtdrukveranderingen op een diagram (zelfde principe als anerode barometer) Index wordt hier echter door een registreerpen vervangen.

Gebruik en onderhoud van de barograafEen van de meest waardevolle weerkundige instrumenten aan boord Laat toe te bepalen: Of de luchtdruk stijgt, daalt of stationair blijf Of een depressie naar ons toe komt (dan wel een anticyclonale luchtbeweging) Op welk ogenblik het warm of koud front van een frontale depressie over ons passeert De barogramlijn moet steeds zo fijn mogelijk zijn. (druk op pen is regelbaar door herboom) Bredere lijn ook ten gevolge van plotselinge drukveranderingen, windvlagen, stampen en rollen van schip => trillingen kunne vermindert worden door barograaf op schokabsorberende materialen te zetten. Overdreven wrijving tussen de bewegende delen moet vermeden worden => regelmatig lagers schoonmaken en met zeer fijne olie geolied

Anerode barograaf met oliedempingOplossing voor trillingen op een schip: De luchtledige cellen worden vaak in een cilindervormig reservoir gestoken, dat volledig met olie is gevuld. Om dan de volumeverandering van de luchtledige cellen te vervangen, moet de olie door een kleine opening aan de bovenkant van de cilinder passeren.

2. thermometersEen meetinstrument dat gebruikt wordt om temperaturen te meten

Temperatuur: een maat die aangeeft hoe warm of koud iets is Thermisch evenwicht: twee lichamen zijn in thermisch evenwicht wanneer beide dezelfde temp. hebben Meten van een temp.: hier doet men beroep op de regelmatige uitzetting van bepaalde stoffen (bv. kwik, alcohol, ) de grootte van de uitzetting van die stof zal , na het intreden van het thermisch evenwicht, gelijk zijn met de temp van het lichaam. Warmtecapaciteit: warmte die nodig is om de temp. van een stof met 1c te doen stijgen (een willekeurige hoeveelheid) Eenheid van warmtehoeveelheid: vroeger calorie, nu joule (1calorie = 4,1855joule) Joule per graad celsius of kelvin Soortelijke warmte: de hoeveelheid warmte die nodig is om de eenheidsmassa van een stof van 1kg met 1c te doen stijgen. (een bepaalde hoeveelheid)

Soortelijke warmteC=Q/(m) C = soortelijke warmte Q = warmtehoeveelheid( geleverde warmte) M = massa (in kg) = de vermeerdering (of vermindering) van temp. (K)

Temperatuurgradint: het aantal graden waarmee de temp. van de atmosfeer per 100m hoogteverschil verandert Isotherm: een lijn die plaatsen met dezelfde temp. verbindt

TemperatuurmetingTemperatuurmeting lucht: Temp. van de lucht wordt steeds gemeten buiten bereik van rechtstreekse zonnestralen en plaatselijke luchtstromen. Aan land wordt de luchttemperatuur gemeten met een sensor. Temperatuurmeting zeewater: Vroeger met een slagputs (houten, zeildoekse rubber of plastiek emmer) om zeewater op te halen. (emmer moet van normale temp. zijn) Nu maakt men gebruik van een speciaal voorziene kraan in de machinekamer. (emmer moet van normale temp. zijn)

Thermometerschalen Fahrenheit-schaal Schaal van Raumur (niet meer in gebruik) Division octogesimale (tachtigdelige verdeling, niet meer in gebruik) Schaal van Celsius

Kelvin: Is de eenheid van thermodynamische temp. (K) Def: 0K is gelijk aan absolute nulpunt, de laagste temp. die theoretisch bereikbaar is 1K is 1/273,16e deel van de thermodynamische temp. van het tripelpunt (= toestand waar een stof in 3fase tegelijk voorkomt) van water

De schaal van Kelvin is in feite afgeleid van de schaal van Celsius, met een ander nulpunt. 283,15K = 10C Omzettingsformules: 1. Celcius - Fahrenheit C = 5/9 (F - 32) en F = 9/5 C + 32 2. Celsius - Absoluut C = A - 273 en A = C + 273 3. Fahrenheit - Absoluut F = 9/5 A - 459,7 en A = 5/9 F + 255,2 (in praktijk formules zelden gebruikt) Gevoeligheidsvoorwaarden van een thermometer: Voor een kleine temp. verandering een snelle en grote verandering van het kwik- of alcoholniveau (een nauwe thermometerbuis en een groot dunwandig reservoir) Nauwkeurigheidsgraad van de temperatuur: Nutteloos om een temp. op een schip af te lezen tot op een tiende nauwkeurig ( aflezing tot dichtste graad is voldoende)

Beschrijving van enkele thermometersWe maken een onderscheid naar gelang gebruik en materiaal

KwikthermometerKwik is de meest geschikte stof om temp. veranderingen aan te geven. Cilindervormige glazen buisje met onderaan een dunwandige bol of cilindervormig reservoir. Temp. verandering wordt door een hoogteverandering van het kwikniveau aangegeven. De glazen wanden moeten zo dun mogelijk zijn om de warmte toevoer naar de kwik zo goed mogelijk te bevorderen. (gebruikt in weerkunde) Voordelen van kwikthermometer Kwik heeft een regelmatige uitzettingscofficint Door hun grote gevoeligheid, geven de kwikthermometers snel een temp. verandering aan Het glas van thermometer wordt door het kwik niet bevochtigd Makkelijk te construeren Werken volledig autonoom Goedkoop Zeer eenvoudig Kan relatief hoge temp. meten Nadelen van kwikthermometer Kan geen zeer lagen temp. meten (kwik bevriest op -38,9C) Niet bruikbaar voor metingen op afstand of voor registratie Zeer broos en kwik is zeer giftig

AlcoholthermometerZelfde principe als kwikthermometer

Gekleurde alcohol i.p.v. kwik Vooral gebruikt voor gewone temperatuurmetingen (wordt zelden in weerkunde gebruikt) => Omdat de uitzettingscofficint veel groter is Vergelijking van kwik- en alcoholthermometer: Alcoholth. Minder nauwkeurig als kwikth. Alcoholth. Beter in lage temp. meten (bevriest bij -117C) Kwikth. Berter in hoge temp. meten (alcohol kookt bij +79C) Kwik blijft niet plakken aan glas, alcohol wel Alcohol kan druppels vormen aan bovenkant buis (verdamping, condensatie) Alcohol zal geleidelijk in volume afnemen (polymerisatie en blootstelling aan licht Alcoholth. Is makelijker en goedkoper te maken dan kwikth.

MaximumthermometerMeestal kwikthermometer met een glazen buisje dat toelaat om de hoogste tem. Sinds de laatste waarneming te bepalen. Koortsthermometer Maximumthermometer met index Koortsthermometer: Even boven het kwikreservoir voorzien we van een vernauwing. Als de temp. daalt zal de kwik niet terug zakken (zwaartekracht is niet sterk genoeg om kwik weer door vernauwing te trekken) => behoudt dus zijn hoogste stand Voor volgend gebruik thermometer lichtjes schudden. Maximumthermometer met index: Voorzien van index (metalen plaatje met een veertje). Wanneer de temp. stijgt en kwikniveau stijgt zal de index mee stijgen. (veertje slap genoeg om niet teveel wrijving te veroorzaken tegen glazen wand zodat de kwik de index omhoog kan duwen) Als temp. dan daalt en kwikniveau daalt blijft index hangen (veertje krachtig genoeg om door wrijving met glazen wand de index te laten hangen) Om index terug te laten dalen heeft men een magneet nodig.

minimumthermometerzal de minimum waarden die de thermometer bereikt heeft sinds de laatste waarneming onthouden. Altijd alcoholthermometer In buisje zit een kleine index die vervaardigd is uit een stof die net iets meer weegt als alcohol (meestal gekleurd) Als temp. daalt zal de index door de holle vloeistofspiegel naar het reservoir gesleept worden. Als temp. stijgt zal de alcohol langs de index vloeien zonder deze te verplaatsen. Thermometer moet altijd horizontaal geplaatst worden. Om index weer in te stellen volstaat het om de thermometer te kantelen met het reservoir omhoog.

Combinatie van maximum- en minimumthermometerHoogste en laagste temp. sinds vorige waarneming tegelijk meten U-vormige glazen buis met aan het ene uiteinde een bolvormig en aan het andere een peervormig reservoir. Onderste deel van U-vormige buis gevuld met kwik en beide zijde kante boven kwik met alcohol. In peervormig reservoir ook nog alcoholdampen. In beiden benen een kleine index, die door kwik stijging en daling worden verplaatst. Worden door een magneet terug tegen de kwik gezet.

BimetaalthermometerTwee aan elkaar gelaste stuken metaal met twee verschillende uitzettingscofficinten. => door temp. verandering gaat bimetaal buigen Vaak gebruikt in zelfregisterende thermometers of thermografen

Thermograaf en thermogramZijn zelfregisterende thermometers. Grafische voorstelling van het verloop van de temp. = thermogram De standaard thermografen hebben een trommel die een volledige omwenteling maakt in 7dagen. (moet elke week met de hand opgewonden worden) 3 verschillende soorten thermografen Bimetaalthermografen Kwikthermografen met een stalen buisje Bourdonthermografen

PsychrometersEen instrument om de relatieve vochtigheid (U) en/of het dauwpunt (Td) te meten van de lucht.

Luchtvochtigheidde vochtigheidsgraad van de lucht Dampdruk (= de druk van uitsluitend de waterdampmoleculen) Relatieve vochtigheid (= geeft aan hoeveel procent waterdamp zich t.o.v. de max. hoeveelheid waterdamp in de lucht bevindt bij een bepaalde temp. en luchtdruk) Dauwpunt van de lucht (= temp. tot waarop de lucht moet afgekoeld worden om verzadigt te raken) Mengverhouding of absolute luchtvochtigheid (= massa waterdamp per kilogram droge lucht uitgedrukt in kg/kg of g/kg)

Condensatie van waterdamp in het scheepsruim= gevolg van luchtvochtigheid Men noemt dit zweten. Gevolgen => lading kan vochtig worden, schaden, schadeclaims (zoetwaterschaden) Twee vormen van zweten: 1. Zweten van het schip Condenswater op de scheepsdelen. Bv. schip komt van warme plaats en gaat in korte tijd naar koude plaats => scheepshuid en dekken koelen af, waardoor de warme vochtige ruimen op deze plaatsen het dauwpunt bereiken. Oplossing: als dauwpunttemp. Van buiten lager is als de dauwpunttemp. Van binnen kunnen we de buitenlucht naar binnen ventileren en zal de kans op condensvorming afnemen. 2. Zweten van de lading Condenswater op de lading Bv. schip komt van koude plaats en gaat naar warme plaats => aanwezige vocht in de ruimlucht gaat op de koude lading condenseren als de temp. van de lading lager is dan de dauwpuntstemp. Van de ruimlucht Oplossing: als dauwpunttemp. Van buitenlucht lager is dan dauwpuntstemp. Van de ruimlucht en de temp. van de lading, dan kan er worden geventileerd.

Op juiste manier ventileren is een zaak van continu op de hoogte zijn van de temp. van de lading, ruimlucht, buitenlucht en de dauwpunttemp.

Principe psychrometerBestaat uit droge- en natte bolthermometer. De droge en natte bol zijn gewone luchtthermometers waarbij de natte bol zoveel mogelijk identiek moet zijn aan de droge bol en het gevoelig element standvastig nat gehouden moet worden. Om het gevoelig element vochtig te houden gaan we het in een stukje neteldoek of een kousje van mousseline wikkelen en het uiteinde in een klein reservoir met gedistilleerd water te dompelen. Om water in de natte bol te kunnen laten verdampen 1. Latente verdampingswarmte (hoe groter de verdamping => hoe groter afname van latente warmte) Komt voort uit: De omgeving (de lucht) Het water in het neteldoekje De gebruikte thermometer 2. Mag de omringende lucht niet verzadigd zijn 3. Moet er rond de psychrometer een bepaalde luchtstroming zijn 2&3: de hoeveelheid verdamping zal afhangen van: De vochtigheidsgraad van de lucht De luchttemperatuur De snelheid waarmee de lucht langsheen de thermometer stroomt Besluit: Dat de temp. van de droge bol en het temp.verschil tussen de droge en natte bol, de maatstaven zijn voor het bepalen van de vochtigheidsgraad van de lucht. Omringende lucht zeer droog De verdamping van water uit het neteldoekje zeer groot => zeer veel latente warmte van de natte bol zal worden onttrokken => belangrijke temperatuurdaling in natte bol Omringende lucht weinig vochtig De verdamping van water uit het neteldoekje gering => weinig latente warmte van de natte bol zal worden onttrokken => kleine temperatuurdaling in natte bol Omringende lucht zeer vochtig De verdamping van water uit het neteldoekje praktisch nul => bijna geen latente warmte aan de natte bol worden onttrokken => geen temperatuurdaling in natte bol Is T veel groter dan T dan is T zeer groot en U zeer klein Is T een beetje groter dan T dan is T gering en U redelijk groot Is T gelijk aan T dan is T gelijk aan nul en is U gelijk aan 100% (in normale omstandigheden kan T nooit hoger zijn dan T)

Soorten psychrometers Vaste psychrometer in thermometerhut Bestaat uit twee gelijke thermometers, een droge en een natte bol, die in een thermometerhut opgesteld zijn . (Thermometerhut nooit vlak boven de grond opgesteld, om eventuele invloeden va de grond te elimineren) Slingerpsychrometer Is een aspiratiepsychrometer Bestaat uit twee thermometers, een droge en een natte bol, in een metal of plastic huisje opgesteld, dat aan een draaibaar handvat is bevestigd.

Meer nauwkeurig dan een gewone psychrometer, door hoge constante luchtstroming. Voordat men een observatie gaat uitvoeren, moet het kousje van natte bol nat gemaakt worden (soms met meedraaiend flesje). Observatie moet in de schaduw gedaan worden en uit de wind. Dan draait men het instrument 15sec met een omwentelingssnelheid van 3-4m/sec (instrument zo ver mogelijk van lichaam houden), waarna stopen en eerst natte bol aflezen en dan droge. Dit herhalen tot beide thermometers een constante waarde aangeven. Psychrometer van Assmann Is een aspiratiepsychrometer Twee belangrijke delen: - het aspiratiemechanisme (bevindt zich bovenaan en bevat ventilatorschroef die door een sterke veer of door een elektrische motor aangedreven wordt) het geraamte (uit een centrale kolom samengesteld met aan beide zijde twee thermometers gedragen, aan de bovenkant door een flens en aan de onderkant door een omgekeerde U-vorm. De kwikreservoirs van beide thermometers steken doorheen deze U-vorm) werking: wanneer ventilatorschroef begint te draaien, wordt de lucht van onderen naar boven gezogen en ontsnapt weer via luchtgaatjes die in het aspiratiemechanisme zijn voorzien. Relatieve vochtigheid wordt met grote nauwkeurigheid gemeten, doordat de luchtstroom langs de thermometers groot genoeg is en omdat de kwikreservoirs goed zijn beschermt. Opmerking: psychrometer van Assmann wordt vaak als standaardpsychrometer genomen om andere psychrometers te vergelijken. Haarygrometer (of hygrometer) Berust op de lengteverandering van een bundel ontvette mensenharen. haar wordt langer als de vochtigheid stijgt (tot 3%) haar verbonden met hefboomsysteem werking: via een hefboom is het uitende van de streng haar verbonden met een wijzer die over een schaalverdeling loopt (uitzetten en inkrimpen van deze haren verloopt niet lineair) streng haren moeten schoon en ontvet zijn en op geregelde tijdstippen gewassen worden Thermohygrograaf Meet de luchttemperatuur en de relatieve vochtigheid op en continue basis. Veelvuldig gebruikt op plaatsen waar een exacte temp. en vochtigheid van groot belang zijn.

Gebruik van psychrometersWanneer de ruimte beperkt is of thermometerhut niet op een vaste plaats kan worden opgesteld, dan moet men een slingerpsychrometer of een psychrometer van Assman gebruiken. Het natmaken van het kousje is voor de nauwkeurigheid (moet vochtig zijn en niet druipnat) Meestal gebruikt men twee kwikthermometers (andere zijn ook mogelijk)

De relatieve vochtigheid kan zowel bij temperaturen onder als boven het vriespunt bepaald worden. Indien het vriest moet het kousje met een dunne ijslaag bedekt worden. (indien kousje met onderkoeld water bevochtigd is => onjuiste natte bolaflezing)

Bepaling van relatieve vochtigheid (U)U=(e/ew)100% e = werkelijke aanwezige dampspanning ew = max. dampspanning (verzadigingsspanning)

Bepalen van de windDe anemometer: De anemometer en windvaanDe anemometer: Een instrument om windsnelheid te meten Bestaat uit: 3 of 4 halve bollen die met stangetjes aan een draaibare as zijn bevestigd. Uit de omwentelingssnelheid wordt de windsnelheid afgeleid. De windvaan: Een instrument om de windrichting te bepalen. Moeten opgesteld worden op een niet bewegend voorwerp om een exacte waarden te vinden Een schip beweegt dus hebben we hier een relatieve waarden. Op een schip zal men de resultaten van de windmeter met een eenvoudige berekening omvormen tot de ware wind. Indien geen windmeter aan boord wordt de wind bepaalt door het uitzicht van de zee (soms met foto) Anemometer bijna altijd in zeemijl per uur => moet omgevormd worden naar beaufortschaal ( Getal (in zeemijl per uur) /5 ) +1 = getal (in beaufort)

De beaufortschaalDeelt de winsnelheden op in delen: 0 (windstil) tot 12 (orkaan) Later 17 (tropische cyclonen) Bij elke schaalnummer hoort een min. en max. winsnelheid

Relatieve en ware windAan boord van een schip lezen we de relatieve wind (schijnbare wind) af . De ware wind moeten we dan berekenen. Via computerprogramma (makkelijkste manier, nadelen) Gebruik van de Koshin-Vane computer (veel gebruikt, 500, vectorile verschillen tussen waargenomen wind vector en scheepsverplaatsingsvector) Handmatige berekening d.m.v. tekeningen

H2: De atmosfeer-

1. Samenstelling van de atmosfeer Atmosfeer (= dampkring) = gasvormig omhulsel dat de aarde omgeeft. De atmosfeer blijft aan de aarde gebonden dankzij de zwaartekracht. Doel: bestaansmiddel voor levende wezens, dieren en planten + overdag als bescherming tegen hete zonnestralen + s nachts om te beletten dat de warmte vd aarde in de ruimte verloren zou gaan Hoogte van ca 1000 km Reuk- en geurloos zeer doorschijnend en onzichtbaar 1 liter lucht weegt 1,293 gram bij een temperatuur van 0C en een luchtdruk van 1013,25 hPa. Samenstelling van verschillende gassen die tot op hoogte van 20 km in dezelfde verhoudingen aanwezig zijn (uitz. CO2 en O3), zijnde: N2 78,08 % ; O2 20, 95 % ; Ar 0,93 % ; CO2 0,03 % ; Andere gassen 0,01 % (Ne, He, Kr, Xe, H2, Ra en O3) blijven steeds in gasvorm, worden met elkaar vermengd. Deze samenstelling noemt men droge lucht.-

-

-

-

Permanente gassen zijn dus N2, O2, Ar, Ne, He, Kr, Xe, H2, en Ra Veranderlijke gassen zijn dus CO2 en O3 Naast deze gassen bevat lucht ook een veranderlijke hoeveelheid waterdamp. De hoeveelheid waterdamp kan tussen 0 en 4 % van het volume droge lucht schommelen en hangt grotendeels af van de breedte, temperatuur (klimaat), hoogte en weersgesteldheid. (Hoe verder van de aarde, hoe minder waterdamp). Ook vaste stoffen in atmosfeer: zand- en zoutkorrels, roet, zaadkorrels, microben, Voor weerkunde zijn de waterdamp en vaste stoffen het belangrijkste. Waterdamp: condensatie breng water in al zijn aggregatietoestanden in de atmosfeer en zo ontstaan regen, wolken, mist, ijskristallen,

-

-

Vaste stoffen dienen als condensatiekernen en als verontreinigers van de atmosfeer.-

De menging van droge lucht met waterdamp noemt men vochtige lucht, of gewoon lucht.

2. Indeling van de atmosfeer Verschillende lagen: - sferen, gescheiden door pausen 4 verschillende indelingen: verticaal temperatuurverloop, samenstelling, radio-elektrische eigenschappen en weerkundig belang. Indeling naar het verticaal temperatuurverloop

2.1-

Verloop van temperatuur is niet regelmatig in de hoogte grotendeels te wijten aan zonbestraling: Absorptie van ultraviolette stralen moleculen en atomen ioniseren hoge temperaturen

-

-

Infrarode straling: wordt hoofdzakelijk door het water geabsorbeerd en dan weer uitgestraald. Hoeveelheden waterdamp en koolzuurgas spelen belangrijke rol. De verschillende atmosferische luchtlagen zijn: troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer en metasfeer. Troposfeer: onderste laag, rechtstreeks in aanraking met de aarde. Laag waarin het weer zich afspeelt. Dankzij luchtbeweging is de samenstelling van de lucht er vrij constant. Bovenste grens van de troposfeer is de tropopauze. Hoogte vd tropopauze hangt af vd breedte: evenaar: 18 km en T -80C, gemiddelde breedte (50): 11 km en T 55C, polen: 8 km en T 55C. dus ook afhankelijk van temperatuur en dichtheid van de lucht: bij evenaar is lucht wamer en lichter dan boven de gemiddelde breedten en polen, boven de evenaar kan dus een grotere hoogte bereikt worden.

Temperatuurvermindering met de hoogte is vooral toe te schrijven aan vermindering vd dichtheid vd lucht, dus het ijler worden vd lucht. Stratosfeer: luchtlaag onmiddellijk boven de troposfeer, bovenste grens: stratopauze. Temperatuurverloop: eerst constant bij toenemende hoogte (isothermie), daarna temperatuurstijging, op ca 47 km is temperatuur rond vriespunt. Temperatuurstijging is toe te schrijven aan de aanwezigheid van CO2 en de gedeeltelijke omzetting van zuurstof in O3 warmte komt vrij. Ozonlaag (50 km) speelt een belangrijke rol in de absorptie vd ultraviolette zonbestraling aarde wordt beschermd tegen overmaat van zonbestraling. Grootste ozonconcentratie op 25 km hoogte. Hoeveelheid waterdamp is merkelijk kleiner in de stratosfeer dan in het bovenste gedeelte van de troposfeer. Mesosfeer (50 80 km), bovenste grens: mesopauze Sterke vermindering van temperatuur met toenemende hoogte: op 80 km T -75C, wat de laagste temperatuur is die men in de atmosfeer kan aantreffen. Na de mesopauze: temperatuurinversie temperatuur stijgt weer De temperatuurvermindering in de mesosfeer is toe te schrijven aan de chemische reacties vd atmosfeer, waarbij de afscheiding van ozon in deze laag praktisch onbeduidend is geworden. Thermosfeer: 80 500 km, overgangsgebeid naar interplanetaire ruimte. Kleine luchtdichtheid en sterke toename van temperatuur: ionisatie vd atmosfeer Scheidingslaag met volgende gebied: thermopauze In de thermosfeer nog een speciaal gebied: ionosfeer

Hoogte thermosfeer verschilt dag/nacht dag: 350 450 km en T 1700C, nacht: 250 200 km T 480C Metasfeer: bevindt zich boven thermosfeer, zeer hoge temperatuur die praktisch niet meer met de hoogte verandert. Boven de metasfeer: exosfeer 2.2 Indeling naar de samenstelling van de atmosfeer

Atmosfeer heeft bepaald gewicht en oefent druk uit aan het aardoppervlak. Normale luchtdruk: 1013,2 hPa of mb Ongeveer de helft vh totale gewicht vd atmosfeer en 90 % vd waterdamp bevinden zich in de eerste 5,5 kilometers. De druk en bijgevolg ook de dichtheid vd lucht, nemen dus af met de hoogte. Tot op 80 km is de samenstelling vd droge lucht praktisch constant. Boven 80 km neemt de atmosfeer een andere samenstelling aan, dit komt door scheikundige reacties en door het diffusieverschijnsel vd zwaartekracht. Op grote hoogten wordt de lucht niet meer door elkaar gemengd en vermindert de zwaartekracht aanzienlijk, zodat de gassen aan het diffusieverschijnsel onderworpen worden. De zwaardere gassen concentreren zich in de onderste luchtlagen en de lichtere gassen dus in de hogere. Op hoogten van 700 km worden enkel lichte gassen als He en H2 aangetroffen.

-

Samenstelling vd atmosfeer: 3 luchtlagen: homosfeer, heterosfeer en exosfeer. Homosfeer: omvat troposfeer, stratosfeer en mesosfeer 80 km Standvastige beweging vd lucht, constante samenstelling vd gassen (inademen)

-

-

Heterosfeer: boven homosfeer (vangt dus aan aan mesopauze), samenstelling van gassen is niet meer constant. Hoogtegrens wordt geschat op 700 km. Exosfeer: hoogste luchtlaag die nog deel uitmaakt vd atmosfeer, moeilijk grenslijn te trekken tussen heterosfeer en exosfeer. Densiteit vd lucht is er klein in de onderste laag: luchdruk 109 mb

-

2.3 Indeling naar de radio-elektrische eigenschappen van de atmosfeer Ionosfeer Hoogte 60 km: ultraviolette stralen vd zon + kosmische stralen zijn in staat om de moleculen en atomen de ioniseren: elektrisch laden door het losrukken ve elektron ionosfeer 2.4 Indeling op grond van het weerkundig belang

2 atmosferen: lagere atmosfeer en hogere atmosfeer Lagere atmosfeer: homosfeer, troposfeer, stratosfeer en mesosfeer Lucht samendrukbaar: grootste deel vd atmosferische massa bevindt zich in een dunne schil die met met de aarde in aanraking is.

-

Straling vd zon: belangrijkste warmtebron voor aarde en atmosfeer Warmtebalans vd aarde: grote concentraties ozon in stratosfeer + CO2, door mens en plant in lucht gebracht, spelen belangrijke rol Onderste luchtlagen vd atmosfeer zullen verschillende temperaturen en dus ook verschillende densiteiten hebben Observatiemethoden id troposfeer: waarnemingen ah oppervlak met verschillende weerkundige instrumenten, visuele waarnemingen (wolken, ), hoogtewaarnemingen (vliegtuigen, ballons, radiosondes en satellieten) Boven troposfeer treft men gewoonlijk geen weersverschijnselen meer aan. Lucht: niet meer onderhevig aan verticale bewegingen, maar horizontale. Lijnvliegtuigen vliegen gewoonlijk juist boven de tropopauze: lucht is er zeer ijl en biedt dus weinig weerstand + zicht is er goed + weinig turbulenties + sterke winden (oost of west) kunnen relatieve snelheid positief benvloeden. Hogere atmosfeer: heterosfeer en exosfeer Niet van belang voor weerkunde Verschijnselen die voorkomen: poollicht, parelmoerwolken, lichtende nachtwolken en meteorieten Poollicht: ontstaat wanneer kosmische stralen geoniseerde deeltjes in de ionosfeer treffen.

-

-

-

-

-

-

Poollicht is sterk ah aardmagnetisme verbonden: komt vooral voor aan hogere breedten. Is een smal witachtig verschijnsel met een blauw-violette tint. Op hoogte van ca 100 km, evenwijdig aan aardoppervlak. Parelmoerwolken: langwerpige, pastelkleurige wolken Vooral op grote breedten (Scandinavi), hoogte 22 30 km. In zuivere polaire Arctische lucht: hemel rond hen is helder. Ontstaan in stratosfeer ( lagere atmosfeer) waarschijnlijk door condensatie van waterdamp id vorm van ijskristallen of zeer fijne stofdeeltjes die van kosmische oorsprong zijn. Lichtende nachtwolken: hoogte 80 km, zijn dus de hoogste wolken Kort na zonsondergang, in het westen, tussen 40 en 80 breedte. Onderrand is geelachtig, daarboven hebben ze een blauwachtige kleur. Veel gelijkenis met cirrus en cirrostratus wolken Ontstaan door verlichting van zeer fijn stof op grote hoogte (vermoedelijk van meteorieten afkomstig) door de zich onder de horizon bevindende zon. Meteorieten = stofdeeltjes afkomstig uit de ruimte en die soms op aarde neervallen. Wrijving met de lucht id hogere atmosfeer verhit ze en doet ze gloeien. Meestal verdampen ze tot gassen of vallen op ongeveer 50 km hoogte uit elkaar.

3. Verwarming van de aarde - Verwarming gebeurt door invallende zonbestraling-

Zon: straalt energie uit belangrijkste bron van licht en warmte Warmte ih inwendige vd aarde te verwaarlozen: aarde slechte warmtegeleider (zand is slechte geleider) Zon bevindt zich op gemiddelde afstand van 149,6.106km vd aarde, gemiddelde temperatuur 6000 K. Slechts 2 miljardste bereikt aarde. Zonnestralen zijn elektromagnetische golven: hebben zelfde voortplantingssnelheid ih luchtledige (3.108 m/s), verschillen slechts in golflengte (en dus ook in frequentie) Golflengte bepaalt de graad van doorlating en absorptie. Zichtbare gedeelte vh zonnespectrum is samengesteld uit verschillende kleuren (variren van rood naar oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet). Dit zonnespectrum kan bekomen worden door een zonnestraal doorheen een prisma te laten schijnen zichtbaar gedeelte vh zonnespectrum bevindt zich tussen 0,38 en 0,78.

-

-

-

Zon: zwart lichaam bij 6000K: grootste straling wordt waargenomen bij een golflengte van ongeveer 0,5. Zwart lichaam = lichaam dat al de golflengten ve straling bij een bepaalde temperatuur volledig absorbeert (dus niet terugkaatst), maw. dat bij een gegeven temperatuur een maximum energie uitstraalt voor al de golflengten van deze straling. Het begrip houdt dus geen kleurconcept in. Thermometer in gerefracteerde lichtstralen plaatsen temperatuurstijging: geabsorbeerde lichtenergie wordt ih prisma in warmte-energie omgezet. Als de thermometer buiten het kleurenspectrum wordt geplaatst, zakt de temp. Energie vd zon ontplooit zich slechts als het met een voorwerp in aanraking komt. Wanneer dit gebeurt, zullen er zich 3 verschijnselen voordoen: Gedeelte wordt gereflecteerd en gaat dan verloren, gedeelte wordt doorgelaten, gedeelte wordt geabsorbeerd dan omgezet in warmte en dan opnieuw als warmtegolven uitgestraald. Vooral dit laatste punt is voor weerkunde van groot belang. Geen atmosfeer aarde zou rechtstreeks door de zonbestraling verwarmd worden. Insolatie hangt af van: zonneconstante, hoogte vd zon, periode vh jaar (seizoen), lengte vd dag, breedte vd waarnemer, bodemhelling, bodemgesteldheid, uur vd dag, Periode vh jaar: afstand aarde-zon veranderlijk, dus ook duur van zonneschijn. Breedte van de waarnemer: figuur 13 pag 28 Topografie en bodemgesteldheid: hoevelheid warmte die een stof kan opnemen, is afhankelijk van haar soortelijke warmte en warmtegeleidingsvermogen aard vd bodem speelt dus belangrijke rol op temperatuur. Grond is slechte warmtegeleider: zonbestraling verwarmt slechts dunne bovenlaag vd aarde. Wel atmosfeer: grootste deel van zonbestraling gaat verloren id ruimte, een gedeelte bereikt andere planeten. Zonbestraling die door aarde ontvangen wordt: verzwakt door atmosfeer. Hoeveelheid zonne-energie per tijdseenheid, ad rand vd atmosfeer, helft vd hemel bewolkt: 15 % wordt door de atmosfeer geabsorbeerd, 29 % wordt naar de ruimte teruggekaatst, 56% wordt naar aarde toegevoerd (26% na diffuse reflectie en 30 % rechtstreeks) samen 100 % Absorptie id atmosfeer gebeurt enkel door waterdamp, kooldioxide en ozon in de hogere luchtlagen andere bestanddelen verzwakken invallende stralen dus niet waterdamp, CO2 en O3 slorpen samen 15 % totale zonbestraling op

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

Geabsorbeerde energie gaat niet volledig verloren: wordt omgezet in warmtestraling luchtlagen met grootste absorptie zullen dus ook meeste warmte uitstralen. Reflectie/weerkaatsing gebeurt op 4 verschillende manieren: reflectie op wolken, dispersie, diffuse reflectie en reflectie op de aarde. 29 % vd zonbestraling wordt rechtstreeks door de wolken naar de ruimte teruggekaatst Dikte vd wolken speelt belangrijke rol: ih algemeen zijn hoge wolken doorzichtiger dan lage wolken en bijgevolg zullen ze de zonnestralen minder verzwakken. Dispersie (verstrooiing): wanneer kortgolvige zonbestraling luchtmoleculen en zeer fijne stofdeeltjes aantreft id atmosfeer, waarvan de golflengte nog kleiner is dan deze vd zonbestraling, dan wordt deze straling in alle richtingen verstrooid blauwe kleur vd hemel Diffuse reflectie: Zonnestralen die id atmosfeer zwevende stofdeeltjes aantreffen, waarvan de golflengten groter zijn dan deze vd zonbestraling zullen niet verstrooid worden, maar in alle richtingen volledig weerkaatst worden: is zeer goed waar te nemen op mist en wolken. Geen dispersie reflectie is volledig en licht blijft wit Door dit verschijnsel: overdag ook belichting op plaatsen die id rechtstreekse schaduw vd zon gelegen Dispersie + diffuse reflectie = diffuse hemelstraling: verzwakking totale zonbestraling met 26 % Totale reflectie door de aarde: 4 % rechtstreeks ontvangen zonbestraling: 3 % weerkaatst en van zonbestraling ontvangen door diffuse hemelstraling: 1 % weerkaatst 30 % vd kortgolvige zonbestraling wordt door aarde rechtstreeks ontvangen dankzij doorlating/transmissie vd atmosfeer 3 % wordt naar ruimte terug gekaatst en 27 % wordt opgeslorpt. Vd atmosfeer ontvangt de aarde 17 % vd zonbestraling, maar in de vorm van langgolvige infrarode stralen (1 % wordt naar ruimte weerkaatst en 16 % wordt geabsorbeerd) Totale absorptie is dus 27 + 16 = 43 % ! Samenvatting pag 35

-

-

-

4. Broeikaseffect-

Zonder atmosfeer dag: hoge temp, nacht: lage temp atmosfeer werkt als verschermend deken: zorgt voor evenwicht tussen geabsorbeerde zonnestralen en de gereflecteerde warmte Aarde constant door zon verwarmd gemiddelde temperatuur op aarde blijft hele jaar constant

-

-

-

Aardoppervlak neemt ook deel van zinlicht op en straalt dat weer uit als warmte of infrarode straling Belangrijkste broeikasgassen: waterdamp, O3 en CO2 Beeld van broeikasgas: gassen werken net als glas ve broeikas: zonlicht komt binnen, maar warmte wordt tegengehouden Directe zonbestraling die op aarde invalt, wordt grotendeels opgeslorpt en gedeeltelijk weerkaatst Aarde straalt dus volledig ih infrarode deel vh spectrum langgolvige warmtestraling vd aarde wordt zeer sterk geabsorbeerd door de aanwezige waterdamp en CO2 (dus niet worden doorgelaten). Aardse straling gaat voor de aarde dus niet verloren, omdat ze door de waterdamp opgeslorpt zal worden, waardoor de atmosfeer in temperatuur zal stijgen en op haar beurt zelf straling naar de aarde zal uitzenden eigenstraling Broeikaseffect schematisch: kortgolvige zonbestraling kan praktisch ongestoord voor ongeveer de helft doorheen de atmosfeer passeren ongeveer 43 % daarvan wordt door de aarde opgeslorpt en omgezet in langgolvige warmtestraling deze ligt volledig ih infrarode gebied en wordt door de atmosferische laag rond de aarde tegengehouden en geabsorbeerd atmosfeer stijgt in temperatuur en zal op zijn beurt straling naar de aarde uitzenden

-

5. De dagelijkse gang van de temperatuur-

-

Aarde = warm lichaam zal warmte uitstralen: radiatie Insolatie: ontvangen warmte Radiatie > insolatie aarde koelt af Radiatie < insolatie aarde warmt op Pag 39 40: grafieken! Afhankelijk vd declinatie vd zon, zullen over een heel jaar gerekend, de temperaturen veranderen van maand tot maand. Laagste temperatuur: niet voor februari Hoogste temperatuur: juli/begin augustus Gang vd temperatuur veel groter boven land dan boven zee

-

6. Verwarming van de lucht - Kan op 2 manieren verwarmd worden: met warmteoverdracht ve warmtebron en zonder warmteoverdracht ve warmtebron 6.1 met warmtebron - warmte kan zich op 4 manieren voortplanten: straling/radiatie, geleiding/conductie, convectie en turbulentie - straling = overdracht van energie door elektromagnetische trillingen - geleiding = overdracht van warmte van stofdeeltje tot stofdeeltje

-

convectie = overdracht van warmte waarbij verwarmde stofdeeltjes verplaatst worden

turbulentie beweging van lucht 6.2 zonder warmtebron - Adiabatische temperatuurverandering: temperatuurveranderingen in atmosfeer zonder dat enige warmte vd aarde aan de atmosfeer werd afgestaan dus gevolg van verandering van hoogte: stijging/daling vd luchtmassas - Troposfeer: horizontale en verticale luchtbewegingen Verticale zijn de voornaamste: meeste en belangrijkste weersveranderingen - In atmosfeer verandert luchtdruk met de hoogte: als een luchtmassa stijgt, gaat deze dus naar een gebied met een lagere luchtdruk uitwendige druk op de luchtmassa zal dus verminderen gaat uitzetten: volume wordt groter volgens de gaswetten wordt de temperatuur dan kleiner-

Omgekeerd: dalende lucht druk wordt groter volume neemt af temperatuur neemt toe stijgende lucht koelt af, dalende lucht verwarmt De temperatuursverandering is enkel te wijten ad uitzetting/inkrimping vd lucht Temperatuurverval/Temperatuurgradint = aantal graden waarmee de temperatuur vd atmosfeer met de hoogte verandert gemiddelde waarde: 0,7C per 100m Amplitude = verschil tussen de hoogste en laagste temperatuur in bepaald tijdsinterval Latente warmte = hoeveelheid warmte nodig om bij constante temperatuur de eenheid van massa ve bepaalde materie in een andere toestand te brengen elke stof bezit een latente warmte voor het smelten, condenseren of verdampen Omgevingsverval onderscheid maken tussen omgevende lucht, droge lucht en verzadigde lucht Omgevende lucht = lucht zoals deze werkelijk wordt waargenomen op een bepaald moment op een bepaalde plaats Droge lucht = lucht waarin geen waterdamp aanwezig is, de dampspanning = 0 geen condensatie of verdamping Verzadigde lucht = lucht met maximale dampspanning wel condensatie en verdamping Dampspanning = druk van watermolecule Droog adiabatisch verval (DAV) stijgende of dalende droge lucht ondergaat een respectieve temperatuurvermindering of verhoging van 1C per 100m Stijgende luchtmassa die adiabatisch afkoelt verzadigingsdampdruk neemt lucht verzadigd: overtollige

-

-

-

-

-

-

-

waterdamp zal tot dampdruppels condenseren latente warmte vd waterdamp wordt vrijgemaakt die aan de lucht ten goede komt adiabatische afkoeling vd verzadigde lucht wordt tegengewerkt minder bedragen dan van droge lucht die bij de stijging geen verandering van aggregatietoestand heeft meegemaakt geen afstand van latente warmte Verzadigd adiabatisch verval = verschil tussen DAV en latente warmte

7. De vochtigheid van de atmosfeer-

-

-

Waterdamp meeste weersverschijnselen Water komt in atmosfeer in 3 verschillende toestanden voor: gas (waterdamp), vloeibaar ( water, mist, ) en vast (ijs) Vochtige lucht: waterdamp die in gasvorm id atmosfeer aanwezig is ( vochtige lucht bevat dus geen vloeibaar water of ijs) Dampdruk (= dampspanning) (= e) = druk die door de waterdamp alleen wordt uitgeoefend: 10 20 mb, vermindert met de hoogte, is in de stratosfeer zeer klein Hoeveelheid waterdamp die de vochtige lucht kan bevatten, hangt af vd temp Luchtmassa heeft dauwpunt bereikt verder afkoelen te veel aan waterdamp condenseert tot waterdruppels IJsvorming vindt niet onmiddellijk bij 0C plaats water in vloeibare toestand onder vriespunt = onderkoeld water

8. Stabiliteit van de atmosfeer - Luchtmassa kan zich tov de omringende lucht in 3 versch. toestanden bevinden: stabiel evenwicht, labiel evenwicht of onverschillig evenwicht - Stabiel: keert vanzelf naar oorspronkelijke toestand terug na uit evenwichtstoestand te zijn gebracht door een externe kracht - Labiel (instabiel): blijft zich verder van evenwichtstoestand verwijderen na er te zijn uit gebracht - Onverschillig: nieuwe evenwichtsstand na door externe kracht uit vorige evenwichtsstand te zijn gebracht-

-

Temperatuur neemt normaal af met de hoogte indien omgekeerd: temperatuurinversie Vb. 1. vlak bij het aardoppervlak tijdens nachten met open hemel: aarde verliest veel warmte onderste laag van atmosfeer koelt ook af, hogere luchtlagen niet, 2. Vlak boven wolkendek: reflectie van zonnestralen, 3. Aan een front: koude en warme luchtmassas mengen niet warme lucht schuift over koude lucht zorgt voor stabiele lucht Temperatuur blijft gelijk id hoogte: isotherme lagen

9. Luchtdruk - Luchtdruk (= atmosferische druk) op een bepaalde plaats = gewicht vd luchtkolom (met de eenheid van doorsnede) die boven de waarnemingsplaats aanwezig is. - Rond 1000 en 2200 plaatselijke tijd: maximum - Rond 0400 en 1600 plaatselijke rijd: minimum - Amplitude varieert van 0,5 hPa op gematigde breedten en 3 hPa id tropen - Isobaren = lijnen op een kaart die plaatsen verbinden die op dezelfde tijd een gelijke, tot op zeeniveau herleide, luchtdruk hebben - Gebied met relatief lage luchtdruk = lage drukgebied, minimum isobaren zijn cyclonaal gekromd - Gebied met relatief hoge luchtdruk = hoge drukgebied, maximum isobaren zijn anticyclonaal gekromd - Isallobaren = lijnen die plaatsen verbinden met gelijke luchtdrukveranderingen over een bepaalde tijdsduur-

-

In lagedrukgebied druk daalt nog verder: uitdiepen, druk verhoogt: opvullen Luchtdrukgrdint (= P) = luchtdrukverval, loodrecht op de isobaren, per eenheid van afstand (afstand 60 of 100 mijl)

H3 De windDefinitieHet gewicht van warme en koude lucht is niet gelijk. De warme lucht zal stijgen en koude lucht dalen. Hierdoor krijgen we een luchtverplaatsing. (wind) Lucht beweegt zich van een hoog drukgebied (koude lucht) naar een laag drukgebied (warme lucht) Wind wordt benoemd naar de richting waaruit hij komt. Stroming wordt benoemd naar de richting waarheen hij gaat.

Krachten met betrekking tot de windLuchtdrukgradintenZie hoofdstuk 2

Corioliskracht GIs een fictieve of reactiekracht die enkel ontstaat door het feit dat bewegende lichamen op de aarde benvloed worden door de draaiende aarde. (deze afwijking is naar rechts op het N-halfrond en naar links op het Z-halfrond) De aarde draait rond haar as die door de N- en Z-pool loopt. Als er een massa polaire lucht vanaf de pool weg stroomt, dan wordt die afgebogen vanwege de aardrotatie. Bij de polen is de Corioliskracht maximaal Bij de evenaar is de Corioliskracht = 0 Tussen polen en evenaar is er een component van de draaibeweging die op de bewegende lucht invloed heeft.

Coriolisversnelling (acor)acor=2 V w sin b V = windsnelheid w = aardrotatie b = breedte max. acor = 1 (polen) min. acor = 0 (evenaar)

centrifugaalkracht Cop een lichaam dat een cirkelbaan doorloopt werkt een kracht die gericht is van het middelpunt naar buiten middelpuntvliegende kracht of centrifugale kracht (draaimolen)

wrijvingom een lichaam in beweging te brengen moet men op dat lichaam een kracht uitoefenen. Zodra die kracht uigeoefend wordt, treedt er een reactiekracht op. Het lichaam zal slechts een constante beweging aannemen wanneer de krachten elkaar compenseren. (Bv. romp van een schip & water)

Soorten winden Geostrofische wind: resultaat van de gradintkracht en de corioliskracht, wordt waargenomen als isobaren rechtlijnig zijn (hoogte > 500m) Gradintwind: resultaat van gradintkracht, corioliskracht en centripetale kracht, wordt waargenomen als isobaren krommen zijn (hoogte > 500m) Grondwind: een van de twee bovengenoemde winden zijn maar waarvan de richting afgeweken wordt door de wrijving over het aardoppervlak (hoogte < 500m)

Geostrofische windWind waait van een hoge druk naar een lage druk Een wind waarbij slechts twee krachten op de luchtmassa werken (de gradintkracht, de coriolisckracht) Fig. 3 p.8 Van zodra de H en de L tot stand komen, heerst er tussen beide een gradintkracht P. De luchtmassa komt in beweging en als reactie op die beweging treedt de corioliskracht op over een hoek van 90 naar rechts op het N-halfrond (links op het Z-halfrond) Indien de gradint gekend is, kan men de snelheid van de Geostrofische wind berekenen. Op de weerkaarten vindt men daarvoor gewoonlijk een Geostrofische windschaal

Berekenen van Geostrofische windMet behulp van een grafische windschaal kan op een weerkaart, aan de hand van de afstand tussen de isobaren en de geografische breedte, de Geostrofische wind worden afgelezen. Hoe groter de afstand tussen de isobaren, des te kleiner de Geostrofische wind Praktisch zie p. 10

Ageostrofische windTegenovergestelde van de Geostrofische wind. Een wind die niet evenwijdig aan de isobaren waait. (Bij sterk gekromde isobaren is de wind bijna altijd ageostrofisch) De luchtdeeltjes kunnen de bocht niet houden en vliegen uit hun baan. Ook bij een grotere invloed van de wrijving die de lucht aan het aardoppervlak ondervindt, wordt de wind ageostrofisch.

GradintwindIndien de isobaren geen rechte lijnen zijn, maar krommen zoals rond een hoog of laag drukgebied, dan treedt er een bijkomende kracht op, de centripetale kracht. Deze kracht werkt steeds naar binnen, zowel van een hoge al een lage druk. (drie krachten: de gradintkracht, corioliskracht en centripetale kracht) Fig. 5 p.12

GrondwindWanneer winden waaien op een hoogte van minder dan 500m boven land of minder dan 100m boven zee, worden zij benvloed door de wrijving over het aardoppervlak. De wrijving van de wind over het aardoppervlak heeft geen invloed op de grootte van de drukgradint (PGF). Opdat de wind tocht met een constante snelheid zou blijven waaien, moet dit verlies aan snelheid gecompenseerd worden door een inbuiging naar PGF toe. De grondwind is dus afgebogen naar de lage druk toe en van de hoge druk weg. Hij is dus niet meer evenwijdig aan de isobaren maar maakt met deze laatste een hoek (inbuiginghoek).

Dagelijkse gang van windLezen

Aanduiden van de windLezen

Plaatsbepaling van lage en hoge druk (wet van Buys Ballot)Wet van Buys Ballot: Plaatsbepaling van L en H druk Keer de wind de rug toe: Op het noordelijk halfrond: L links en H rechts

Cyclonen en anticyclonenWind naar Lage druk => depressie/ cycloon Naar Hoge druk => anticycloon Op het N-halfrond -wind waait naar kern van lage druk gebied (tegen wijzers van de klok) -wind waait weg van de kern van een hoge druk gebied (met wijzers van klok) Fig.8 p18

Land- en zeewindEen periodieke wind die met de periode van de dag voorkomt in kustgebieden (voornamelijk wanneer er een verschil is tussen dag en nacht temp.) Doordat land sneller opwarmt en afkoelt dan water, wordt overdag de lucht boven land het warmst. Op een paar honderd meter hoogte stroomt de lucht naar zee, waar hij weer daalt. Daar ontstaat dan een hoge drukgebied. De lucht stroomt aan het aardoppervlak weer terug naar het land. Zo ontstaat er een gesloten circulatie. De zeewind waait van ca.10.00 tot 18.00 en is koel en vochtig s nachts is de situatie omgekeerd Fig. 9 p.20

Berg- en dalwinds nachts wordt de lucht nabij de grond door uitstraling ook koeler en vermeerdert in densiteit. Boven de vallei is de lucht relatief warmer en dus lichter. De zwaardere en afgekoelde lucht langs de berghelling zal nu naar de vallei afdalen. Aan de voet van de vallei zal deze lucht zich in horizontale richting verplaatsen en op zee een wind doen waaien die men bergwind of katabatische wind noemt. Overdag is de situatie omgekeerd => dalwind of anabatische wind Fig.10 p.21

Het Fhn effectMet Fhn wordt de droge en warme daalwind bedoelt aan de lijzijde van een bergrug, dus de van de wind afgekeerde zijde. De Fhn veroorzaakt niet alleen warm weer, maar hij heeft vooral in zijn voorstadium een sterk negatieve invloed op het behaaglijkheidgevoel van de mens. Hij is dan nog niet tot beneden in het dal doorgedrongen Fig.11 p.22

Ontstaan van Fhn wind2 soorten Fhn:

Anticyclonale fhntoestand (hogedrukgebied van boven de Balkanlanden) Cyclonale fhntoestan (lagedrukgebied van boven Spanje, Frankrijk, )

Betekenis voor het weerDe Fhn wordt warmer en droger naarmate hij dichter bij het dal komt.(in winter stijgt hierdoor het lawine gevaar) Een zuid Fhn is een voorteken van slecht weer. De Fhn komt het vaakst voor in de lente, herfst en winter

Invloed op de mensLast van de Fhn => Fhnziekte (hoofdpijn, misselijkheid, slapeloosheid, onzekerheid, neiging tot zelfmoord, concentratieverlies) Bij overgevoeligheid voor Fhn verhuizen enige oplossing

Algemene luchtcirculatieHadleyDe luchtdruk van een liter lucht is evenredig met de temp. en de dichtheid. Als het kouder wordt zal de dichtheid dus omhoog moeten. Dat gebeurt bij de polen of boven Scandinavi bij een winters hoge drukgebied. Langzaam zal de kou naar de warmte gaan stromen, dus de lucht zal proberen om vanaf de poolstreken naar de gematigde breedten te komen. In werkelijkheid is er overigens niet 1 circulatiecel maar 3

Hadley-cell (circulatie cel bij de evenaar) Ferrel-cell (circulatie cel op een gematigde breedten) Polar-cell (circulatie cel bij de polen)

Door de verdeling in drie cellen hebben we het patroon van hoge drukweer op de dertigste breedtegraad Fig.13 p.26

H4 De wolken1. wolkvormingWolken ontstaan door de afkoeling van lucht beneden haar verzadigingspunt. Een wolk is een verzameling van zeer kleine waterdruppels, ijskristallen, andere vaste deeltjes, of combinaties. Waterwolk: bestaat enkel uit waterdruppels ijswolk: bestaat enkel uit ijskristallen gemengde wolk: bestaat uit waterdruppels en ijskristallen Temp >0C : bewolking vrij laag boven aarde (waterdruppels) Temp Temp >0C : zowel ijskristallen als waterdruppels naast elkaar => onderkoelde druppels Damp condenseert niet zomaar tot druppel, ook stofjes en vuiltjes uit de dampkring nodig. Door stofdeeltjes gaan dampdruppels makkelijker aan elkaar klitten in een bepaald patroon. (noodzakelijk om druppelvorming te verkrijgen) De damp zet zicht op de deeltjes vast en vormt zo een druppel. Op twee manieren:

1. Meer vocht in de lucht (bv. schoorstenen van fabrieken) kunstmatige bewolking (lijkt op stapelwolken)

2. Hoe warmer, hoe meer damp in de lucht zonder dat er wolken ontstaan. Als lucht dan afkoelt wordt de damp die erin zit na een tijd te veel en ontstaan er druppels (bv. s nachts, of bij stijgende lucht)Hoe hoger men zich in de atmosfeer beweegt, hoe kleiner de luchtdruk wordt. (=> opstijgende lucht zet uit) Het uitzetten van de lucht kost energie (warmte) de lucht koelt af met gem. 1C per 100m stijging. Dit geeft aanleiding tot wolken. (werkt ook omgekeerd : dalende lucht krimpt en wordt warmer) Indien de lucht voldoende stijgt om tot onder haar verzadigingspunt af te koelen, zullen er zich wolken vormen. condensatieniveau: de hoogte waar de lucht voldoende is afgekoeld en de waterdamp zal gaan condenseren De wolk groeit verder: doordat er energie bij komt door de vrijgekomen condensatiewarmte Besluit: Stijgende lucht koelt af, wordt vochtiger en er ontstaan wolken Dalende lucht warmt op, droogt uit en de bewolking verdwijnen

2. Families van wolken4 verschillende families ingedeeld d.m.v. hun hoogte (10 basiswolken die men geslachte noemt)

2.1 Indeling naar hun uiterlijkStapelwolken: ontstaan wanneer lucht met een betrekkelijke kleine omvang en vrij grote snelheid opstijgt.

Gelaagde wolken: ontstaan wanneer lucht met een grote omvang en kleine snelheid opstijgt. Cumulonimbus: zeer grote hoeveelheid lucht die stijgt met een grote snelheid (ontstaan rond evenaar) Zware, dichte wolken van aanzienlijke afmetingen. Hebben de vorm van een berg of hoog oprijzende toren. De basis kan bijna de grond raken en de toppen kunnen tot 6000m hoogte rijken Ze gaan gepaard met: onweer, windstoten, regenbuien, sneeuw, of hagelbuien Plaatselijk opstijgende lucht = thermiek Cirrostratus: zijn de hoogste wolken, ontstaan tussen 5500m en 8000m, bestaan uit kleine ijskristallen Ze zijn doorschijnend, witachtig wolkensluier met een vezelachtig of effen uiterlijk. De hemel is geheel of gedeeltelijk bedekt (haloverschijnsel) De hoogte kan gemeten worden m.b.v. een sextant. Altostratus: wind die onder de cirrostratus waait en de bewolking dikker en dikker laat worden Wolkenlaag met een grauwe, blauwachtige tint en een streperig, vezelachtig of effen uiterlijk dat de hemel geheel of gedeeltelijk kan beddeken. (zon kan soms vaag gezien worden) Geeft regen of sneeuw die zelden het aardoppervlak bereiken. Nimbostratus: wind waait steeds harder en temp. verandert bijna niet wolk tot 1km boven aarde Een grijs vaak donker wolkendek met een vormloos uiterlijk waaruit bijna onophoudelijk neerslag valt. (De zon is niet zichtbaar) Stratocumulus: bewolking in warme sector, minder dikke bewolking - bijna geen bewolking (warmtefront) Grijze of witachtige wolkenbanken of lagen, met bijna altijd donkere gedeelten. (eigenschaduw) Heeft de vorm van: tegelvloer, gerangschikte bollen, rollen (omtrekken zijn niet scherp) Komen vaak in groepen voor, geven geen regen. Cirrocumulus: Ontstaan door wrijving tussen warme en koude lucht ontstaan op een hoogte tussen 5500m en 8000m Dunne witte laag of bank van wolken, in de vorm van al of niet gescheiden ribbels of korrels. (soms regelmatig gerangschikt) schaapjeswolken (voorbode van onweer) Altocumulus: redelijk lage wolken (bestaat uit waterdruppels) Witte of grijze wolkenlaag bestaande uit stroken van afgeplatte bollen of rollen, soms vezelachtig uiterlijk. (soms regelmatig gerangschikt) Cirrus: zijn de hoogste wolken, ontstaan op hoogte van 8000m en hoger en bestaan uit ijskristallen. Afzonderlijke wolken in de vorm van witte, fijne draden, kleinere of grotere witachtige plukken met vezelachtig uiterlijk en/of zijdeachtige glans. Stratus: grijze wolkenlaag met tamelijk egale onderkant, kan ook in flarden voorkomen (raakt het aardoppervlak niet). De zon is duidelijk zichtbaar door de wolken. Uit stratus valt motregen, motsneeuw, ijsnaalden Uit nimbostratus valt regen Cumulus: dichte wolken met de vorm van bloemkool, onderkant gewoonlijk grauw (door zon beschenen delen fel wit), ontstaan overdag en verdwijnen s avonds. Duiden meestal op mooi weer (geen of weinig regen)

Altocumulus Castellanus: kleine torentjes op een rij (voorbode van onweer) Wolk achter vliegtuig: enkel bij temp. rond -50C => condenseren van vocht in de uitlaatgassen tot wolken

Afkoeling door aardoppervlak:Vooral s nachts in de winter Mist: ontstaat vaak boven weilanden, bewolking aan de grond Grondmist: als het alleen vlak boven de grond vochtig genoeg is Dauw: vocht blijft beperkt tot aardoppervlak Rijm: krijgen we als er dauw is en het vriest

2.1.1 afzonderlijke wolkenWolken die zich vormen in verticale richting en veelal oplossen in horizontale richting. (uitspreiden)

Cumulus (Cu) Cumulonimbus (Cb) Altocumulus (Ac) Stratocumulus (Sc)

2.1.2 gelaagde wolkenKunnen voorkomen als draden, slierten, schubben, schaapjeswolken (vlokken), en gedurende lange tijd blijven hangen.

Cirrus (Ci) Cirrocumulus (Cc) Altocumulus Stratocumulus Stratus (St) Nimbostratus (Ns) Altostratus (As) Cirrostratus (Cs)

Ze kunnen ook bestaan uit bijna volledige sluiers die zich over de hele hemel uitbreiden

2.2 Indeling naar hun hoogteHoge wolken, boven de 5500m o Cirrus (Ci) o Cirrocumulus (Cc) o Cirrostratus (Cs) Middelhoge wolken, tussen de 1800m en 6000m o Altocumulus (Ac) o Altostratus (As) Lage wolken, onder de 1800m o Stratocumulus (Sc) o Stratus (St)

o Nimbostratus (Ns) Verder onderscheiden we nog wolken die zich in verticale richting ontwikkelen boven de 500m en onder het cirrus-niveau. o Cumulus (Cu) o Cumulonimbus (Cb)

Voorbeelden Fig.2 P.13

De wolkenhoogtemeter: kan de hoogte van bewolking meten van 8m tot +8km Het zend een lichtpuls (nabije infrarood) uit in bovenwaartse richting. Indien de lichtpuls wolkendruppels of andere deeltjes treft, wordt de lichtpuls terug gekaatst (principe echo) Als de bewolking niet te zwaar is kan de wolkenhoogtemeter ook twee of drie wolkenlagen detecteren.

4. Uitdrukking van de graad van bewolkingWordt in octas uitgedrukt (achtsten) Heldere hemel Weinig bewolkte hemel Bewolkte hemel Zwaar bewolkte hemel Betrokken hemel 0/8 1 of 2/8 3 tot 5/8 6 of 7/8 8/8

5. Dagelijkse gang van de bewolkingAls temp. op aardoppervlakte stijgt zal er condensatie ontstaan en zulle deze deeltjes stijgen, afkoelen en wolken vormen. s Avonds koelt het aardoppervlakte af en zullen de wolken vrijwel allemaal langzaam verdwijnen. Is der veel bewolking dan zal het aardoppervlakte trageer afkoelen en zullen de wolken zo goed als allemaal blijven hangen.

H5. De neerslag1. HydrometeorenDit zijn neerslagdeeltjes die kunnen onderscheiden worden door hun vorm waarin ze het aardoppervlak bereiken. Het zijn alle verschijnselen (behalve wolken) die bestaan uit vloeibare of vaste waterdeeltjes, die door de atmosfeer vallen of zweven, of op vaste voorwerpen op her aardoppervlak worden afgezet.

1.1 MistEen wolk aan de grond. Bestaat uit microscopisch kleine, zwevende waterdruppeltjes die uit waterdamp in de lucht zijn gecondenseerd nabij het aardoppervlak. Ontstaan van mist:

Door afkoeling van de lucht beneden het dauwpunt Door voortdurende verdamping van water totdat de lucht volledig verzadigd is

Nevel: zichtbaarheid > 1km (maar wel beperkt) Mist: zichtbaarheid < 1km Grondmist: laaghangende mist op het land die niet hoger komt dan 2m

Stralingsmist: meestal in de vroege ochtend (op land), als bij heldere hemel en weinig wind het aardoppervlak sterk afkoelt. In de herfst en winter kan deze mist tot op grote hoogte aangroeien en lang blijven aanhouden. (op zee geen stralingsmist) Advectieve mist: wanneer warme, vochtige lucht zich horizontaal verplaatst over een koud oppervlak (er mag niet teveel turbulentie zijn). Kan zowel boven zee als land en komt voornamelijk voor in de lente en begin van de zomer. o Continentale zeemist: wanneer warme landlucht over koude water van de Noordzee strijk. (Hoe verder op zee hoe dikker de mist) Maritieme zeemist: ontstaat door warme vochtige lucht van een warm stuk zee dat over een koud stuk zee gaat. Continentale landmist: warme lucht die van warmere landstreken over koudere landstreken gaat. Maritieme landmist: wanneer warme, vochtige lucht van over zee over het koude land gaat.

o

o

o

Arctische zeerook: ontstaat wanneer koude lucht over relatief warm water gaat. Mistflarden die toenemen naarmate er meer turbulentie is. (hoe groter de windsnelheid, hoe meer turbulentie)

Slootmist: bij zonsondergang daalt temp. boven land sneller dan boven water. De koude lucht zoekt het laagste punt (is zwaarder) en komt bij rivieren en water uit, hier gaat de koude lucht over warm water en krijgen we het zelfde effect als Arctische zeerook. Frontmist: of regenmist, ontstaat als de regen die naar beneden valt geheel of gedeeltelijk wordt verdampt door de warme lucht waardoor het valt. De warmte die daarvoor nodig is wordt aan de lucht onttrokken. Treedt soms op bij fronten en bij andere grenzen tussen twee luchtsoorten met verschillende temp. en vochtigheid. (lijkt veel op laaghangende bewolking)

1.2 Dagelijkse gang van mist1. Mistseizoen: van oktober tot januari (kans op mist is het grootste). De duur van de mist is +-6u en dichte mist +-4u (er kunnen grote afwijkingen zijn) 2. Zomerseizoen: kans op mist veel kleiner, is rapper weg +-3u en dichte mist 1uVoor zonsopkomst: meeste kans op mist en dichtste mist Na zonsopkomst: kans op mist neemt snel af

1.3 MistvoorspellingenHeel moeilijk Niet enkel voor bepaalde locatie maar ook voor landelijke schaal.

1.3.1 HogedrukgebiedenUitstekende broedplaats voor mist (vergezeld van een heldere hemel en weinig wind) Vaak inversie aanwezig: een luchtlaag in de atmosfeer waar de temp. toeneemt met de hoogte De inversie laag wordt door vervuiling steeds vochtiger en vuiler. (soms krijgen we smog) Vooral in wintermaanden spelen inversies een belangrijke rol in mist. Blijft het hogedrukgebied in de buurt, dan kan de mist dagenlang blijven hangen. (niet elk hogedrukgebied gaat van mist vergezeld) Ook verplaatst de wind vaak hele mistvelden over grote afstand. Dit soort situaties wordt in het algemeen redelijk goed aangekondigd.

1.3.2 TrekhogenMist komt vaak voor bij het overtrekken van een hogedrukgebied of een rug van hoge luchtdruk, vlak voor een depressie. In dit type situaties zie je heel vaak dat bewolking die overdag aanwezig is, s avonds rond zonsondergang heel snel oplost. Trekhogen en ruggen van de hoge luchtdruk die voorafgaan aan een depressie, komen meestal vanuit het westen. Door het snel trekken van deze systemen duren deze situaties meestal niet langer dan ongeveer een halve dag. Daarna neemt de wind bij de nadering van de volgende depressie zo sterk toe, dat de mist verdwijnt. Bv. boven de Noordzee wordt de lucht dan vochtiger en boven land ontstaat s nachts mist

1.3.3 FrontpassagesSommige warmtefronten gaan in het voorjaar en in de voorzomer vergezeld van mist, zelfs als er een vrij stevige wind staat. Soms verdwijnt de mist een eind achter het front, we hebben dan te maken met frontale mist. Het gebeurt echter ook dat de mist zich overal in de warme lucht voordoet en pas optrekt als de warme lucht tijdens een volgend frontpassage wordt verdreven en er drogere lucht binnenstroomt. We kunnen dan beter van advectieve mist spreken.

1.3.4 Land-zee circulatiesZowel land- als zeewind (zoals in het voorjaar en voorzomer het geregeld voorkomt) Helder weer en weinig wind zijn dan gunstig voor het ontstaan van land- en zeewind en voor mist. Overdag: voert de zeewind de mist van zee naar land S nachts: voert landwind de mist van land naar zee (tegen de ochtend)

1.4 ZichtbaarheidGoed zicht Matig zicht Slecht zicht > 10km 4km < zicht < 10km 2km < zicht < 4km

Nevel Mist Dikke mist Zeer dikke mist

1km < zicht < 2km < 1km < 200m < 50m

1.5 DauwIs de condensatie van waterdamp, die zich in de vorm van waterdruppels op sterk afgekoelde aardse voorwerpen afzet. (voornamelijk tegen het einde van een heldere nacht)

1.6 Rijm of rijpEen witte aanslag die we soms op gras, struiken en voorwerpen als daken, hekken, aantreffen. Ontstaat door: 1. Bij temp. onder nul door de overgang van waterdamp in ijs 2. Waterdamp eerst als dauw en dan bij afkoeling bevriest Komt voornamelijk voor bij heldere nachten, op voorwerpen die snel warmte verliezen. De relatieve vochtigheid moet echter steeds groter zijn dan 100%.

1.7 RegenRegen = regelmatige neerslag over een groot gebied Stel dat het in een wolk bovenaan kouder wordt. We krijgen dan onderkoelde waterdruppels en ijskristallen. Door wind gaan deze botsen en krijgen we grotere en zwaardere waterdruppels, die dan als ze zwaar genoeg zijn naar beneden gaan vallen. Twee systemen: coalescentieproces en het wegener-Bergeron proces Onder de wolk is het warm en zulle de vallende druppels weer verdampen. Men ziet dan onder een wolk vegen van regen (de regen bereikt het aardoppervlak niet) Dit noemt men dan Valstrepen Hoe hard het regent is afhankelijk van de vochtigheid in de lucht en de snelheid waarmee de lucht opstijgt. In de subtropen is er nauwelijks bewolking (en geen neerslag)

In het hoge drukgebied op 1-2km hoogte bevindt zich een inversie (een luchtlaag die veel warmer is dan de laag eronder). Dus als de lucht stijgt van op het aardoppervlak kan hij niet voorbij deze inversie laag. Dus ook geen bewolking of regen mogelijk. Tenzij! Deze inversielaag minder sterk is en de opstijgende lucht aan de grond zo warm is dat deze wel door de inversie komt en tot de tropopauze zal stijgen waar er een enorme bui zal ontstaan. (kan dan ook regenen in de Sahara, waardoor het uiterlijk hiervan volledig zal veranderen)

1.7.1 CoalescentieprocesDoordat wolkdruppeltjes niet allemaal even groot zijn vallen ze niet even snel naar beneden. De kleinere druppels worden ingehaald door de grotere en smelten samen. (=>geleidelijk groeien) Mogelijk vallen ze na herhaald samensmelten als regen- of motregendruppels ui de wolken.

1.7.2 Wegener-Bergeron procesTussen -10c en -23c komen onderkoelde waterdruppels en ijskristallen voor. De waterdruppels zullen verdampen en de ijskristallen zullen aangroeien tot ze groot en zwaar genoeg zijn en vallen dan als sneeuw of motregen naar beneden. Soms is de lucht tussen wolk en aardoppervlak zo droog dat alle neerslag verdampt. (radar geeft dan wel de indruk dat het aan de grond regent) In gebieden met gematigde breedten is dit verreweg het belangrijkste proces. (meeste neerslag begint als sneeuw, ook in de zomer)

1.7.3 BuienBuien = meestal kortdurend over een klein gebied (vallen niet uit fronten, maar uit stapelwolken) (in zomermaanden zijn buien vaak groter) Ontstaat vaak ten gevolg van de dagelijkse gang van de temp.

1.7.4 Soorten regen Regen: diameter druppels >0,5mm (of kleiner, maar niet dicht opeen vallen) Motregen: diameter druppels bij lage temp. kan de neerslag in vaste vorm op het aardoppervlak vallen. (vaak niet te zien op radarbeelden) Zachte, ondoorzichtige witte, langwerpige korrels met diameter van max 2mm. Gewone sneeuw: sterk vertakte ijskristallen die samengeklonterd zijn tot vlokken. (voor grote sneeuwvlokken mag het niet meer dan -5C zijn) Bij strenge vorst krijgen we slechts poedersneeuw. Korrelsneeuw: valt soms uit winterse buien bij 0C Ronde, ondoorzichtige korrels van 2 tot 5mm diameter, die opspringen en breken als ze op een hard oppervlak landen. Natte sneeuw: sneeuw die door een luchtlaag valt met een temp. boven 0C Sneeuw smelt gedeeltelijk en valt als een mengsel van regen en sneeuw op de grond.

De doorvallende sneeuw koelt de lucht snel af en dan krijgen we sneeuw. (dit lijd tot gladheid op land) Er bestaat sneeuw die valt in gedeeltelijk gesmolten toestand en smeltende sneeuw op de grond.

1.9 HagelIJsdeeltjes, die enkele malen in de stijgstroom van de buienwolk terecht komen, kunnen aangroeien tot een hagelsteen. (diameter van 5 tot 50mm en meer) Diameter kleiner 5mm => stofhagel Op zijn weg door een zone met onderkoelde waterdruppels ontstaat er rond de ijskern een waterfilmpje dat in hogere luchtlagen bevriest. => aangegroeide steen Gelaagde opbouw en wit Wanneer steen zo zwaar is dat de stijgende beweging er geen vat meer op krijgt dan valt de steen naar beneden. Hagelstenen vallen meestal in een klein gedeelte van het totale neerslaggebied. Ook mogelijk is dat de steen de wolk verlaat onder het aambeeld en op het aardoppervlak valt als enkele dikker regendruppels.

1.10 RegenboogTypisch bijverschijnsel bij regen. (ook zonlicht nodig) Komt vooral voor bij lokale regen. (stukken onbewolkt) de lichtstraal van de zon wordt in de druppel gebroken en men ziet de weerkaatsing van het licht. (Bij elke kleur is de weerkaatsing anders) De regenboog is niet zichtbaar als men in de richting van de zon kijkt. Men ziet zelden alle kleuren van het spectrum. De regenboog is rond (vorm van de zon) maar toch ziet men maar een deel hiervan. => hoe lager de zon, hoe meer men van de cirkel ziet

2. Onweer2.1 AlgemeenDe atmosfeer is altijd elektrisch geladen (onderin = neg. ; bovenin = pos.) Er lopen kleine stromen die dit verschil teniet doen. Onweer ontstaat in zware buien en gaat vaak gepaard met windstoten en hagel. Als er een temp. verschil is van min. 40C tussen grond en een hoogte van 5km Bestaat uit twee verschijnselen Donder Bliksem

2.2 OntstaanSpanningsverschil ontstaat in cumulonimbus wolken. Tussen ijsrand en water van de druppels in de wolk zal een thermo-elektriciteit lopen. (buitenkant pos. ; binnenkant neg.) Water in bolletje bevriest, zet uit, springt uit elkaar. => ijssplinters (pos.) stijgen en zwaardere waterbolletjes (neg.) dalen => groot spanningsverschil =>stroom vloeit tussen dichtbij elkaar gelegen wolken (of van wolk naar aarden) Negatieve stroom vloeit naar beneden en positieve naar boven, op het punt dat ze elkaar raken ontstaat er een kortsluitingpunt. Het punt verplaatst zich zeer snel van de aarde omhoog, wat resulteert in een flits (=bliksem)

Licht verplaatst zich sneller dan geluid. (donder doet 3sec over een kilometer) Het rommelen ontstaat door de lengte van de bliksem en de baan door de lucht.

2.3 Onweer in de lage landenBij zeer warm weer: te herkennen aan altobumulus wolken, hete onweer Nadien stijgt de temp. zeer snel en wordt het mogelijk nog benauwder. Koele oceaanlucht over onze contreien: koude lucht van achter een koufront bots op warme lucht en stijgt zeer snel, ontstaan van onweersbuien. (koufront dus veel actiever boven land dan boven zee) Winterperiode: onweer vaak uit het NW of N, ontstaat in de winterse buien

2.4 Luchtstromingen rond een onweersbuiIn beginfase van wolk is de stijgstroom in het midden van de wolk het grootst. Op het grensgebied ontstaan wervels, door de veranderingen in de windsnelheid en de windrichting. Na de vorming van neerslagelementen is de wolk volwassen. De vallende neerslag vernietigt op den duur de stijgende luchtbeweging in een groot deel van de wolk. => krachtige daalstroom (microburst 1 tot 4km of downburst 4 tot 10km) De omlaag stortende lucht moet bij het aardoppervlak zijdelings uitwijken en dringt onder de daar aanwezige warme lucht. De voorzijde van de uitvloeiende koude lucht wordt windstotenfront genoemd. Een deel van de opgetilde warme lucht wordt naar de buiencel gezogen, wordt onstabiel en stijgt. => nieuwe buiencellen worden gevormd Ook in het grensgebied kan de turbulentie zwaar zijn

2.5 OnderverdelingNaargelang de weersomstandigheden waarin ze gevormd worden. Convectie-onweer: s zomers bij langzaam bewegende vochtige luchtmassa die flink wordt verwarmt Frontaal onweer: door gedwongen opstijging langs een koufrontvlak of een warmtefrontvlak, een zogenaamd buienlijn. Orografisch onweer: lucht wordt gedwongen op te stijgen langs een helling van een min of meer dwars op de stroming gelegen bergmassief. Advectief onweer: ontstaat in convergentiegebieden, zoals lagedrukgebieden en troggen. Massale gedwongen opstijging van lucht.

2.6 VerplaatsingMet mooi weer van op 340km zichtbare cumulonimbuswolk Kijk naar de richting van het aanbeeld, het lange gedeelte strekt naar de kant naar waar de wolk beweegt. Met een bewolkte hemel van op 160km waarneembaar met behulp van radio. (lege frequentie gebruiken) Minder dan 32km moet je het onweer kunnen zien of horen.

(tegelijk bliksem en donder dan sta je er midden in)

H6 weersystemen1. BrongebiedenEen gebied waar een luchtsoort zich vormt. De belangrijkste brongebieden zijn de tropische- en de poolgebieden. De twee gedeelten van het aardoppervlak waarboven luchtsoorten ontstaan zijn continenten en oceanen => continentale type & maritieme type Eisen waar een gebied aan moet voldoen om een brongebied te zijn:

Aardoppervlak moet homogeen zijn (zelfde soort ondergrond) Temp. en vochtigheid moet bijna gelijk zijn in heel het gebied Luchtbeweging moet min. zijn (hoge drukgebied is ideaal) Gebied nabij de polen Gebieden tussen de 45N en de poolcirkel Gebieden boven streken met permanent hoge druk Gebied met lage druk rond de equator in de tropen Verplaatsing over zee Verplaatsing over land Verplaatsing over warm oppervlak Verplaatsing over koud oppervlak

Vb. van brongebieden:

Verandering van eigenschappen van luchtmassas:

2. Luchtsoorten

Uitgestrekte hoeveelheid lucht waarvan de eigenschapen in alle punten van een horizontaal vlak ongeveer dezelfde waarden hebben. (ontleent haar temp. & vochtigheid aan het aardoppervlak waarboven zij ontstaat) Ontstaan in een brongebied. Horizontale afmetingen: 100-den km Verticale afmetingen: 1km Luchtsoorten zijn stationair of in beweging (in beweging dragen zijn temp. & vochtigheid met zich mee) Luchtsoorten die ontstaan boven land = continentaal c(meestal droog) Luchtsoorten die ontstaan boven zee = maritiem m (meestal vochtig)

Continentaal polaire lucht (cPL) Continentaal tropische lucht (cTL) Maritiem polaire lucht (mPL)

Maritiem tropische lucht (mTL)

Een luchtsoort kan zijn brongebied verlaten. De tijd na het verlaten van het brongebied wordt de leeftijd van een luchtsoort genoemd. Na verlaten van brongebied zullen de eigenschappen van de luchtsoort gelijkelijk veranderen. Uiteindelijke eigenschappen van de luchtsoort zijn dus afh. van

Het brongebied De door de luchtsoort afgelegde weg De leeftijd van de luchtsoort

2.1 Continentale en maritieme luchtsoortenZe hebben een verschillende temp. en vochtigheid waardoor ze elk verschillend weer zullen meebrengen. Land en zee warmen verschillend op.

2.2 Arctische luchtsoorten (AL)Het brongebied licht boven de poolstreken. (die normaal bedekt zijn met ijs) De luchtsoort begint als koud en droog, onderweg warmt hij enigszins op en neemt boven zee en oceaan wat vocht op. Deze luchtsoort speelt belangrijke rol in het winterseizoen. (winterse buien)

2.3 Polaire luchtsoorten (PL)Verplaatst zich naar het zuiden. De lucht is kouder dan het land waarover het gaat en warmt op, en wordt verder verwarmt door de condensatiewarmte of adiabatische temp. verandering. Meestal onstabiel weer en de neiging om zich te vermengen en warmer te worden. cPL is afkomstig uit Rusland en Siberi. In de winter => droge koude lucht (vorst, meestal geen gladheid) In de zomer => warme lucht mPL bereikt Belgi vanaf de Atlantische oceaan en is vrij zacht.

2.4 tropische luchtsoorten (TL)Tropische lucht die van het zuiden naar het noorden gaat. De lucht is meestal warmer dan het land waarover het gaat, koelt af en mengt zich niet met hoger gelegen lagen. (meestal stabiel weer) Bereikt Belgi het hele jaar door met relatief hoge temp. mTL is altijd erg vochtig de cTL komt uit de Sahara.

2.5 Equatoriale luchtsoorten (EL)Ontstaat in de equatoriale lage drukzone, warme en vochtige lucht. Bereikt Belgi bijna nooit.

3. Koude en warme massa

Is de lucht (op 1,5m hoogte) kouder dan de aardoppervlakte dan hebben we een koude massa. Omgekeerd spreken we over een warme massa. De warme massa wordt dus in de onderste laag afgekoeld en koude massa opgewarmd.

Massa-eigenschappen kunnen veranderen door de dagelijkse gang van temp. of soort van het aardoppervlak. (Bv. s nachts warme massa ; overdag koude massa)

KOUDE MASSA Onderste laag onstabiel Convectie stromen Bewolking: Cu / Cb Neerslag: buien Wind: windvlagen Mogelijk hagel Mogelijk onweer Zicht: tussen de buien goed Hoek tussen grondwind en bovenwind is klein

WARME MASSAOnderste laag stabiel Geen convectie stromen Bewolking: St / Sc Neerslag: gelijkmatige neerslag, motregen Wind: gelijkmatige wind Nooit hagel Nooit onweer Zicht: matig tot slecht (mist) Hoek tussen grondwind en bovenwind is groot

4. Limieten van luchtsoorten -Fronten4.1 DefinitieEen front (of frontlijn) is de overgangszone tussen twee verschillende luchtsoorten en is slechts enkele kilometers breed. Een frontvlak is het vlak dat twee verschillende luchtsoorten van elkaar scheidt. Een frontvlak staat niet rechtop mar helt (door aardrotatie) naar een hoek van 0,5 tot 2 Stationair front: het frontvlak verplaatst zich niet. (Meestal wel in beweging) Op een weerkaart zien we dit als een scherp vlak. Koude lucht is zwaarder, droger, trager dan warme lucht Warme lucht is lichter, vochtiger, sneller dan koude lucht Luchtsoorten mengen zich niet vanzelf met elkaar (tenzij: temp. & vochtigheid vrijwel gelijk zijn) => koudere luchtsoorten werken zich onder de warmere luchtsoort in. Frontogenese: het ontstaan van fronten door het naar elkaar toestromen van luchtsoorten Frontolyse: het van elkaar wegstromen van luchtsoorten

4.2 Geografische indeling van fronten 4.2.1 Arctisch frontEen grensvlak tussen Arctische en polaire lucht.

4.2.2 Polair frontEen grensvlak tussen polaire en tropische lucht. (zwaar en koud) De dichtheid van polaire lucht is groter dan die van tropische lucht, waardoor het frontvlak geen verticale kan zijn, maar naar de pool toe is gebogen. Hierdoor schuift de tropische lucht over de polaire lucht.

4.2.3 Mediterraan frontWordt gevormd in de winter, in een lagedrukgebied dat het middellands zeegebied bedekt.

4.2.4 Equatoriaal front - ITCZGrensvlak tussen equatoriale lucht van het noordelijk en zuidelijk halfrond (ook Intertropische Convergentiezone genoemd)

4.3 Types van fronten 4.3.1 WarmtefrontOntstaat wanneer warme lucht over koude lucht heen schuift. Als een warmtefront in een gebied van koude lucht komt, zal het over de koude lucht heen gaan en koelt het af. Er kan dan condensatie ontstaan. De eerste wolken die voor het front verschijnen, zijn gewoonlijk cirruswolken, meestal gevolgd door wolken op middelbare hoogte. Daarna komt er dikke stratusbewolking. Deze lagere bewolking brengt veel neerslag en kan vergezeld gaan van vrij krachtige wind. (op kaart halve cirkel)

4.3.2 koufrontWanneer koudere lucht zich verplaatst naar warmere lucht, is de grens tussen beiden een koufront. Koufronten (hangen algemeen samen met lagedrukgebieden) veroorzaken meestal turbulenter weer dan warmtefronten. Als een koufront in een gebied met warm, minder zware lucht komt, wordt deze door de koude lucht opgetild. (Hierdoor ontstaat een sterke convectie) Er kunnen dan grote cumuluswolken en zelfs cumulonimbuswolken ontstaan. Deze veroorzaken langs het front buien. Dit leidt tot een gebied met lage druk en een sterke wind. Langs het front is de regenval het zwaarste en de wind het krachtigst. De wolken die erachter ontstaan geven ook regen. (op kaart driehoek)

4.3.3 Stationair frontVerplaatst zich niet en ligt evenwijdig aan de isobaren. De luchtsoorten glijden langs elkaar. (op kaart halve cirkel en driehoek)

4.3.4 HoogtefrontDe luchtsoorten bewegen in de hogere luchtlagen naar elkaar, warbij het frontvlak van het aardoppervlak afgesneden is.

Dit kan gebeuren doordat het frontvlak bij het passeren van een bergrug aan de onderkant afgesneden is of omdat het frontvlak in de onderste delen van de atmosfeer vervaagd is. (Op kaart halve cirkels of driehoeken, niet ingekleurd)

4.3.5 OcclusiefrontKoude lucht beweegt sneller dan warme lucht. Dit komt doordat koude lucht in de onderste lagen onstabieler is dan warme lucht. Hierdoor ondervindt koude lucht minder wrijving van het aardoppervlak. Een koufront beweegt daardoor sneller dan een warmtefront en zal dit op een bepaald ogenblik inhalen. (Men mag de verplaatsing van een front niet verwarren met de verplaatsing van de lucht!) De wind zal op een koufront een zekere stuwkracht uitoefenen waarmee het zich sneller zal verplaatsen dan een warmtefront. Het gebied aan het aardoppervlak met warme lucht wordt tijdens het inhaal proces kleiner en op het moment dat het koufront het warmtefront ingehaald heeft, is de warme lucht helemaal van het aardoppervlak opgetild. => Occlusiefront

4.3.5.1 WarmtefrontocclusieEen occlusie in het verlengde van het warmtefront, waarbij de lucht aan de voorkant van het warmtefront kouder is dan de lucht achter koufront. (op kaart onderbroken rode lijn met daarachter een blauwe lijn) Koude lucht haalt nog koudere lucht in.

4.3.5.2 KoufrontocclusieKoude lucht haalt minder koude lucht in. (op kaart blauwe lijn met daarachter een onderbroken rode lijn)

4.3.5.3 Neutrale occlusieOcclusie waarbij de lucht aan de voorkant van het warmtefront even koud is als de lucht achter het koufront. (op kaart blauwe lijn met daarachter een onderbroken rode lijn)

4.3.6 SamengevatFig.13 P.20

5. Frontale depressie5.1 Ontstaan 1

De depressies vormen zich in de fronten. Een frontale depressie ontstaat door de botsing van een warme en koude luchtstroom. Aan een polair front treden veranderingen in windsnelheid op. De ware lichtere lucht zal de zwaardere koude lucht overkappen.

5.2 Ontstaan 2Omdat de luchtmassas naast en over elkaar glijden, zal het polair front van een aantal drukveranderingen afhankelijk zijn. De ware lucht zal trachten in de koude lucht binnen te dringen en er ontstaat een golfbeweging in het front. (warme lucht gaat naar noorden ; koude lucht gaat naar zuiden)

Stabiele golven: ongeveer 2000km groot en leiden meestal niet tot depressies (verdwijnen langzaam)

Onstabiele golven: ongeveer 100km groot en leiden vaak tot depressies

In een golf zit een warme en kouder sector. Door opstijgen van warme lucht in de kern koelt deze af, waardoor verzadiging optreedt. (dus neerslag)

5.3 Ontwikkeling 1De warme lucht dringt in de koude en maakt in het polair front een bobbel, waarover de koude lucht nu heen moet. => de luchtdrukdaling gaat door en de depressies wordt daardoor dieper. Er is een draaikolk van lucht ontstaan. Door de gedaalde luchtdruk nemen ook de luchtdrukgradinten toe en daarmee de windsnelheid. => bobbel wordt groter en de lucht begint een circulaire beweging te krijgen.

5.4 Ontwikkeling 2De golfbeweging wordt steeds sterker bij een steeds dalende luchtdruk en de wind neemt nog steeds toe. De koude lucht komt achter de warme lucht, zodat het polair front zich gaat scheiden in een koufront en een warmtefront. Waar beide fronten elkaar ontmoeten, hebben we de lage drukkern. De warme lucht is nu nog dieper doorgedrongen e vormt tussen het kou- en warmtefront een warme sector. De isobaren maken nu een gesloten krommen rond de depressies. (in de warme sector vormen de isobaren nagenoeg rechte lijnen)

5.5 OcclusieDaar waar de koude lucht de warme inhaalt. Nog steeds daalt de luchtdruk en neme de windsnelheden toe. Het occlusiepunt zakt steeds verder naar het zuiden. Er zal zich een trog aan de achterzijde van de depressie vromen. (die voor veel wind en buien zorgt) De warme sector is vrijwel volledig van de depressie afgesneden. De depressie is nu op zijn maximum en in de trog zijn er zeer zware buien en windstoten.

5.6 OpvullingDe depressie zal zich snel terug opvullen, waarna de cyclus opnieuw kan beginen. Meestal vormen de depressies zich in families (groepen). De ene depressies volgt de andere op. (verplaatsen zich meestal over de Atlantische Oceaan)

5.8 Samenvattende tabel over weersverwachtingen bij een frontale depressieP. 28

5.8.1 LuchtdrukAls men zich naar een depressie begeeft, gaat men van een relatieve hoge luchtdruk naar een relatief lage luchtdruk. In de warme sector is er vrijwel geen luchtdruk verandering. Als men zich van een depressie verwijdert, gaat men van een relatief lage luchtdruk naar een relatief hoge luchtdruk

5.8.2 TemperatuurLinks en recht van depressie: koude lucht (komt uit polair gebied) Te zuiden van depressie: warme lucht (komt uit tropisch gebied) Naderen van warme sector: temp. stijgt In de warme sector: temp. redelijk hoog Bij passeren van het koufront: plotseling dalen van temp. Achter depressie: temp. constant (lichte neiging tot dalen van temp.)

5.8.3 BewolkingNabij het koufront wordt de warme lucht van het aardoppervlak afgesneden en door de koude lucht vervangen. De warme lucht nabij het warmtefront zal bij het stijgen verzadigen, condenseren en wolken vromen. Voor de depressie (dus ten oosten) : op een hoogte van +-10km zullen zich hoge wolken vormen, cirrus, cirrostratus Dichter tegen het warmtefront (dus lager) : middelhoge wolken, altostratus Nabij het warmtefront : lage wolken, nimostratus, stratus Over het warmte frontvlak : stratus wolken

5.8.4 WindWindrichting is makkelijk uit het verloop van isobaren af te leiden. Voor de depressie - Z In de warme sector - ZW Achter de depressie - W tot NW De wind draait met we wijzers van de klok mee (wind ruimt) De wind draait tegen de wijzers van de klok in (wind krimpt) Bij naderen van de kern van de depressie gaat de kracht van de wind toenemen.

5.8.5 NeerslagBij naderen en passeren van het warmtefront : motregen, regen of sneeuw Passeren van het koufront en aan achterkant van koufront : regenbuien met onweer In warme sector : lichte regen, motregen, mist

5.8.6 ZichtbaarheidNabij het warmtefront en in warme sector : zichtbaarheid slecht Achter het koufront: zichtbaarheid goed (behalve tijdens vlagen)

5.8.7 VochtigheidIn verhouding tot neerslag Ten oosten van depressie : vochtigheid groot Ten westen van depressie : vochtigheid klein

5.9 Families van depressiesDe condities die de ontwikkeling van de originele depressie ondersteunen, hebben de neiging om zich te reproduceren aan het relatieve traag bewegende deel van het koufront. Het aantal depressies in een familie varieert. (gem. +-4) Normaal gezien gescheiden door ruggen van hoge druk. (dewelke korte, redelijk mooie intervallen geven tussen regenachtige periodes) Tijdsinterval tussen periodes : tussen de 24u en de 48u

5.10 Secundaire depressieEen depressie (primaire) omringt door een grotere of sterkere depressie (secundaire). In het algemeen beweegt de secundaire zich rond de primaire. Wanneer de primaire zwak is en de secundaire sterk (tijdens de opvulfase), kan de primaire opgeslorpt worden door de circulatie van de secundaire of kunnen de twee rond elkaar gaan draaien. Wanneer de depressies gevormd werden aan een polair front kan de secundaire gewoon het volgende lid van de familie zijn.

6. Niet-frontale depressie6.1 Thermische depressieEen laag drukgebied dat ontstaat als gevolg van sterke plaatselijke verwarming van de lucht. Ontstaat vaak op eilanden, schiereilanden of kustgebieden. De warmere en dus ook lichtere lucht boven land stijgt op en stroomt in de bovenlucht zijdelings weg. Er ontstaat een stroming vanuit zee naar land, waar deze gaat convergeren. (Dit proces op grote schaal vinden we in de tropen)

6.2 Depressie door verticale instabiliteitIndien op welke wijze dan ook, de temperatuurgradint stijgt tot een punt waarbij de stabiliteitslimiet overschreden wordt, zal een diepere en ernstige depressie gevormd worden. De temp. van waters in het binnenland gelegen is in de winter relatief hoog in vergelijking met de luchttemp. over het omringende land. => opstoot van polaire lucht zal zich over deze wateren versprei