Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3...

69
Wolken V8.2 1 © Arend Jan Klinkhamer 2013 Meteorologie: Wolken Een inleiding over het ontstaan, verdwijnen en herkennen van wolken en de (soms) daarmee verbonden weerpatronen Arend Jan Klinkhamer Louis Richard

Transcript of Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3...

Page 1: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 1 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Meteorologie: Wolken

Een inleiding over het ontstaan, verdwijnen en herkennen

van wolken en de (soms) daarmee verbonden weerpatronen

Arend Jan Klinkhamer

Louis Richard

Page 2: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 2 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Inhoud

• Een overzicht, niet volledig

• Gericht op West-Europa

• Vooral hoe wolken er uit zien, ontstaan en verdwijnen

• Neerslag en het ontstaan ervan wordt zijdelings besproken

De presentatie:

1. Inleiding, soorten wolken

2. Ontstaan van wolken: beweging en condensatie

PAUZE

3. Voorbeelden

Page 3: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 3 © Arend Jan Klinkhamer 2013

PZV Zeezeilvereniging

• Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

• PZV brengt booteigenaren en opstappers bij elkaar, de ervaring van beide varieert van

beginnend opstapper tot ervaren schipper

– Opstappers

• willen kunnen zeilen

• brengen kennis en ervaring in

– Eigenaren

• kennis en ervaring opdoen, bijv. van tochten of opstappende ervaren schipper

• zoeken bemanning voor bijvoorbeeld aanbrengtochten in de vakantie

• Met plezier leren en uitwisselen van kennis en ervaring is basis van de vereniging

• Geen zeilopleiding: daarvoor zijn voldoende zeilscholen

• Praktijk o.a. trim- en oefenweekends; winteravonden met lezingen en praktijk

• Elk jaar Hemelvaarttocht 9 dagen naar Engeland met 20-25 boten

• 250 à 300 leden uit heel Nederland; ligplaatsen idem

• Bijeenkomsten rond Eindhoven, activiteiten op de Noordzee, in Zeeland en op IJsselmeer

Website: pzv-zeezeilen.nl

Page 4: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 4 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolken hoofdindeling

• Op deze hoofdvormen zijn zeer veel varianten

Wolkenhoogte Opbollend (cumulus) Gelaagd

(stratus)

Hoog

(5-13 km)

Cirrus (Ci)

Cirrocumulus (Cc)

Cirrostratus (Cs)

Middelbaar

(2-7 km)

Altocumulus (Ac) Altostratus (As)

Nimbostratus (Ns)

Laag (0-2 km) Cumulus (Cu) Stratus (St)

Cumulunimbus (Cb)

(1-13 km)

Stratocumulus (Sc)

Page 5: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 5 © Arend Jan Klinkhamer 2013

De dampkring is dun

• Straal van de Aarde: 6370 km

• De troposfeer, de laag waarin het weer optreedt,

is aan de evenaar 12 km dik, aan de polen 8 km

– Als de de aarde vergelijkt met een bol met een doorsnede van 2 meter,

is de troposfeer 1,6 mm dik

– Van evenaar naar pool is 10.000 km, bij een 10 km dikke troposfeer is

dat een verhouding van 1000:1

• Alle verticale en horizontale processen spelen zich af in die dunne

troposfeer

Page 6: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 6 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Mooi weer Donker weer

cumulus (Cu) stratocumulus (Sc)

Page 7: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 7 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Mooi-weer wolkjes, altocumulus (Ac)

Als deze zich verdicht, wordt het slechter weer

Page 8: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 8 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Vaag, onbestemd, altostratus (As)

Page 9: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 9 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Windveren, cirrus (Ci)

Cirrus hangt heel hoog waar het erg koud is: ze bestaan altijd uit ijs.

De strepen worden gevormd door vallende ijskristallen die ontstaan

in de wollige stukken bovenaan.

Page 10: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 10 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Mooi-weer cirrus

Komt vaak voor bij stabiel weer

Page 11: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 11 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Zomers onstabiel, cumulonimbus (Cb)

Deze wolken kunnen

zich ontwikkelen tot

buien.

Cumulo = gestapeld,

Nimbus = regen

Page 12: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 12 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Onweersachtig (Cb)

Page 13: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 13 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Hoe hoog hangen wolken?

• Kijk op Teletekst 707 hoe hoog de bewolking nu hangt (1 voet = 0.30 m)

• Kijk naar buiten

• Toelichting op: http://www.knmi.nl/faq/

PM:

• Hoog 5-13 km

• Middel 2-7 km

• Laag 0-2 km

Page 14: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 14 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolken

1. Inleiding, soorten wolken

2. Ontstaan van wolken: beweging en condensatie

PAUZE

3. Voorbeelden

Page 15: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 15 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolken

• Wolken zien er heel verschillend uit:

• Ze bestaan allemaal uit water, vloeibaar of bevroren:

– Beneden -12 °C bevriezen waterdruppeltjes tot ijs

– Beneden –23 °C is er alleen nog ijs

– IJswolken (Ci) hebben vaak kleurige lichtverschijnselen en bijzonnen

• De grootte en de beweging van de druppels of van de ijsbolletjes of kristallen

bepaalt hoe de wolk er uit ziet

– Groeiende wolken: scherp begrensd, ‘bloemkoolachtig’

– Oplossende wolken: vaag begrensd, donzige flarden

• De kleur is verschillend:

– Kleine druppeltjes reflecteren wit (verse wolken)

– Grote druppels reflecteren grauw (oude regenwolkflarden)

– Als de wolk niet rechtstreeks door de zon wordt beschenen, hangt de

grauwheid vooral af van de dikte waar het licht doorheen moet

Page 16: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 16 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Waaruit bestaan wolken?

• Wolken bestaan uit waterdruppeltjes en ijskristallen

• IJs en water vallen even snel, sneeuw (samengegroeide ijskristallen) valt langzamer

• Kleine druppels vallen extreem langzaam

• Grotere druppels vallen sneller: regen, ijzel, hagel

• Er zijn ontzettend veel kleine druppeltjes nodig om één grote te vormen

Valsnelheid

Wolkendruppel

Motregendruppel

Door-

snede

Relatief

volume

0,01 mm

1,2 mm

3 mm

5 mm

1

1,7 miljoen

27 miljoen

125 miljoen

0,01 km/u

Regendruppel

Zware-bui druppel

3,6 km/u

11 km/u

25 km/u

Doorsn.

relatief

1

120

300

500

10 m/u!

Page 17: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 17 © Arend Jan Klinkhamer 2013

De vorm van regendruppels

• Wolken- en regendruppels

zien er niet uit als tranen!

• Kleine druppels zijn rond

• Grotere druppels platten af doordat ze snel vallen

• Boven 5 mm breken druppels uiteen in kleinere druppels

1 mm 3 mm

5 mm >5 mm

Page 18: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 18 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Hoe zit water in de lucht?

• Lucht is een mengsel van gassen: o.a.

stikstof N2, zuurstof O2 en water H2O

• Wat wij water’damp’ noemen zijn losse

watermoleculen

• Moleculen van deze gassen vliegen en

botsen door elkaar

• Hoge temperatuur = snel vliegen = korte

botscontacten

• Druk = som van alle botskrachten op een

oppervlak

• Veel moleculen per m3 = hoge druk

– alle moleculen samen geven de

totaaldruk

– aantal moleculen van één soort >

deeldruk bijv. water’damp’druk

N N

N N

N N

O O

O H H

N N

N N

N N

stikstof

O H H

water

O O

zuurstof

Page 19: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 19 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Verdampen en condenseren

• Condenseren is het aan elkaar gaan “plakken” van gasmoleculen: wordt vloeistof

• Verdampen is het uit moleculen in vloeistofvorm ontsnappen van moleculen die

vervolgens vrij gaan bewegen (gasvormig worden)

• De vorming van druppels (en dus wolken) hangt af van de balans tussen

condenseren en verdampen:

– condenseert er meer dan er verdampt dan worden de druppels groter

– verdampt er meer dan er condenseert, dan worden de druppels kleiner en

verdwijnen

• Bij een bepaalde waterdampdruk is de temperatuur de enige bepalende

factor voor verdampen/condenseren

– het maakt niet uit of er ander gas bij de waterdamp is gemengd

Page 20: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 20 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Verdampen en condenseren

• Bij hogere temperatuur gaat verdampen sneller (Er werd vaak gezegd dat de lucht een bepaalde hoeveelheid water kon bevatten. Dat is fout: het heeft niets met de lucht te maken, alleen met de temperatuur van het water

in de lucht). – Uit bollere oppervlakken (kleinere deeltjes) gaat verdampen sneller;

kleine druppeltjes verdwijnen sneller dan grote druppels

– Water verdampt sneller dan ijs: daarom lost cirrus (-40 °C) langzaam op

Belangrijk: • Bij elke temperatuur is er een waterdampdruk

waarbij druppelvorming optreedt, dat is de verzadigingsdruk. De temperatuur is dan de dauwpunt-temperatuur, ook wel dauwpunt genoemd

NB: 1 hPa (hectoPascal) = 100 Pa = 1 mbar 1000 mbar = 1 atmosfeer

Temp Verz.druk

-15 °C 2 hPa

0 °C 6 hPa

15 °C 17 hPa

30 °C 42 hPa

100 °C 1013 hPa

Page 21: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 21 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Relatieve vochtigheid

• Relatieve vochtigheid RV is een maat om aan te geven hoe ver we bij een

bepaalde temperatuur van verzadiging af zitten

• Voorbeeld:

– Als de waterdampdruk bij 30 °C

17 hPa is, dan is RV = 17/42 = 40%.

– Vervolgens koelen we deze water-

damp af naar 15 °C.

– De RV is dan 100%, de damp

is verzadigd en kan gaan

condenseren. 15 °C is voor

deze lucht de dauwpunt-temperatuur

Koelen we lucht af, dan zal de waterdamp

op de dauwpunt-temperatuur gaan condenseren

Temp Verz.druk

-15 °C 2 hPa

0 °C 6 hPa

15 °C 17 hPa

30 °C 42 hPa

100 °C 1013 hPa

Page 22: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 22 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Opbouw van de atmosfeer

• Bij uitzetting of drukverlaging koelt een gas af

(Het omgekeerde, warm worden door drukverhoging,

kunt u zelf voelen: een fietspomp wordt warm)

• Vanaf de aarde naar boven wordt de druk in de atmosfeer lager. Opstijgende lucht

krijgt dus een lagere druk en zal afkoelen.

• De atmosfeer wordt kouder

met gemiddeld 6 á 7 °C per km

• Vanaf circa 12 km hoogte blijft

de temperatuur constant op

circa -55 °C. Dit is

de tropopauze.

Hoogte Temp Druk

0 km 15 °C 1013 hPa

2 km 2 °C 800 hPa

5 km(Mt Blanc) -17 °C 550 hPa

9 km(Mt Everest) -43 °C 310 hPa

12 km -56 °C 195 hPa

16 km -56 °C 100 hPa

Page 23: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 23 © Arend Jan Klinkhamer 2013

• De onderste laag wordt opgewarmd door

het aardoppervlak

• Tussen 20 en 50 km hoog warmt de lucht

op door chemische reacties t.g.v. ultraviolet

licht

(ozonvorming, hier zit het ‘ozongat’)

• Tussen 11 en 20 km hoog is de temperatuur

constant rond -56 °C

temp (°C)

5

10

15

20

h (km)

-50 25 -25 0

-56°C

Temperatuur lager in de hoogte

tropopauze

Page 24: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 24 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Stabiele massa

h (km)

25 -25 0

Theoretische

afkoeling van

stijgende droge

bel: -10 °C/km

1000m 10°C

3000m 0°C

2000m 5°C

20°C

-10°C

0°C

10°C

0m 15°C

• Een aan de grond verwarmde bel komt hier niet boven 1 km

• Algemeen: In een omringende massa die naar boven slechts langzaam kouder wordt is ook

een stevige opwarming genoeg voor slechts een beperkte stijging

• Deze luchtmassa nemen we stabiel: er ontstaat geen of beperkte stijging

• Warme massa is altijd stabiel (bv achter een warmtefront)

Stabiele massa:

omringende lucht

wordt naar boven

langzaam kouder

Bel stijgt als hij warmer is

dan zijn omgeving

Omgeving Bel

Page 25: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 25 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Onstabiele massa:

Stijgende

droge bel -

10°C/km

1000m 8°C

3000m -14°C

2000m -3°C

20°C

-10°C

0°C

10°C

0m 19°C

• In deze lucht blijft een verwarmde bel steeds doorstijgen

• In omringende massa die naar boven snel kouder wordt is een kleine opwarming (hier 1 °C)

genoeg voor blijvende stijging

• Algemeen: koude massa is onstabiel, bv. achter een koufront

• Verschil stabiel en onstabiel: de snelheid van temperatuurafname naar boven

Omgeving Bel

h (km)

25 -25 0

Onstabiele massa:

omringende lucht

wordt hogerop snel

kouder

Page 26: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 26 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolkenvorming en stoppen van groei

• Als er wolken zijn, is (of was)

er opstijgende lucht

• De onderkant van de wolk is

op de dauwpuntstemperatuur

• Als er een inversie is, vormt

deze de bovenkant van de

wolk

• Wolken stoppen uiteindelijk

altijd tegen de tropopauze (ca.

12 km)

T=30°C, Tdwpunt=15

°C

15 °C

Inversie: hier wordt het

warmer als je hoger

komt.

Hier stopt dus eventuele

stijging.

19 °C

15 °C

Page 27: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 27 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Stoppen tegen een inversie

1. Condensatieniveau

2. Groeiende Cu

3. Cu met top tegen inversielaag

4. Uitspreiden Cu tegen inversielaag

1 1

4 4

2 2

3 3

1. Groeiende Cu (‘harde bloemkool’)

2. Oplossende Cu (vezelig, flossig)

3. Uitspreiden Cb tegen inversielaag

4. Oud aambeeld, Cb-cel is al weg

5. IJzelregen uit het cirrusaambeeld (‘virga’)

3 3

1 2

4

5

Page 28: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 28 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Beperkte convectie, kleine cumulus

• Er zijn twee gevallen waarin het aardoppervlak de lucht erboven kan opwarmen:

– De aarde warmt in de loop van de dag sterk op: hierdoor ontstaat Cu

– Koude lucht stroomt naar een gebied met een warm oppervlak: vaak bij een

NW-stroming vanaf de Noordzee over West-Europa

Dalende lucht warmt

op, wolkendruppels

verdampen, wolken

lossen op.

“Tussen de wolken

schijnt de zon”

Tlucht = 8 °C

Weinig vocht

Tland = 15 °C

Stopt tegen inversie

Page 29: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 29 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolken door convectie (Cu)

• De vlakke wattige onderkant is het niveau waar de waterdamp is afgekoeld tot de condensatietemperatuur

• De bovenkant wordt bepaald door

– De duur van de convectie (aan de onderkant wordt koelere lucht aangezogen waardoor de convectie weer kan stoppen)

– Een inversie, dwz als de temperatuur weer hoger wordt. Te herkennen doordat de bovenkant dan ook vrij vlak is.

• Levensduur: 20 minuten

Page 30: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 30 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Lucht is gelaagd

• Verschillende luchtsoorten mengen niet snel (denk aan het ontstaan van fronten)

• Door herhaalde ontmoeting van luchtsoorten bestaat de atmosfeer daardoor vaak

uit een opeenstapeling van een aantal lagen

• In elke laag kan wolkenvorming optreden

• Daardoor ontstaan wolken in etages.

• Dit is het gebruikelijke beeld!

Twee wolkenetages:

• Laag: cumulus met

beperkte dynamiek

• Middelhoog:

altostratus

• In deze situatie zal

niet vaak regen

optreden.

Page 31: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 31 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Diversiteit aan luchtlagen

vet: luchttemperatuur

streeplijn: dauwpunt

temp.schaal 0°C -20°C -40°C -60°C

Hier stijgt de temp

met de hoogte:

twee inversies

Dauwpunt=luchttemp:

wolkenvorming

Afwisseling van

vochtiger en drogere

luchtlagen

Wind op hoogte

hoogte

0 m

5500

3000

9000

12000 m

+20°C Kent (UK)

Dauwpunt < luchttemp:

geen wolken

Page 32: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 32 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Gelaagde lucht boven Brest

Twee lagen met verza-

digde lucht: wolken op

twee niveaus

De wind is voor de twee

wolkenlagen duidelijk

verschillend.

Wind aan de grond en op

13 km bijna tegengesteld!

Page 33: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 33 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Ac in twee lagen

• Twee lagen altocumulus boven elkaar, geordend in windrichting

• Wind in de twee lagen bijna loodrecht op elkaar!

• Gaat vaak vooraf aan regenfront

Page 34: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 34 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolken

1. Inleiding, soorten wolken

2. Ontstaan van wolken: beweging en condensatie

3. Voorbeelden

Page 35: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 35 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Opkomend warmtefront

Opkomend warmtefront: cirrus-toefjes, verdichtend tot cirrostratus, onder aan de foto

al een beetje op altocumulus overgaand.

Lage cumuli zijn al afgeplat en lossen op

Page 36: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 36 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Halo om de zon

• Lichtbreking in ijskristallen in cirrus en cirrostratus veroorzaakt

een halo (kring) met een straal van 22° om de zon.

• Voorbode van slecht weer

Page 37: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 37 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Naderend koufront

• Opeenvolgend van A naar B:

cirrostratus, altostratus,

nimbostratus, gevolgd door

opklaringen achter koufront.

• Koufront wordt op satellietfoto’s

vaak herkend aan de onbewolkte

strook vlak achter de

frontbewolking

• Uit stratus of nimbostratus in de

warme sector linksonder kan

motregen vallen door geleidelijk

aangroeien van wolkendruppels

(“warme regen” = regenvorming

zonder ijs in de wolk)

A B

Page 38: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 38 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Koude onstabiele massa, warm land

• Boven zee nauwelijks

wolken

• Boven land steeds

sterkere wolken-

vorming naarmate de

lucht sterker wordt

opgewarmd

• Felwitte vlokken zijn

buienwolken

(cumulonimbus, Cb)

• Snel oplossende

wolken boven Ierse

Zee (koud water)

Images, p 31

Page 39: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 39 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Koude massa over warm land

• Soortgelijk als vorige plaatje, nu vanaf zee gezien

• Westenwind van rechts naar links. Onder de wolken in de verte ligt de landpunt van de

Pointe du Raz

• Steeds sterkere wolkenvorming naarmate de lucht vanaf de Raz du Sein sterker op zijn

weg over het land naar Douarnenez wordt opgewarmd

• Boven zee geen opwarming, geen wolken

Les Tas de Pois, aug 2002

Page 40: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 40 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Koude massa over warm water

• Koude lucht stroomt bij

Labrador vanaf zee-ijs

(linkerrand foto) over warmer

oceaanwater

• LL: begin van kleine

cumulusvorming

• MM: begin van ordening in

wolkenstraten

• NN: verder uitgegroeid

Images, p 20

Page 41: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 41 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Convergentie = samenstromen

A

B AB: wolkenveld. Wind boven Ierland remt af

en krimpt daardoor van N naar NW. Geeft

opstuwing naar Ierse Zee = stijging = wolken.

Het land is novemberkoud: wolken lossen op Het windveld in het gebied

van de foto

Images, p 386

21 nov 1990

0230Z

Page 42: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 42 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Cirrus • Haakwolken, hoge ijswolken.

• Wind van links, uit het westen.

• De wolkjes rechtsboven aan elke

haak zijn de bronwolken die naar

rechts bewegen. Uit de bronwolk

regenen ijsdeeltjes. Lagere

luchtlagen bewegen minder snel

naar rechts : ze blijven achter.

• IJsdeeltjes verdampen, worden

lichter, gaan langzamer vallen en

vormen een bijna horizontale streep.

• Uiteindelijk verdwijnen de

bronwolken (ze ijzelen leeg).

Alleen de valsporen blijven over.

Page 43: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 43 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Kans op slechter weer

• Klassiek voorbeeld van

cirrocumulus. Teken van

onstabiliteit in de hogere

luchtlagen.

• Als deze verdicht tot cirrostratus

en altostratus wijst dat op de

nadering van een storing.

Page 44: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 44 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Altostratus

Altostratus aan de voorkant van een warmtefront. Doorschijnend,

wat golvend, in de loop van de tijd dichter wordend.

Page 45: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 45 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Altocumulus, ‘schaapjeswolken’

• Meestal duidt dit op komende neerslag.

• Kan ook restant zijn van oude storing die oplost.

• Blijf kijken!

Page 46: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 46 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Golfplaten-altocumulus

• Ontstaat als een droge luchtsoort glijdt over een vochtige

luchtsoort met een andere snelheid (net als bij wind over water)

• Is geen duidelijke weervoorspeller

Page 47: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 47 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Toenemende altocumulus • Ook weer twee over elkaar strijkende

luchtlagen

• De onderste laag is vochtig: wolken

ontstaan in de toppen van de golven op

het grensvlak

• Wolken staan dwars op de wind

• Als deze dikkere altocumulus toeneemt,

komt er op korte termijn slechter weer

Page 48: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 48 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Altocumulus castellanus

• Teken van onstabiliteit op middenniveau: lokaal beginnende

convectie versterkt zichzelf door condensatiewarmte

• Als deze in dikkere vorm voorkomt: voorbode van slecht weer

Page 49: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 49 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Cumulus mediocris (middelmatig)

• Heldere polaire lucht. Het kan fris zijn.

• Geen kans op buien zolang er geen verdere opbouw ontstaat

Page 50: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 50 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Grotere cumulus

• Mooie vlakke onderkant (condensatieniveau)

• Kleine kans op neerslag tenzij ze sterker uitgroeien

Page 51: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 51 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Oplossende cumulus

• Rafelige randen: de wolk lost op.

• Fixeer je blik 10-20 sec op een flard, dan zie je opbouwen of oplossen

• Altocumulus op de achtergrond. Redelijk stabiel weer (twee etages)

Page 52: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 52 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Stratocumulus

• Kan ook vormen door verzamelen van zwakke thermiekwolken onder een inversie, wolkenbasis kan ruim boven het condensatieniveau komen

• Veroorzaakt weinig neerslag, beperkt de dagelijkse temperatuurgang

• Gesloten

bewolking,

afzonderlijke

wolken her-

kenbaar, in gaten

vaak blauwe

lucht

Page 53: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 53 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Stratocumulus

Sc ontstaat door

uitspreiden van

cumulus-toppen tegen

een inversie

Page 54: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 54 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Stapelwolk: Cb calvus

• Sterk groeiende Cb. Bovenkant wordt (al groeiend)

rafelig. Dit is een teken van ijsvorming.

• Onder de wolk al regenstrepen

• Buiige neerslag ontstaat altijd na ijsvorming bovenin Cb

• Calvus = kaal, d.w.z.

cumulonimbus zonder

aambeeld

Page 55: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 55 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Cb door menselijke activiteit

• Eén enkele Cb in verder

onbewolkte lucht door de

uitstoot van condensatie-kernen

uit Pernis. Hieruit een lokale

bui, de rest van Nederland was

onbewolkt!

• Boven op de wolk een ‘kapje’

(pileus) door condensatie in

naar boven opgestuwde lucht

Page 56: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 56 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Condensatiekernen

• Voor druppelvorming is een condensatiekern nodig:

een stofdeeltje, zoutkorreltje, roetdeeltje dat vocht aantrekt

• Condensatiekernen zijn heel klein: 0,05 tot 1 micron (0,00005 tot 0,001 mm)

• Bronnen van condensatiekernen zijn:

– Van natuurlijke aard: brekende golven, stofstormen, vulkanen, bosbranden

– Door menselijke activiteit, vooral rook van industrie (Pernis, hoogovens) en

transport (vliegtuigstrepen, zeeschepen)

Page 57: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 57 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolkengroei door condensatiekernen

• Lake Michigan (USA)

• Linksonder E-Chicago met

staalindustrie, SSW-wind

• Door rookdeeltjes wolkengroei boven

het meer

• Wolkenstraten evenwijdig aan de

wind

Atmosphere, p. 34

Page 58: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 58 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Groeien en oplossen tegelijk

1 1 1

2

• Bij 1 wolkenflarden aan de rand van de wolk: lossen op door menging met drogere

omringende lucht

• Bij 2: bloemkoolvormen, groeiende wolken

2 2

1 1 1

2 2 2

1 1 1

40 sec later 80 sec later

Page 59: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 59 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Onweerswolken

• Onweerswolken in verschillende stadia:

1. Vooraan, een sterk ontwikkelende (bloemkool)

2. Daarachter, een volgroeide met begin van aambeeld

3. Achteraan, een uitgeregende met oplossend aambeeld

1 1

2

3

Page 60: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 60 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Nog meer buien

• Rechts een volgroeide, regenende bui met een

zwaar verijsd aambeeld

• Links achteraan nieuwe in ontwikkeling

Page 61: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 61 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolkenflarden onder bui

• Door sterke regenval ontstaan in een bui dalende luchtstromen

• Deze zuigen koude lucht door de bui mee naar beneden

• Waar deze uit de wolkenbasis komt verlaagt ze de temperatuur van de omringende lucht, en legt het condensatieniveau lager

• Vermenging met toestromende warmere lucht veroorzaakt condensatie: draderige structuur

Page 62: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 62 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wolkenflarden

• De flarden onderaan deze wolk ontstonden door opstijging: ze werden langzaam aan

dikker en verlaagden zo de wolkenbasis

Kleurverschillen van

de wolken:

A: schaduwwerking

van de boven-

liggende wolk

Oplossende flarden B

vooraan bestaan uit

grote druppels. A

B

B

B

A A

Page 63: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 63 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Borstenwolken (Cu mamma)

• Dalende beweging van koude

lucht over een groter oppervlak

breidt de wolkenbasis naar

onderen uit en vormt ‘borst-

vormige’ wolken

• Onder een Cb kan dit voorbode

zijn van harde wind (koude

valwinden)

Page 64: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 64 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Groeiende wolken

• Koude massa uit NW, wind van

links

• Links ligt een landpunt van ca 5

km breed en 80 m hoog

• Deze korte stijging veroorzaakt

net boven de haven van Morgat

sterke wolkenvorming: de wolken

groeien zichtbaar snel aan

• Dit is conditionele onstabiliteit: is

de wolkenvorming eenmaal op

gang, dan gaat hij door.

A

A

A

B

B

Page 65: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 65 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Zware buien

• Regen trekt lucht mee naar beneden, wordt aangezogen van buiten de wolk waar de omringende lucht kouder is;

• Daardoor koude valwinden en lokaal koufront

Page 66: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 66 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Rolwolk aan voorkant zware bui

Elsevier p 71

• Rolwolk (shelf cloud) door koude uitstroming voor aankomende zware

buien-Cb

Page 67: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 67 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Wat is dit?

• Een deel van de regen verdampt

voordat hij de grond bereikt

virga

Page 68: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 68 © Arend Jan Klinkhamer 2013

?

Baie de Brest, aug 2002, 1900Z

Page 69: Meteorologie: Wolken - Voor schippers en opstappers · Wolken V8.2© Arend Jan Klinkhamer 2013 3 PZV Zeezeilvereniging • Deze presentatie is gemaakt als instructie voor de PZV Zeezeilvereniging

Wolken V8.2 69 © Arend Jan Klinkhamer 2013

Bronnen

Boeken • De wolken en het weer, G. de Bont en B. Zwart.

ISBN 90 6255 2277 (aanbevolen)

• Elseviers gids van het weer (Wetterkunde für Alle), ISBN 90 10 02011 8 (goed, niet meer in de handel)

• Meteorology today, C. Donald Ahrens, ISBN 05 3439 7719 (goed algemeen meteoboek, uitgebreid, geen wiskunde)

Websites • Achtergronden, veel en goed: www.knmi.nl/voorl/weer

• Karlsruher Wolkenatlas: http://www.wolkenatlas.de/

• Univ. of Illinois Online Weather guides: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/(Gh)/guides/mtr/home.rxml