De theorie van de modelgrenslaag gaat uit van een stralingsdag onder hoge druk. Omdat dit de voorbije dagen meestal het geval was (vooral boven Nederland) en omdat ik de indruk heb dat het toch wat stilvalt op weerwoord vandaag, wil ik er graag een klein beetje over uitweiden, op een eenvoudige en begrijpelijke manier.
1) Definitie van het begrip grenslaag.
Onder grenslaag verstaan we dat deel van de troposfeer dat onderhevig is aan invloed van het aardoppervlak en wel zo, dat interactie met het aardoppervlak binnen het uur merkbaar is. Het is m.a.w. het onderste deel van de troposfeer, waar een duidelijke dagelijkse gang heerst.
Deze dagelijkse gang hangt samen met de dagelijkse cyclus van de temperatuur. Tijdens een etmaal neemt de grenslaag volgende vormen aan: de convectieve grenslaag of menglaag, de restlaag en de stabiele grenslaag. Hieronder bevindt zich steeds de oppervlaktelaag, waarvan de dikte 1/10 is van de totale grenslaag. Net boven het aardoppervlak bevindt zich nog de microlaag. Deze laag is slechts enkele cm dik. Alle uitwisseling met het aardoppervlak gebeurt hier door moleculair transport. Het is een zone met een heel grote temperatuursgradiënt.
Bovenin wordt de grenslaag begrensd door de entrainment zone, meestal een sterke inversie. Daarboven bevindt zich de vrij atmosfeer, waar er niet echt een dagelijkse gang meer heerst. Er is nog wel interactie met het aardoppervlak, maar niet meer in die mate dat dat binnen het uur merkbaar is.
2) de dagelijkse gang in de grenslaag
2.1) de convectieve grenslaag of menglaag
Vanaf een half uur na zonsopkomst, het moment waarop de minimumtemperatuur bereikt is, start de turbulentie en begint de menglaag te ontwikkelen.
Er is zowel mechanische turbulentie (bepaald door de ruwheid van het aardoppervlak) als convectieve turbulentie. Deze laatste vorm van turbulentie ontstaat in de vorm van thermiekbellen, die zich kunnen uitspreiden over de gehele diepte van de grenslaag.
Turbulentie is de grote motor die zorgt voor menging in de grenslaag. In de vrije atmosfeer komen maar weinig turbulente wervelingen voor. Dat is net de oorzaak waardoor de interactie met het aardoppervlak er eerder beperkt is.
In de loop van de dag neemt de diepte van de menglaag door de genoemde turbulentie toe, tot ze een maximum bereikt in de late namiddag.
2.2) De restlaag
In de late namiddag stopt de thermiek. Daardoor valt het transport binnen de menglaag stil, waardoor deze begint in te krimpen. Vanaf het aardoppervlak begint nu de stabiele grenslaag te ontwikkelen. De resterende laag tussen de top van de stabiele grenslaag en de top van de deformerende menglaag, noemen we de restlaag.
2.3) De stabiele grenslaag
Deze ontwikkelt zich wanneer de turbulentie is stilgevallen. De temperatuur aan de grond begint te dalen er er ontstaat een grondinversie. Deze stabiele opbouw zal de nog resterende turbulentie verder onderdrukken. De wind in de stabiele grenslaag neemt ook sterk af, waardoor ook de mechanische turbulentie grotendeels stilvalt.
Verscheidene processen in de grenslaag en in de entrainment zone bepalen het uitzicht ervan. Gisteren had ik het al even over geforceerde, actieve en passieve bewolking. Maar hierop verder doorgaan, dat zal voor een andere keer zijn...
1) Definitie van het begrip grenslaag.
Onder grenslaag verstaan we dat deel van de troposfeer dat onderhevig is aan invloed van het aardoppervlak en wel zo, dat interactie met het aardoppervlak binnen het uur merkbaar is. Het is m.a.w. het onderste deel van de troposfeer, waar een duidelijke dagelijkse gang heerst.
Deze dagelijkse gang hangt samen met de dagelijkse cyclus van de temperatuur. Tijdens een etmaal neemt de grenslaag volgende vormen aan: de convectieve grenslaag of menglaag, de restlaag en de stabiele grenslaag. Hieronder bevindt zich steeds de oppervlaktelaag, waarvan de dikte 1/10 is van de totale grenslaag. Net boven het aardoppervlak bevindt zich nog de microlaag. Deze laag is slechts enkele cm dik. Alle uitwisseling met het aardoppervlak gebeurt hier door moleculair transport. Het is een zone met een heel grote temperatuursgradiënt.
Bovenin wordt de grenslaag begrensd door de entrainment zone, meestal een sterke inversie. Daarboven bevindt zich de vrij atmosfeer, waar er niet echt een dagelijkse gang meer heerst. Er is nog wel interactie met het aardoppervlak, maar niet meer in die mate dat dat binnen het uur merkbaar is.
2) de dagelijkse gang in de grenslaag
2.1) de convectieve grenslaag of menglaag
Vanaf een half uur na zonsopkomst, het moment waarop de minimumtemperatuur bereikt is, start de turbulentie en begint de menglaag te ontwikkelen.
Er is zowel mechanische turbulentie (bepaald door de ruwheid van het aardoppervlak) als convectieve turbulentie. Deze laatste vorm van turbulentie ontstaat in de vorm van thermiekbellen, die zich kunnen uitspreiden over de gehele diepte van de grenslaag.
Turbulentie is de grote motor die zorgt voor menging in de grenslaag. In de vrije atmosfeer komen maar weinig turbulente wervelingen voor. Dat is net de oorzaak waardoor de interactie met het aardoppervlak er eerder beperkt is.
In de loop van de dag neemt de diepte van de menglaag door de genoemde turbulentie toe, tot ze een maximum bereikt in de late namiddag.
2.2) De restlaag
In de late namiddag stopt de thermiek. Daardoor valt het transport binnen de menglaag stil, waardoor deze begint in te krimpen. Vanaf het aardoppervlak begint nu de stabiele grenslaag te ontwikkelen. De resterende laag tussen de top van de stabiele grenslaag en de top van de deformerende menglaag, noemen we de restlaag.
2.3) De stabiele grenslaag
Deze ontwikkelt zich wanneer de turbulentie is stilgevallen. De temperatuur aan de grond begint te dalen er er ontstaat een grondinversie. Deze stabiele opbouw zal de nog resterende turbulentie verder onderdrukken. De wind in de stabiele grenslaag neemt ook sterk af, waardoor ook de mechanische turbulentie grotendeels stilvalt.
Verscheidene processen in de grenslaag en in de entrainment zone bepalen het uitzicht ervan. Gisteren had ik het al even over geforceerde, actieve en passieve bewolking. Maar hierop verder doorgaan, dat zal voor een andere keer zijn...
