Afgelopen dinsdag opperde ik dat de opwarming van de aarde tot gevolg zou kunnen hebben dat er een herschikking optreed van gebieden van massa met bepaalde quasi-stabiele eigenschappen (luchtsoorten), dit onder invloed van een veranderde verdeling van instraling maar ook veranderde stromingspatronen (advectie). Naast het vermoeden dat luchtmassa's zich langzaam verplaatsen is het uiteraard ook mogelijk dat deze zich vergroten of verkleinen.
Ik heb deze oppering vandaag eens nader onderzocht met behulp van de ECMWF ERA-40 heranalysedata. Ik heb gebruik gemaakt van de equivalente potentiële temperatuur (theta-e) op 850 hPa als thermodynamisch veld om luchtsoorten door de tijd te volgen. De equivalente potentiële temperatuur is de potentiële temperatuur die een luchtpakketje krijgt als al het vocht erin wordt gecondenseerd en de resulterende latente warmte vervolgens gebruikt wordt om het pakketje op te warmen. Theta-E heeft als voordeel dat het behouden blijft bij adiabatische processen en toeneemt in waarde als de temperatuur en/of vochtigheid toeneemt. Aangezien luchtmassa's goed gekarakteriseerd worden door hun thermodynamische eigenschappen (een bepaalde luchtvochtigheid en temperatuur), is theta-e daarvoor een goede numerieke parameter. Overigens let op: de trends in deze parameter hoeven niets te zeggen over een verandering in de karakterisatie volgens de Großwetterlagen (continentaal, maritiem, arctisch, et cetera)! Lucht kan continentaler worden maar dezelfde thermodynamische eigenschappen behouden (bijv. als de lucht warmer maar tegelijk ook droger wordt).
Hieronder is weergegeven de gemiddelde equivalente potentiële temperatuur over de perioden 1958 t/m 1967 (boven) en 1992 t/m 2001 (onder).
Er vallen een aantal dingen op: de thermodynamische eigenschappen van de lucht op de gematigde breedten en op de polen zijn nauwelijks veranderd. Rond de evenaar daarentegen zijn wel duidelijke wijzigingen te zien: in het noorden van Zuid-Amerika is de lucht duidelijk warmer c.q. vochtiger geworden, wat eveneens het geval is bij Indonensië en ten westen daarvan op de Grote Oceaan. Wat ook opvalt is dat de zuidelijke tip van India juist minder warm c.q. vochtig is geworden. Er zijn echter nog meer veranderingen, die goed te zien zijn als we het verschil tussen beide tijdperioden weergeven.
De wijzigingen die we eerder al op het oog opmerkten, zijn duidelijk te zien. Wat echter nu ook goed te zien is, is dat op het grootste deel van het Afrikaanse continent de lucht droger c.q. kouder is geworden. Nog een plek waar dit gebeurt en zelfs nog iets sterker, is ten zuiden van de Kaspische Zee. Ik vond de veranderingen in Afrika echter het interessantste, aangezien langs de rest van de evenaar de trend overwegend richting warmere c.q. vochtigere lucht is. Ik heb voor één van de plekken met een dalende trend in Afrika, namelijk die nabij Ethiopië/Soedan, de tijdreeks geplot tussen 1958 en 2002 (genomen is het gecentreerde 12-maandgemiddelde).
Als we inderdaad een lineaire lijn trekken tussen het gemiddelde rond begin jaren '60 en eind jaren '90, dan is de equivalente potentiële temperatuur iets meer dan één graad gedaald. In de tussentijd zijn echter grote fluctuaties geweest en waren de waarden zelfs merendeel bóven het niveau van zowel 1958-1967 als 1992-2001. Hoogtepunten waren de waarden van 64 in 1972 en 1977. De globale trend was van 1958 t/m 1977 vrij gestaag stijgend, maar daarna juist weer dalend tot een niveau zelfs iets onder dat van 1958 in begin 2002.
Zoals ik al in het begin zei, is de equivalente potentiële temperatuur afhankelijk van zowel de temperatuur als de vochtigheidsgraad. De vraag is nu welke factor van grootste invloed is op het verschil in theta-e tussen begin jaren '60 en eind jaren '90. Komt de opgaande trend rond de evenaar hoofdzakelijk door het opwarmen van de luchtmassa of juist door het vochtiger worden? Om dat te onderzoeken heb ik apart nog de trend in specifieke vochtigheid (boven) en temperatuur (onder) geplot.
De daling in equivalente potentiële temperatuur op veel plekken in Afrika kan schijnbaar verklaard worden door het feit dat de vochtigheidsgraad van de lucht is afgenomen, aangezien de temperatuur juist is gestegen (van 0-1 tot zelfs 2-3 graden lokaal). Opvallend is tevens dat de opwaartse trend in theta-e in het noorden van Zuid-Amerika voornamelijk gestuurd lijkt te worden door de toename in vochtigheidsgraad en niet zozeer door de temperatuur. Eenzelfde effect is te zien boven Australië. De opwaartse trend boven de oceaan ten westen van Zuid-Amerika is juist weer voor een belangrijk deel aan opwarming te wijten.
Tot slot nog even over onze eigen contreien: de equivalente potentiële temperatuur op 850 hPa lijkt boven west Europa ten opzichte van begin jaren '60 weinig veranderd te zijn, de lucht is qua thermodynamische eigenschappen dus nog nagenoeg hetzelfde. Wel is de lucht wat warmer geworden maar tegelijk ook droger, wat elkaar compenseert. Als we deze lucht echter zouden karakteriseren volgens de Großwetterlagen, dan is deze lichtjes continentaler geworden. De lucht boven Australië is juist een stuk vochtiger maar ook kouder geworden (de toename in vocht is echter groter dan de compenserende afkoeling, wat netto een toename in theta-e betekent), wat volgens de Großwetterlagen zou betekenen dat de lucht waarschijnlijk maritiemer van aard is geworden.
Ik ben heel benieuwd naar de (eventuele) reacties met aanvullingen, commentaar, et cetera. Dit bericht staat overigens ook op het verdiepingsforum, misschien is het handiger dus om eventueel daar te reageren.
Gr. Ben
Ik heb deze oppering vandaag eens nader onderzocht met behulp van de ECMWF ERA-40 heranalysedata. Ik heb gebruik gemaakt van de equivalente potentiële temperatuur (theta-e) op 850 hPa als thermodynamisch veld om luchtsoorten door de tijd te volgen. De equivalente potentiële temperatuur is de potentiële temperatuur die een luchtpakketje krijgt als al het vocht erin wordt gecondenseerd en de resulterende latente warmte vervolgens gebruikt wordt om het pakketje op te warmen. Theta-E heeft als voordeel dat het behouden blijft bij adiabatische processen en toeneemt in waarde als de temperatuur en/of vochtigheid toeneemt. Aangezien luchtmassa's goed gekarakteriseerd worden door hun thermodynamische eigenschappen (een bepaalde luchtvochtigheid en temperatuur), is theta-e daarvoor een goede numerieke parameter. Overigens let op: de trends in deze parameter hoeven niets te zeggen over een verandering in de karakterisatie volgens de Großwetterlagen (continentaal, maritiem, arctisch, et cetera)! Lucht kan continentaler worden maar dezelfde thermodynamische eigenschappen behouden (bijv. als de lucht warmer maar tegelijk ook droger wordt).
Hieronder is weergegeven de gemiddelde equivalente potentiële temperatuur over de perioden 1958 t/m 1967 (boven) en 1992 t/m 2001 (onder).
Er vallen een aantal dingen op: de thermodynamische eigenschappen van de lucht op de gematigde breedten en op de polen zijn nauwelijks veranderd. Rond de evenaar daarentegen zijn wel duidelijke wijzigingen te zien: in het noorden van Zuid-Amerika is de lucht duidelijk warmer c.q. vochtiger geworden, wat eveneens het geval is bij Indonensië en ten westen daarvan op de Grote Oceaan. Wat ook opvalt is dat de zuidelijke tip van India juist minder warm c.q. vochtig is geworden. Er zijn echter nog meer veranderingen, die goed te zien zijn als we het verschil tussen beide tijdperioden weergeven.
De wijzigingen die we eerder al op het oog opmerkten, zijn duidelijk te zien. Wat echter nu ook goed te zien is, is dat op het grootste deel van het Afrikaanse continent de lucht droger c.q. kouder is geworden. Nog een plek waar dit gebeurt en zelfs nog iets sterker, is ten zuiden van de Kaspische Zee. Ik vond de veranderingen in Afrika echter het interessantste, aangezien langs de rest van de evenaar de trend overwegend richting warmere c.q. vochtigere lucht is. Ik heb voor één van de plekken met een dalende trend in Afrika, namelijk die nabij Ethiopië/Soedan, de tijdreeks geplot tussen 1958 en 2002 (genomen is het gecentreerde 12-maandgemiddelde).
Als we inderdaad een lineaire lijn trekken tussen het gemiddelde rond begin jaren '60 en eind jaren '90, dan is de equivalente potentiële temperatuur iets meer dan één graad gedaald. In de tussentijd zijn echter grote fluctuaties geweest en waren de waarden zelfs merendeel bóven het niveau van zowel 1958-1967 als 1992-2001. Hoogtepunten waren de waarden van 64 in 1972 en 1977. De globale trend was van 1958 t/m 1977 vrij gestaag stijgend, maar daarna juist weer dalend tot een niveau zelfs iets onder dat van 1958 in begin 2002.
Zoals ik al in het begin zei, is de equivalente potentiële temperatuur afhankelijk van zowel de temperatuur als de vochtigheidsgraad. De vraag is nu welke factor van grootste invloed is op het verschil in theta-e tussen begin jaren '60 en eind jaren '90. Komt de opgaande trend rond de evenaar hoofdzakelijk door het opwarmen van de luchtmassa of juist door het vochtiger worden? Om dat te onderzoeken heb ik apart nog de trend in specifieke vochtigheid (boven) en temperatuur (onder) geplot.
De daling in equivalente potentiële temperatuur op veel plekken in Afrika kan schijnbaar verklaard worden door het feit dat de vochtigheidsgraad van de lucht is afgenomen, aangezien de temperatuur juist is gestegen (van 0-1 tot zelfs 2-3 graden lokaal). Opvallend is tevens dat de opwaartse trend in theta-e in het noorden van Zuid-Amerika voornamelijk gestuurd lijkt te worden door de toename in vochtigheidsgraad en niet zozeer door de temperatuur. Eenzelfde effect is te zien boven Australië. De opwaartse trend boven de oceaan ten westen van Zuid-Amerika is juist weer voor een belangrijk deel aan opwarming te wijten.
Tot slot nog even over onze eigen contreien: de equivalente potentiële temperatuur op 850 hPa lijkt boven west Europa ten opzichte van begin jaren '60 weinig veranderd te zijn, de lucht is qua thermodynamische eigenschappen dus nog nagenoeg hetzelfde. Wel is de lucht wat warmer geworden maar tegelijk ook droger, wat elkaar compenseert. Als we deze lucht echter zouden karakteriseren volgens de Großwetterlagen, dan is deze lichtjes continentaler geworden. De lucht boven Australië is juist een stuk vochtiger maar ook kouder geworden (de toename in vocht is echter groter dan de compenserende afkoeling, wat netto een toename in theta-e betekent), wat volgens de Großwetterlagen zou betekenen dat de lucht waarschijnlijk maritiemer van aard is geworden.
Ik ben heel benieuwd naar de (eventuele) reacties met aanvullingen, commentaar, et cetera. Dit bericht staat overigens ook op het verdiepingsforum, misschien is het handiger dus om eventueel daar te reageren.
Gr. Ben