Een vervolg op gisteravond, waarin ik een aantal indices heb besproken (CAPE/LI/CINH). Vanavond wil ik hier het een en ander aan toevoegen. Het beste is om dit stuk te lezen als een proloog.
Het idee is om een korte inleiding te geven hoe onweer (of beter: hoe convectie werkt) ontstaat. Welke voorwaarden zijn er nodig voor onweer en op welke manieren kan aan deze voorwaarden voldaan worden.
Convectie
Thermodynamisch gezien is convectie een stroom in een medium. Deze stroom kan op gang gebracht worden door een verschil in temperatuur (van hoog naar laag), druk (wederom hoog naar laag) of dichtheid (zelfde verhaal).
Bij ons - in de meteorologie - is het voornamelijk het verschil in temperatuur dat voor convectie zorgt. Om ons hier een voorstelling van te kunnen maken, zullen we een aantal zaken sterk vereenvoudigen. Wat we vervolgens zullen krijgen is een handzaam model waaraan een aantal zaken goed te verklaren is, alhoewel het natuurlijk zijn valkuilen heeft.
We kiezen een locatie op aarde, en maken op dat punt een verticale doorsnede van de atmosfeer. We hebben nu een 1-dimensionale luchtkolom. Deze luchtkolom heeft een aantal eigenschappen, waaronder een temperatuur als functie van de hoogte (let op! Hier hoeft en zal geen lineair verband in zitten!).
Vervolgens stellen we ons een pakketje lucht voor, dat we een bepaalde dichtheid meegeven en een temperatuur. In ons geval kiezen we voor de temperatuur van dit pakketje lucht de grondtemperatuur.
In het kort: we hebben een luchtkolom met eigenschappen, waaronder T(hoogte). We maken een pakketje lucht en geven dat de grondtemperatuur mee.
Volgende stap: thermodynamica
Om de rest van het verhaal aannemelijk te maken, stoppen we een kort stukje thermodynamica in ons verhaal. Het begrip adiabaat blijkt bijzonder belangrijk in de meteorologie. We spreken van adiabaat, als er zich een proces voltrekt waarbij het systeem geen warmte uitwisselt met de omgeving.
In het kort komt het erop neer dat (druk*volume)/temperatuur constant blijft.
Terug naar ons pakketje
We kiezen ervoor om ons pakket dus een temperatuur mee te geven, vervolgens laten we het pakketje lucht adiabaat stijgen. Tijdens het stijgen van dit pakketje zal de druk afnemen, als gevolg van de drukafname neemt het volume toe. Omdat de inwendige energie echter niet verandert, zal de temperatuur af moeten nemen.
Het pakketje lucht stijgt dus op, ondertussen neemt de temperatuur van ons pakketje af. Als gevolg van de daling van de temperatuur zal het pakketje op een gegeven moment condenseren, ziehier: de basis van een wolk. Wanneer het pakketje maar lang genoeg doorstijgt kan een grote wolk uitgroeien, uiteindelijk groot genoeg om onweer te produceren.
Oke leuk, maar waarom zal dit pakketje uberhaupt stijgen, en hoe lang gaat dit door?
Ja, goede vraag. Stel je een luchtballon voor: een luchtballon wordt gevuld met warme lucht en stijgt vervolgens op. Zolang de lucht in de ballon warm genoeg is, zal de ballon blijven stijgen. Bij ons pakketje is precies hetzelfde aan de hand. Wanneer ons pakketje lucht zelf warmer is dan de omgeving, zal het pakketje de neiging hebben te stijgen. Omdat het pakketje adiabaat stijgt, wisselt het geen warmte uit met de omgeving, en zal de enige manier om het stijgen te stoppen, dus het vinden van een hoogte met een T die gelijk (of hoger dan) aan het pakketje is.
Duidelijk, maar ons pakketje, hoe vertaalt dit zich naar de werkelijkheid?
In feite komt het er op neer, dat om convectie aan de gang te krijgen, we een instabiele atmosfeer nodig hebben. Op het moment dat een pakketje vrij kan stijgen (doordat ze warmer is dan de omgeving) is hier sprake van. Alvast een teaser: indien een pakketje lucht de convectieve temperatuur meekrijgt, zal er vanzelf sprake zijn van convectie.
Vervolg hierop morgen, zojuist een berichtje gehad dat een vriendenteam de beker gehaald heeft. Dat moet gevierd worden
.
Wederom een disclaimer: ik ben er me ervan bewust dat hier een aantal zaken sterk vereenvoudigd zijn. Zie je nou pertinente onwaarheden, dan hoor ik het graag. In het vervolg hierop wil ik aan de hand van soundings een aantal cases doornemen, laten zien waarom CAPE en LI lang niet alles is, welke triggers er zijn, en waarom er uberhaupt een trigger nodig is.
Het idee is om een korte inleiding te geven hoe onweer (of beter: hoe convectie werkt) ontstaat. Welke voorwaarden zijn er nodig voor onweer en op welke manieren kan aan deze voorwaarden voldaan worden.
Convectie
Thermodynamisch gezien is convectie een stroom in een medium. Deze stroom kan op gang gebracht worden door een verschil in temperatuur (van hoog naar laag), druk (wederom hoog naar laag) of dichtheid (zelfde verhaal).
Bij ons - in de meteorologie - is het voornamelijk het verschil in temperatuur dat voor convectie zorgt. Om ons hier een voorstelling van te kunnen maken, zullen we een aantal zaken sterk vereenvoudigen. Wat we vervolgens zullen krijgen is een handzaam model waaraan een aantal zaken goed te verklaren is, alhoewel het natuurlijk zijn valkuilen heeft.
We kiezen een locatie op aarde, en maken op dat punt een verticale doorsnede van de atmosfeer. We hebben nu een 1-dimensionale luchtkolom. Deze luchtkolom heeft een aantal eigenschappen, waaronder een temperatuur als functie van de hoogte (let op! Hier hoeft en zal geen lineair verband in zitten!).
Vervolgens stellen we ons een pakketje lucht voor, dat we een bepaalde dichtheid meegeven en een temperatuur. In ons geval kiezen we voor de temperatuur van dit pakketje lucht de grondtemperatuur.
In het kort: we hebben een luchtkolom met eigenschappen, waaronder T(hoogte). We maken een pakketje lucht en geven dat de grondtemperatuur mee.
Volgende stap: thermodynamica
Om de rest van het verhaal aannemelijk te maken, stoppen we een kort stukje thermodynamica in ons verhaal. Het begrip adiabaat blijkt bijzonder belangrijk in de meteorologie. We spreken van adiabaat, als er zich een proces voltrekt waarbij het systeem geen warmte uitwisselt met de omgeving.
In het kort komt het erop neer dat (druk*volume)/temperatuur constant blijft.
Terug naar ons pakketje
We kiezen ervoor om ons pakket dus een temperatuur mee te geven, vervolgens laten we het pakketje lucht adiabaat stijgen. Tijdens het stijgen van dit pakketje zal de druk afnemen, als gevolg van de drukafname neemt het volume toe. Omdat de inwendige energie echter niet verandert, zal de temperatuur af moeten nemen.
Het pakketje lucht stijgt dus op, ondertussen neemt de temperatuur van ons pakketje af. Als gevolg van de daling van de temperatuur zal het pakketje op een gegeven moment condenseren, ziehier: de basis van een wolk. Wanneer het pakketje maar lang genoeg doorstijgt kan een grote wolk uitgroeien, uiteindelijk groot genoeg om onweer te produceren.
Oke leuk, maar waarom zal dit pakketje uberhaupt stijgen, en hoe lang gaat dit door?
Ja, goede vraag. Stel je een luchtballon voor: een luchtballon wordt gevuld met warme lucht en stijgt vervolgens op. Zolang de lucht in de ballon warm genoeg is, zal de ballon blijven stijgen. Bij ons pakketje is precies hetzelfde aan de hand. Wanneer ons pakketje lucht zelf warmer is dan de omgeving, zal het pakketje de neiging hebben te stijgen. Omdat het pakketje adiabaat stijgt, wisselt het geen warmte uit met de omgeving, en zal de enige manier om het stijgen te stoppen, dus het vinden van een hoogte met een T die gelijk (of hoger dan) aan het pakketje is.
Duidelijk, maar ons pakketje, hoe vertaalt dit zich naar de werkelijkheid?
In feite komt het er op neer, dat om convectie aan de gang te krijgen, we een instabiele atmosfeer nodig hebben. Op het moment dat een pakketje vrij kan stijgen (doordat ze warmer is dan de omgeving) is hier sprake van. Alvast een teaser: indien een pakketje lucht de convectieve temperatuur meekrijgt, zal er vanzelf sprake zijn van convectie.
Vervolg hierop morgen, zojuist een berichtje gehad dat een vriendenteam de beker gehaald heeft. Dat moet gevierd worden
.Wederom een disclaimer: ik ben er me ervan bewust dat hier een aantal zaken sterk vereenvoudigd zijn. Zie je nou pertinente onwaarheden, dan hoor ik het graag. In het vervolg hierop wil ik aan de hand van soundings een aantal cases doornemen, laten zien waarom CAPE en LI lang niet alles is, welke triggers er zijn, en waarom er uberhaupt een trigger nodig is.