Onweer

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Zoek dit woord op in WikiWoordenboek
Onweer op komst op 17 juli 2004 in Enschede. Opvallend is de langgerekte shelf cloud, dikwijls een voorbode van hevig noodweer.
Onweer, Garajau, Madeira

Onweer is het verschijnsel van een of meer elektrische ontladingen in de atmosfeer dat optreedt bij cumulonimbus en buien. Onweer is waarneembaar als een lichtflits, de bliksem direct of later gevolgd door een scherp of dof rommelend geluid, de donder. Daarnaast worden er boven de wolken sprites gevormd.

Onweer kan in verschillende situaties optreden en men maakt vaak onderscheid tussen "warmteonweer" en "frontaal-onweer". Het eerste ontstaat boven een sterk verhit aardoppervlak op een warme zomerdag en is vaak een lokaal verschijnsel. Frontaal-onweer komt meestal voor langs een koufront, waarbij koele lucht de vochtige en warme lucht verdrijft en deze buien komen in een groter gebied voor. Ook in winterse buien, die ontstaan boven het warme zeewater, komt wel eens een onweersklap voor. Dan zijn de luchtlagen op grote hoogte erg koud (ca -35 °C op 5 km hoogte).

Onweer komt vrijwel overal ter wereld voor waar vegetatie is. Dit betekent praktisch overal, behalve in de poolstreken en in woestijngebieden. Toch komt onweer ook boven zee voor. Dit is het gevolg van onweerswolken die hun origine boven land hebben en zich door luchtstromen boven zee uitbreiden. Binnen de poolcirkels (rond 65 gr. Noorder- en Zuiderbreedte) komt onweer vrij zelden voor. Het frequentst is het onweer dat in de tropen voorkomt. In Centraal-Afrika, met zijn zeer actieve vegetatie, komt onweer op meer dan 200 dagen per jaar voor, in Oeganda zelfs op 240 dagen. In Nederland onweert het gemiddeld 34 tot 38 dagen per jaar.

De activiteit van de onweersbuien kan van plaats tot plaats sterk uiteenlopen. Op de ene plaats kan een stortbui vallen, terwijl het op enkele kilometers daar vandaan droog blijft. Dit hangt af van de hoeveelheid condensatie of nanokernen die de vochtige lucht zijn binnen gedrongen door de elektrische wind die altijd ontstaat als er hoge spanningen aanwezig zijn. Het was Francis Hauksbee (1666-1713), die voor de Royal Society demonstraties gaf met het uitblazen van een kaars met behulp van een met coronagasontlading opgewekte elektrische wind. De turbulentie van de elektrische wind maakt dat windstoten en hagel heel lokaal optreden. Met behulp van bepaalde metingen is het tegenwoordig mogelijk, nog voordat enige vorm van bliksem zichtbaar is, aan te geven wat de hevigheid van een komend onweer is.

Angst voor onweer heet brontofobie.

Ontstaan[bewerken]

Onweersbuien ontstaan in een instabiele atmosfeer, waarin warme en koude, droge en vochtige lucht met elkaar in aanraking komen. Dit manifesteert zich als opborrelende stapelwolken, waarin de lucht door de koude bovenlucht nog sneller stijgt. Wolkendruppeltjes bevriezen tot ijskristallen en die klonteren weer samen tot hagel en sneeuw, die door de sterke stijgwinden hoger de wolk in worden geblazen. In korte tijd kunnen grote hoeveelheden waterdamp omgezet worden in water en ijs wat onderweg naar beneden grotendeels weer smelt.

Door wrijving tussen de verschillende luchtmassa's (wrijvings- of tribo-elektriciteit) kan in een onweerswolk een sterk elektrisch veld ontstaan. Dat een dergelijk veld in staat zou zijn om een doorslag van de lucht tussen de wolk en de aarde te veroorzaken is een veel beschreven doch volledig onjuiste opvatting. Doorslag in de lucht treedt op bij een veldsterkte van 3 000 000 V/m. De 3 000 000 000 volt die nodig zijn voor de doorslag van een wolk op 1 kilometer hoogte, is een waarde die niet in de aardatmosfeer kan voorkomen. Bijvoorbeeld: de hoogste spanningen die tot op heden verkregen zijn met behulp van een vandegraaffgenerator is 25 500 000 volt en dat kan alleen in een tank gevuld met zwavelhexafluoride (SF6) onder hoge druk teneinde vonkvorming te voorkomen.

In de meeste buien verzamelt zich een positieve lading aan de bovenkant van de bui en een negatieve lading aan de onderkant. De spanning tussen beide ladingen kan wel 300 miljoen volt bedragen, zodat de top van de bui sterk positief is ten opzichte van de ionosfeer en de onderzijde negatief ten opzichte van aarde.

Dit is echter ontoereikend voor overslag van een wolk die op meer dan 100 meter boven het aardoppervlakte hangt. Toch ontlaadt de wolk zich vooral daar waar vegetatie aanwezig is. Vegetatie verschilt fundamenteel met een gepunte metalen staaf, ook wel bliksemafleider genoemd. In geval van een bliksemafleider zal op de punt ervan eerst een zogenaamde corona-gasontlading, ook wel Sint-Elmusvuur genoemd, ontstaan die ionen produceert met een lading tegengesteld aan de overhangende wolk. De ionen driften dus in de richting van de wolk, om er uiteindelijk contact mee te maken. Op dat moment is het mogelijk dat foto-ionisatie plaatsvindt, waardoor een sterk geleidend kanaal gevormd wordt tussen de wolk en de bliksemafleider, een vonkoverslag dus, die een deel van de elektrische lading van de wolk naar de aarde afvoert.

In geval van vegetatie liggen de zaken geheel anders. Immers, zoals reeds door William Gilbert in 1600 in zijn boek De Magnete werd beschreven, vertoont een druppel water onder invloed van een elektrisch veld een verhoging van de verdamping, ook wel elektro-evaporatie genoemd. Abbé Nollet constateert dat dit ook het geval is met vegetatie. Dus de sterk, bijvoorbeeld positief, geladen wolk trekt een onzichtbare negatief geladen evaporatiewolk uit de onderliggende vegetatie. Een dergelijke wolk wordt ook wel ruimtelading genoemd.

Deze ruimtelading zal zich in de richting van de wolk begeven. Dit betekent dat daarna de vegetatie geconfronteerd wordt met een erboven hangende negatieve ruimtelading. Het antwoord daarop is de emissie van een positieve ruimtelading door de vegetatie die langzaam door de bovenliggende negatieve ruimtelading naar boven wordt getrokken. Dit proces gaat door tot de eerste negatieve ruimtelading de geladen wolk dicht genoeg genaderd is om een vonk te laten overslaan. Dit maakt dat de spanning op de wolk één trapje lager in de richting de aarde gekomen is. Na enig aarzelen wordt dan de tweede trap naar beneden genomen, om uiteindelijk contact te maken met de aarde.

De naam voor dit fenomeen in de literatuur is "stepped leader". De stroom op de contactplaats verwarmt aldaar de aarde, waardoor een door foto-ionisatie ondersteunde elektronen-emissie plaatsvindt die de wolk gedeeltelijk ontlaadt, deze wordt "upward streamer" genoemd. Daarna wordt hetzelfde kanaal weer gebruikt om positieve lading van de wolk naar aarde af te voeren. Dit proces heeft in het algemeen meerdere malen plaats, zogenaamde "multiple return strokes".

Geluid[bewerken]

Zwaar onweer kondigt zich aan met een shelf cloud, in Zwolle op 26 Juli 2008

De knal bij de bliksemflits ontstaat doordat de lucht binnen het pad van de vonk sterk verhit wordt en uitzet. De snelle en plotselinge uitzetting van de lucht veroorzaakt een flinke schokgolf die hoorbaar is als donder.

Uit de tijd die verstrijkt tussen bliksem en donder kan men afleiden of het onweer nabij is. Het geluid legt in drie seconden een afstand van ongeveer één kilometer af. Als de donderklap binnen 10 seconden na de bliksemontlading te horen is dan is de betreffende ontlading op ongeveer 3 kilometer afstand. Daar buien zich over vele vierkante kilometers kunnen uitstrekken, geeft dit geen directe indicatie van de afstand van de bui, daar de ontladingen zich op verschillende plaatsen onder de wolk kunnen voordoen. De afstand waarop men onweer kan waarnemen is vrij groot. De bliksem kan men bij helder weer tot zo'n 150 à 200 km afstand nog zien. Op grote afstanden kan de bliksem op grote hoogte in volle duisternis nog gezien worden. De donder kan - afhankelijk van de weerkundige omstandigheden en andere geluiden - tot op ongeveer 25 km afstand gehoord worden.

Als het onweer erg dichtbij is hoort men alleen een scherpe knal. Als het onweer ver weg is hoort men een gedempt, maar wel langdurig donderen en narommelen. Dit verschil komt door drie effecten:

  • De geluidsabsorptie van de atmosfeer en de bodem. Over grote afstanden worden de hogere frequenties van het geluid geabsorbeerd, zodat alleen de lage frequenties overblijven. De scherpe knal bevat ook veel hoge frequenties, die als het onweer verder weg gehoord wordt, zijn geabsorbeerd.
  • De nagalm. Ook in de openlucht treden echo's op, waardoor de eenmalige knal verandert in een langdurig donderen.
  • Omdat geluid zich relatief langzaam voortplant en het bliksemkanaal soms kilometers lang is, hoort men niet één klap, maar het geluid achterelkaar van steeds verder van het waarnemingspunt weggelegen punten van het kanaal.

Onweer zien aankomen[bewerken]

Onweer in Denver

Het onweert meestal als er grijze stapelwolken ontstaan. Het kan ook ontstaan als het onbewolkt is. Als bijvoorbeeld de strepen van vliegtuigen langzaam oplossen of uitdijen of als de lucht vol raakt met windveren gaat het meestal mis. Opbollende stapelwolken luiden in veel gevallen een weersverandering in, zeker als ook de wind aantrekt en ook de hoeveelheid bewolking toeneemt. De typische onweerswolk wordt cumulonimbus genoemd. Ook wanneer de temperatuur 's avonds aan het eind van een zomerdag niet daalt is dit een sterke aanwijzing dat het 's nachts gaat onweren.

Onweerskansen verraden zich soms al een dag tevoren door wolken die het uiterlijk hebben van een langgerekte bank met opbollende torentjes van kastelen. Soms is die bewolking 's ochtends al te zien waarna de lucht weer helemaal opklaart. Vaak is dat dan maar tijdelijk en ontwikkelen zich in de middag of avond stapelwolken die uitgroeien tot onweersbuien. De kans op onweer is dan ook het grootst. In berggebieden vormen de buienwolken zich meestal eerst bij de toppen, terwijl in het dal de zon nog blijft schijnen.

Soorten onweer[bewerken]

Eencellig onweer[bewerken]

Eencellig onweer is een enkele buiencel of luchtmassabui die vrij snel tot ontwikkeling komt zonder echte organisatie. Vaak zijn die maar ongeveer een 30 minuten actief en zakken dan weer in en worden gewone regenbuien. Enkele buiencellen produceren zelden noodweer en zijn eerder klein in omvang.

Meercellig onweer[bewerken]

Mammatus, Leuven, België

Een meercellig onweer is een clustering van meerdere buiencellen. Deze zijn meer georganiseerd onweer en een stuk groter in omvang met een langere levensduur. Ze zijn ook krachtiger en kunnen noodweer veroorzaken. Bij dit soort onweders kunnen randverschijnselen, zoals (grote) hagel, grote neerslaghoeveelheden en hevige windstoten optreden. Soms kan aan de voorzijde van zo'n meercellig onweer een mooie shelf cloud te zien zijn.

Buienlijn[bewerken]

Shelf cloud, Beervelde, België

Soms kan het onweer ook een lijnvormige vorm aannemen op de radar, de voorkant is meestal scherp afgelijnd en de intensiteit is soms gemeen fel. Dit is een buienlijn en deze kan tientallen tot soms wel 100 km lang zijn en noodweer met zich meebrengen. Meestal wordt een buienlijn voorafgegaan door een shelf cloud. Deze ontstaat doordat de koudere bovenlucht botst op de warmere onderlucht. Een shelf cloud is meestal de scheidingslijn, voor de shelf is het bijna droog. Zodra de shelf cloud overtrekt komt er een felle wind opzetten, dit noemen we outflow. De passage van de wolk wordt gevolgd door heel felle regen, soms met tientallen liters water per vierkante meter tot gevolg. Buienlijnen trekken meestal met een hoge snelheid voorbij. Ze kunnen grote hagel produceren en de bliksemactitiveit kan hoog liggen.

Supercel[bewerken]

Een supercel is een buitengewoon grote eencellige onweersbui. Een supercel heeft als kenmerk dat het een onweer is dat door verticale windschering om z'n eigen as draait. Ze hebben vaak een levensduur van meerdere uren en kunnen erg grote neerslaghoeveelheden teweegbrengen, maar kunnen ook grote hagelstenen produceren. Zo vielen er in de nacht van 25 op 26 mei 2009 op bepaalde plaatsen in Oost-Vlaanderen hagelstenen met een diameter van 10 cm. De supercel was eigenlijk ingesloten in een buienlijn, die voor de rest van België voor een enorm hoge bliksemactiviteit zorgde.

Supercels hebben hun typische vormen. Zo kan je ze herkennen aan hun scherpe stijgstroomkolom en aan hun wolkenmuur. De wolkenmuur zuigt vochtige lucht aan van de grond in de cel, en dat kan je vaak heel mooi zien. We noemen dit inflow.

MCS (Meso scale Convective System)[bewerken]

Een MCS is een onweer met een enorme omvang. Die kan soms een diameter hebben van enkele honderden kilometers. Anders dan gewone onweders worden deze gevoed door de nacht. Een gewoon onweer heeft na het ondergaan van de zon eerder de neiging om te gaan inzakken, maar het MCS wint dan net aan kracht. Een MCS brengt vaak veel neerslag met zich en kan dus een hele nacht doorgaan.

Zwaar onweer[bewerken]

Zware onweersbuien zijn meestal het gevolg van een toevallige samenloop van omstandigheden, zoals grote temperatuursverschillen, vochtige lucht en een sterke wind op grote hoogte in de atmosfeer. Bovendien hangt de intensiteit van het onweer af van het tijdstip van de dag waarop de buien passeren. In de zomermaanden is de kans op zware buien in de avond en het begin van de nacht in het algemeen het grootst.

Bij (opkomend) zwaar onweer met soms ieder seconde een bliksemflits, kan het heftig tekeergaan en kunnen plotselinge windvlagen, slagregens en hagel optreden. Zware onweersbuien ontstaan in een vochtig overgangsgebied van zeer warm (tropisch) naar veel kouder weer. Tijdens zo'n bui kan de temperatuur in minder dan een half uur 10 tot 15°C dalen. De buien worden het hevigst als er op grote hoogte in de atmosfeer een zeer sterke wind staat (straalstroom).

De buienwolken kunnen uitgroeien tot ongeveer 15 kilometer hoogte (tropopauze) en bevatten een enorme hoeveelheid onderkoeld water en op grote hoogte ijskristallen, waardoor ze veel neerslag kunnen opleveren. Sommige buien leveren meer dan tien millimeter in een half uur op. In zo'n wolkencomplex met sterk stijgende en dalende luchtstromingen hebben de druppels een lange weg te gaan voor ze het aardoppervlak bereiken. Daardoor kunnen ze almaar groter worden en dat verklaart de flinke druppels of hagelstenen die uit een zware bui vallen. Zware onweersbuien kunnen hagelstenen zo groot als tennisballen produceren. Het is duidelijk dat de aanwezigheid van zwevend fijnstof mede bepalend is voor de water-gerelateerde schade van onweersbuien.

Arcus in München, Juli 2005

Buien groeperen zich vaak langs lijnen, die worden voorafgegaan door windstoten. Het gevaarlijke weer is in de lucht te herkennen aan buidelvormige (mammatus) wolken aan de rand van het buiengebied. De wind kan al opsteken als de eigenlijke bui nog tientallen kilometers verwijderd is, wat zeer verraderlijk is.

Bijzonder zware buien worden soms voorafgegaan door een rolwolk, een indrukwekkende, scherp begrensde wolkenbank, die inktzwart kan zijn. Ook overdag kan het dan aardedonker worden. Een rolwolk wordt vergezeld door enorme en plotselinge windstoten, ten gevolge van de dalende wind vanuit de buien wolk, van soms 100 tot 150 kilometer per uur. Het roterende karakter van de stijgstromen kan windhozen veroorzaken, maar vaak blijft het bij een begin van hoosvorming in de lucht. Reikt de slurf wel tot de grond, dan is schade onvermijdelijk. De slurf wordt ook wel funnelcloud genoemd.

Schuilen voor onweer[bewerken]

Nuvola single chevron right.svg Zie ook: Blikseminslag bij mensen

Het grootste gevaar gaat uit van de bliksem, zie aldaar voor veiligheidsadviezen. Daarnaast kan men getroffen worden door rondvliegende voorwerpen als dakpannen en takken. Met name in dalen bestaat het risico van plotselinge overstromingen.

Lichtenbergpatronen

Record[bewerken]

Bogor (Indonesië) is de stad die het meest werd getroffen door onweersbuien. In 1916 waren er op 322 dagen van het jaar onweersbuien.

Onweerjagers[bewerken]

Er zijn ook mensen die voor de kick achter onweersbuien aanrijden. Zij worden onweerjagers of stormchasers (veelal in de Verenigde Staten) genoemd. Ze hebben meestal honderden kilometers over voor de zwaarste bui in een lijn of voor onweer ver weg van hun woonplaats. Door Nederlandse onweerjagers wordt de bui vaak gevolgd tot diep in Duitsland.

Symbolen[bewerken]

De volgende symbolen worden gebruikt op weerkaarten:

Symbolen Nr. Beschrijving
Symbol Lighting1.png
13 Bliksem zonder donder
Symbol Thunder1.png
17 Onweer of onweer op afstand met hoorbare donder en zonder neerslag
Symbol Thunder2.png
29 Onweer in het afgelopen uur
Symbol Thunder6.png
91 Onweer in het afgelopen uur en lichte regen op het moment van waarneming
Symbol Thunder4.png
92 Onweer in het afgelopen uur en matige of zware regen op het moment van waarneming
Symbol Thunder3.png
93 Onweer in het afgelopen uur en lichte sneeuw, regen en sneeuw, of hagel op het moment van waarneming
Symbol Thunder10.png
94 Onweer in het afgelopen uur en matige of zware sneeuw, regen en sneeuw, of hagel op het moment van waarneming
Symbol Thunder8.png
95 Licht of matig onweer met regen, sneeuw, of regen en sneeuw
Symbol Thunder5.png
96 Licht of matig onweer met hagel of korrelsneeuw
Symbol Thunder9.png
97 Zwaar onweer met regen of sneeuw
Symbol Thunder7.png
98 Onweer met een stof- of zandstorm
Symbol Thunder11.png
99 Zwaar onweer met hagel of korrelsneeuw

Externe link[bewerken]

Bronnen, noten en/of referenties
  • De tekst op deze pagina, een eerdere versie daarvan of een deel van de tekst is afkomstig van de website van het KNMI.