| |
|
Hoofdstuk-9: Niet meteorologische
invloeden |
|
|
| Het weer wordt bepaald door zowel
meteorologische factoren als door
niet-meteorologische. Voorbeelden van
meteorologische factoren zijn:
zonnestraling, luchtstromingen en het vocht
in de atmosfeer; bij niet-meteorologische
factoren kun je denken aan geografische
ligging, terreinomstandigheden en
bodemgesteldheid. In dit hoofdstuk worden
eerst de meteorologische factoren summier
aangestipt; daarna komen de
niet-meteorologische factoren uitgebreid aan
de orde. |
| Elke dag weer ervaren we dat de dampkring of
atmosfeer voortdurend in beweging is en dat
het weer steeds sterk wisselt.
Er zijn drie meteorologische oorzaken van
het weer, die samen als
het ware de
weermotor vormen: |
|
|
|
Zonnestraling |
Deze verwarmt het aardoppervlak en pompt
elke dag opnieuw energie in het weer. Die
zonnestraling wordt, - afhankelijk van het
type bodem, - teruggekaatst, opgeslagen als
warmte, gebruikt voor verdamping en gebruikt
om de lucht te verwarmen. Op de lange duur
gezien echter worden
de atmosfeer en de
aarde niet warmer of kouder. Dat kan alleen
als de binnenkomende zonne-energie ook weer
als aardse straling verdwijnt,
de ruimte in. |
|
|
|
Luchtstroming |
De hoeveelheid binnenkomende zonnestraling
is niet overal gelijk, zodat er plaatselijke
en regionale temperatuurverschillen
ontstaan.
De atmosfeer raakt als het ware
uit balans. Zoals zo vaak streeft ze echter
naar evenwicht. Dat evenwicht ontstaat
doordat zich onder invloed
van de
temperatuurtegenstellingen grote hoge- en
lagedrukgebieden vormen, die op hun beurt de
luchtstroming overal op aarde, dus ook in
onze omgeving, regelen. Het resultaat van
die luchtstromingen is dat er zich een
evenwicht instelt, waarbij de
temperatuurverschillen niet verder toenemen.
De draaiing van de aarde maakt die
luchtstromingen gecompliceerd. De essentie
is echter dat de atmosfeer ernaar streeft
energie of warmte van gebieden met een
energieoverschot, zoals de tropen, af te
voeren naar gebieden met een energietekort,
naar de poolstreken dus.
Het warmtetransport
wordt verzorgd door stromende lucht. |
|
|
|
Vocht in de lucht |
Zonnewarmte en luchtstroming samen verklaren
nog niet de weerverschijnselen als
bewolking, regen, sneeuw, hagel, buien,
mist, en dergelijke. Daarvoor is nog het
vocht van belang, dat zich
in
de atmosfeer
bevindt. Het vocht komt voor als damp, als
vloeibaar water in de vorm van druppeltjes
en in vaste vorm als ijskristallen. De
hoeveelheid vocht wisselt van plaats tot
plaats en van tijd
tot tijd. Is er een
teveel aan vocht dan
kan het als neerslag
(regen, sneeuw) uit de lucht verdwijnen.
Daarnaast verdampt er vocht uit de bodem en
van wateroppervlakken, zodat ook steeds weer
nieuw vocht in de atmosfeer wordt gebracht. |
|
|
 |
|
Straling |
|
|
 |
|
Vocht in de lucht |
|
|
 |
|
Vocht in de lucht |
|
Zonnewarmte, luchtstroming en vocht zijn de
belangrijkste meteorologische factoren die
het gedrag van de atmosfeer en van het weer
bepalen;
het zijn echter niet de enige. De volgende
niet-meteorologische invloeden zijn aan te
wijzen; soms zijn de effecten sterk, dan
weer zwak,
soms over grote gebieden, dan
weer heel plaatselijk: |
|
|
|
Geografische omstandigheden |
Van belang zijn hier de geografische breedte
en de ligging ten opzichte van zee of
oceaan. Zo ligt Nederland op gematigde
breedte aan de
Noordzee. De zee gaat
gewoonlijk uitschieters
in temperatuur,
zowel naar boven als naar beneden, tegen. De
zee-invloed is sterk langs de kust
en bij
aanlandige wind; bij aflandige wind of ver
landinwaarts is de zee minder belangrijk.
Boven warm zeewater vormen zich gemakkelijk
buien,
die met
de luchtstroming op ongeveer
3km hoogte mee het land binnen kunnen
drijven en zich daar van hun neerslag
ontdoen.
Boven land kunnen die buien zich 's
winters meestal niet meer ontwikkelen of in
stand houden. |
|
|
|
Terreinomstandigheden |
| Deze beïnvloeden de stroming van de lucht
nabij het aardoppervlak. Boven glad terrein,
zoals een meren- of poldergebied, wordt een
luchtstroming minder gestoord dan boven het
ruwe terrein
van stad of bos. |
|
|
|
Bodemgesteldheid |
| De warmtecapaciteit en het
warmtegeleidingsvermogen van de bodem
bepalen in sterke mate de energiehuishouding
van het aardoppervlak en van de bodem; ook
voor de wisselwerking tussen bodem en
atmosfeer zijn die thermische eigenschappen
belangrijk. Zo laten zandgronden 's nachts
meer afkoeling toe dan klei. |
|
|
|
Bodemvochtigheid |
De vochtigheid van de bodem bepaalt, samen
met de wisselwerking tussen bodem en
atmosfeer hoeveel vocht er uit de bodem in
de atmosfeer gebracht wordt middels
verdamping.
Daardoor wordt de
vochthuishouding van de atmosfeer sterk
beïnvloed. Niet voor niets is het in
plassengebieden vaak eerder mistig dan
elders. En droge zandgronden zijn na een
heldere nacht aanzienlijk sterker afgekoeld
dan natte kleigrond. |
|
|
 |
|
Geografische factoren |
|
|
 |
|
Terrein omstandigheden |
|
|
 |
|
Bodemvochtigheid |
|
| |
|
9.4 verschillende schalen |
| |
De genoemde niet-meteorologische factoren
beïnvloeden het weer zowel op de grote
schaal als op de kleine. Bij grootschalig
denken we aan gebieden van honderden of
duizenden kilometers doorsnede, dus van
dezelfde omvang als depressies en
hogedrukgebieden. Bij de kleine schaal
gaat
het om een omvang van enkele tientallen
kilometers of minder; dat is bijvoorbeeld de
schaal van een regen- of sneeuwbui. Op nog
kleinere schaal, dat wil zeggen over
gebieden met afmetingen in de orde van
meters, en zelfs op microscopisch kleine
schaal kent het weer eveneens niet
meteorologische invloeden. Voor het
wegbeheer is vooral het weer dat varieert
van de vrij kleine schaal met afmetingen van
tientallen tot honderden meters (mistbanken,
windstoten) tot de grote schaal met
afmetingen van honderden meters tot
honderden kilometers (buien, mistvelden,
fronten, hoge- en lagedrukgebieden)
interessant. De niet-meteorologische
invloeden worden in de volgende paragrafen
uitvoeriger besproken. |
|
|
|
9.5 geografische omstandigheden |
|
|
Vooral de geografische breedte van een
plaats is uiterst belangrijk voor het weer
dat men daar mag verwachten. De hoeveelheid
zonnestraling die binnenkomt, hangt daar
namelijk direct mee samen.
Zo schijnt de zon in Nederland gedurende de
wintermaanden slechts ongeveer acht uur,
terwijl dat in de zomer maar liefst een uur
of veertien is.
Ook staat de zon 's winters veel lager aan
de hemel dan 's zomers zodat de hoeveelheid
zonnestraling die Nederland in de winter
treft veel en veel kleiner is dan in de
zomer. Enerzijds moet de straling namelijk
een langere weg afleggen door de dampkring,
anderzijds is ook de hoek waaronder
de straling invalt minder gunstig, zoals we
later in het hoofdstuk over straling zullen
zien.
De breedte-afhankelijkheid van de
hoeveelheid binnenkomende zonnestraling,
veroorzaakt het directe verband dat er is
tussen geografische
breedte en temperatuur.
De hoeveelheid energie die
door de aarde uitgestraald wordt,
is
namelijk voor alle geografische breedten min
of meer
gelijk;
ze verschilt ook niet zoveel
in zomer en winter. |
|
|
Van belang is verder de ligging van
een plaats ten opzichte van de zee.
Zeeën verdampen grote hoeveelheden
vocht; ook varieert de temperatuur
van het zeewater gedurende het jaar
minder
sterk dan die van het
vasteland. Als gevolg hiervan
ondervindt Nederland de sterk
matigende invloed
van de oceaan en
de Noordzee op het klimaat: we
hebben geen extreme kou en geen
uitzonderlijke hitte; ook is er
gewoonlijk voldoende vocht
om van
tijd tot tijd neerslag mogelijk te
maken. Onze winters kennen dan ook
vaak een wisselvallig en grillig
karakter. Gladheid ten gevolge van
opvriezen en bevriezen van natte
weggedeelten speelt daardoor een
even belangrijke rol als gladheid
veroorzaakt door sneeuw of ijzel. Op
kleine schaal vinden we de invloed
van
het water eveneens enigszins
terug, zij het in veel mindere mate,
bij de ligging van een plaats ten
opzichte van
water (denk aan
plaatsen dicht bij de rivieren,
IJsselmeer en Friese meren die
gevoelig zijn voor mist en
dergelijke). |
|
|
|
9.6 terreinomstandigheden |
|
|
Wisselende terreinomstandigheden
worden veroorzaakt doordat obstakels
die de luchtstroming belemmeren, op
de ene plaats talrijker zijn dan op
de andere. Grote watervlakten, zoals
de
Friese meren, zijn tamelijk glad,
waardoor de lucht er ongehinderd
overheen kan stromen en de wind
niets
in de weg wordt gelegd. Een
zandvlakte of grasvlakte, zoals de IJsselmeerpolders,
is een stuk minder glad dan een
wateroppervlak;
de luchtstroming
ondervindt daarvan al wat meer
hinder, al is het effect nog maar
klein. Anders wordt het als er hier
en daar verspreid struiken
of bomen
in het terrein staan (bomen langs de
wegen in polders). |
|
|
 |
| Zeer open landschap |
|
|
 |
| Tamelijk open landschap |
|
 |
| Tamelijk ruw landschap |
|
|
 |
| Zeer ruw landschap |
|
| |
| De wind moet daar dan over- en
omheen en dat gaat niet zo
gemakkelijk: de luchtstroming wordt
erdoor gehinderd. Het terrein is een
stuk 'ruwer' dan een
grasvlakte of een wateroppervlak.
Nog lastiger wordt
het als er geen
sprake is van verspreide obstakels,
maar als er tamelijk veel bomen en
struiken staan. Deze hebben dan
bovendien vaak nog verschillende
afmetingen,
zowel in hoogte als in
breedte en lengte; denk bijvoorbeeld
aan bomenrijke gebieden (geen
aaneengesloten bossen) in
Noord-Brabant,
Limburg en het
oosten van het land. De luchtstroming wordt
daar sterk gehinderd en afgeremd.
Ook de richting van
de door
obstakels verstoorde luchtstroming
varieert in dit tamelijk ruwe
terrein ten opzichte van de
richting
van de ongehinderde luchtstroming. |
| |
| Een stuk grond met bebouwing, zoals
in een dorp of stad of bos, hindert
de luchtstroming nog meer en is nog
ruwer. In het hoofdstuk over de wind
zullen we zien dat de 'ruwheid' van
het terrein belangrijk is voor het
weer op kleinere schaal. Het landschap is in vier klassen van ruwheid onderverdeeld. |
| - Zeer open landschap: zeer glad landschap zolas watervlakten. |
| - Tamelijk open landschap: glad landschap zoals onbebouwd polderland. |
| - Tamelijk ruw landschap: tamelijk ruw landschap zoals polderland nabij wegen met bomen, her en der verspreide boerderijen. |
| - Zeer ruw landschap: bomenrijke
omgeving, maar geen aaneengesloten
bossen
of verspreide bebouwing en
erg ruw terrein (bos, stad). |
| |
| Voor elk van deze klassen is een
terrein geschetst dat als voorbeeld
kan dienen. Bedenk wel dat er
natuurlijk een geleidelijke overgang
is van de ene ruwheidklasse naar de
andere. |
|
|
|
| Voor elk van deze klassen is een
terrein geschetst dat als voorbeeld
kan dienen. Bedenk wel dat er
natuurlijk een geleidelijke overgang
is van de ene ruwheidklasse naar de
andere.
De
ruwheid van het terrein is niet de
enige factor waarmee rekening
gehouden moet worden. Van belang is
het ook om te weten of een terrein
of een weg al dan niet vlak ligt en
zo ja,
welke kant het geheel op helt. Een
helling op het noorden blijft langer
koud dan een weg die overdag zon kan
vangen. Verder speelt een rol of de
omgeving van de weg (tamelijk
grootschalig gezien) in een dal of
op een heuvel ligt. Zo zal een
terrein dat in een dal ligt
(bijvoorbeeld rond de snelweg tussen
Amersfoort en Apeldoorn) een
verzamelplaats zijn voor koudere
lucht; koude lucht is namelijk
zwaarder dan wat warmere lucht en
heeft daardoor de neiging langs de
helling van het terrein naar beneden
te zakken, onder de warmere lucht
door te schuiven en zich dan onderin
het dal te verzamelen. |
|
|
 |
|
Tamelijk open landschap |
|
|
 |
|
Zeer ruw landschap (Bron:
Eric de Redelijkheid) |
|
|
|
De
warmtegeleiding
bepaalt
daarbij
hoe
snel
warmte
door
de
bodem
wordt
opgenomen
of
afgestaan.
Dit
kan
bijvoorbeeld
een
grote
rol
spelen
bij
het
glad
worden
van
een
wegdek.
Als
de
afkoeling
sterk
is,
kan
het
wegdek
nat
worden
door
condensatie
van
vocht
uit
de
atmosfeer.
Ook
kan
de
temperatuur
onder
nul
komen,
waardoor
het
vocht
bevriest
en
het
wegdek
glad
wordt.
Soms
kan
de
warmte
die
uit
de
bodem
naar
het
aardoppervlak
komt,
net
genoeg
zijn
om
te
verhinderen
dat
de
temperatuur
onder
nul
komt.
Even
verderop
koelt
het
wegdek
van
een
brug,
dat
geen
bodem
onder
zich
heeft
om
warmte
uit
te
putten,
wel
tot
onder
nul
af,
zodat
daar
het
natte
wegdek
bevriest
en
glad
wordt. |
|
|
Er
wordt
echter
maar
een
gedeelte
van
de
zonnestraling
in
warmte
omgezet
in
het
bovenste
laagje
van
de
bodem.
Een
deel
wordt
gereflecteerd
en
een
gedeelte
dringt
direct
door
tot
wat
diepere
lagen.
Zo
is
een
zandbodem
niet
transparant
en
zal
de
zonnestraling
slechts
in
een
dun
laagje
van
hooguit
een
paar
millimeter
dikte
doordringen
en
dat
laagje
dan
ook
sterk
opwarmen
('s
zomers
aan
het
strand
in
de
felle
zon,
kun
je
je
voeten
op
het
hete
zand
branden;
's
winters
duurt
het
lang
voordat
de
vorst
uit
de
grond
is).
Water
is
echter
wel
tamelijk
transparant
en
de
binnenvallende
zonnestraling
warmt
een
dikke
laag
water
op.
Het
wateroppervlak
wordt
dan
ook
niet
zo
sterk
opgewarmd,
maar
wel
wordt
er
veel
warmte
opgeslagen
doordat
de
warmte
over
een
dikke
laag
verdeeld
wordt.
De
stralingseigenschappen
voor
zonnestraling
van
de
bodem,
zijn
hierbij
dus
van
groot
belang. |
|
|
Is
de
zonnestraling
eenmaal
in
bodemwarmte
omgezet,
dan
wordt
ook
weer
een
groot
gedeelte
van
die
warmte
door
de
bodem
afgegeven
in
de
vorm
van
straling;
deze
zogeheten
infrarode
straling
kunnen
we,
in
tegenstelling
tot
de
straling
van
de
zon,
niet
zien.
Dus
ook
de
stralingseigenschappen
van
de
bodem
in
het
infrarood
zijn
van
belang.
Een
mooi
voorbeeld
bieden
de
stralingseigenschappen
van
sneeuw.
Sneeuw
reflecteert
vrijwel
alle
zichtbare
licht
en
absorbeert
weinig
of
niets;
sneeuw
is
dan
ook
wit.
Diezelfde
sneeuw
absorbeert
echter
praktisch
alle
aardse
(infrarode)
straling
en
kan
die
straling
tevens
goed
uitzenden.
Dat
is
ook
de
reden
dat
het
's
winters
boven
een
sneeuwdek
veel
sterker
afkoelt
dan
boven
grond
waar
geen
sneeuw
ligt. |
De bodem oefent zijn invloed vooral uit door zijn stralings- en thermische eigenschappen. Zoals we in het hoofdstuk over straling nog zullen zien, wordt op het aardoppervlak vallende zonne-energie grotendeels gebruikt om de bodem op te warmen. Het aardoppervlak raakt daarna door uitwisselingsprocessen die warmte weer kwijt aan de lucht erboven, die daardoor opwarmt. Tevens verdwijnt er via geleiding een deel van de
warmte de bodem in; deze wordt daar opgeslagen. Is het aardoppervlak echter veel kouder dan de bodem, dan staat de bodem weer warmte aan het oppervlak af. Voor deze processen is zowel het vermogen van de bodem om warmte op te slaan, de zogeheten warmtecapaciteit, als het warmtegeleidingvermogen van de bodem van belang. |
| |
De warmtegeleiding bepaalt daarbij hoe snel warmte door de bodem wordt opgenomen of afgestaan.
Dit kan bijvoorbeeld een grote rol spelen bij het glad worden van een wegdek. Als de afkoeling sterk is,
kan het wegdek nat worden door condensatie van vocht uit de atmosfeer. Ook kan de temperatuur
onder nul komen, waardoor het vocht bevriest en het wegdek glad wordt. Soms kan de warmte die uit
de bodem naar het aardoppervlak komt, net genoeg zijn om te verhinderen dat de temperatuur onder
nul komt. Even verderop koelt het wegdek van een brug, dat geen bodem onder zich heeft om warmte
uit te putten, wel tot onder nul af, zodat daar het natte wegdek bevriest en glad wordt. |
| |
Er wordt echter maar een gedeelte van de zonnestraling in warmte omgezet in het bovenste laagje van
de bodem. Een deel wordt gereflecteerd en een gedeelte dringt direct door tot wat diepere lagen. Zo is
een zandbodem niet transparant en zal de zonnestraling slechts in een dun laagje van hooguit een paar millimeter dikte doordringen en dat laagje dan ook sterk opwarmen ('s zomers aan het strand in de felle zon, kun je je voeten op het hete zand branden; 's winters duurt het lang voordat de vorst uit de grond is). Water is echter wel tamelijk transparant en de binnenvallende zonnestraling warmt een dikke laag water op. Het wateroppervlak wordt dan ook niet zo sterk opgewarmd, maar wel wordt er veel warmte opgeslagen doordat de warmte over een dikke laag verdeeld wordt. De stralingseigenschappen voor zonnestraling van de bodem, zijn hierbij dus van groot belang. |
|
|
 |
|
Afbeelding-3 |
|
| |
3: Satellietbeeld van Nederland. Wit is koud. De Hollandse duinen zijn het sterkst afgekoeld. Verder zijn sporen zichtbaar van sneeuw,
achtergelaten door buien die het land binnentrokken en vervolgens uitdoofden. |
| |
Is de zonnestraling eenmaal in bodemwarmte omgezet, dan wordt ook weer een groot gedeelte van die warmte door de bodem afgegeven in de vorm van straling; deze zogeheten infrarode straling kunnen we, in tegenstelling tot de straling van de zon, niet zien. Dus ook de stralingseigenschappen van de bodem in het infrarood zijn van belang. Een mooi voorbeeld bieden de stralingseigenschappen van sneeuw.
Sneeuw reflecteert vrijwel alle zichtbare licht en absorbeert weinig of niets; sneeuw is dan ook wit. Diezelfde sneeuw absorbeert echter praktisch
alle aardse (infrarode) straling en kan die straling tevens goed uitzenden. Dat is ook de reden dat het 's winters boven een sneeuwdek veel sterker afkoelt dan boven grond waar geen sneeuw ligt. |
| |
|
|
9.8
bodemvochtigheid |
|
|
|
Door
verdamping
wordt
vocht,
dat
een
cruciale
rol
speelt
bij
de
vorming
van
gladheid,
uit
de
bodem
in
de
atmosfeer
gebracht.
Daarvoor
is
ook
het
vochtgehalte
van
de
bodem
van
belang
en
natuurlijk
de
aanwezigheid
van
water
(plassen,
rivieren,
meren).
De
capaciteit
van
een
bodem
om
vocht
te
bevatten
en
beschikbaar
te
hebben
voor
verdamping,
hangt
af
van
de
structuur
van
de
bodem.
Maar
het
daadwerkelijke
vochtgehalte
hangt
af
van
het
weer.
Zo
zal
een
zandbodem
na
fikse
regen
veel
vocht
bevatten;
het
vocht
wordt
meestal
echter
snel
afgevoerd
naar
diepere
lagen,
zodat
er
niet
zoveel
tegelijkertijd
beschikbaar
is
voor
verdamping.
Op
kleigrond
blijft
het
water
vaak
staan
en
het
wordt
moeilijk
en
langzaam
afgevoerd;
er
is
dan
een
rol
bij
het
verschil
in
gedrag
tussen
gewoon
asfalt
en
zoab.
Gewoon
asfalt
heeft
weinig
poriën
en
neemt
weinig
water
op.
Zoab
daarentegen
neemt
veel
water
op
in
de
poriën.
Dit
water
kan
verdampen
en
op
het
wegdek
condenseren.
Bij
afkoeling
kan
dan
bevriezing
en
gladheid
optreden. |
|
|
|
9.9
Onderlinge
samenhang |
|
|
|
Het
zal
duidelijk
zijn
dat
de
in
dit
hoofdstuk
besproken
factoren
niet
onafhankelijk
van
elkaar
werken,
maar
elkaar
onderling
ook
beïnvloeden.
Zo
zal
op
een
warme
zomerse
dag
de
temperatuur
op
zandgronden
sterk
oplopen.
Als
er
boven
een
vochtige
bodem
of
in
de
buurt
van
meren
veel
vocht
beschikbaar
is
voor
verdamping,
dan
kan
dat
bij
'gunstige'
wind
de
lucht
boven
de
zandgronden
extra
vochtig
maken.
Zoals
we
later
zullen
zien
kan
dit
leiden
tot
wolkenvorming
en
er
kunnen
mogelijk
zelfs
buien
ontstaan.
Grasland
daarentegen,
zal
onder
dezelfde
omstandigheden
niet
zo
warm
worden,
waardoor
daarboven
niet
zo
gemakkelijk
wolken
en
buien
ontstaan.
We
zien
dat
de
bodemgesteldheid,
de
terreinomstandigheden
en
het
vocht
in
de
bodem
dan
allemaal
belangrijk
zijn.
Bij
mistvorming
is
dat
vaak
nog
sterker.
Daar
zijn
terreinomstandigheden
en
aanvoer
en/of
aanwezigheid
van
vocht
en
mate
van
energie-uitstraling
door
het
aardoppervlak
erg
belangrijk.
|
|
|
|
Winter,
weer
en
wegen -
Kees Floor |
|
|
|
|
