|
Hoe ontstaat een tornado? |
|
Men schat dat er elke dag wereldwijd wel
40.000 onweersbuien voorkomen. Dit vertaalt
zich in een verbazend aantal van 14,6
miljoen keer per jaar dat onweersbuien
voorkomen. In de Verenigde Staten komen
onweersbuien in grote aantallen voor waaruit
tornado's kunnen ontstaan. Hieronder worden
alle voorwaarden beschreven die tot een
tornado kunnen leiden en de gevolgen. |
|

|
Jaarlijks aantal
onweersbuien in de Verenigde
Staten Uit: Koehler, Thomas
L., 2019: Cloud-to-Ground
Lightning Flash Density en
Thunderstorm
Day-distributies over de
aangrenzende
Verenigde Staten Afgeleid
van NLDN-metingen:
1993-2018.
Wordt beoordeeld bij Monthly
Weather Review.
|
|
De
bovenstaande afbeelding
toont het gemiddelde aantal
onweersdagen per jaar in de
Verenigde Staten (de
afbeelding definieert een
dag met onweersbuien als
twee bliksemflitsen binnen
een straal van 18,5
km. De meest voorkomende
gebeurtenis is in de
zuidoostelijke staten, met Florida
met het
hoogste aantal
'donder'-dagen (80 tot 105+
dagen per jaar). Het
is in dit deel van het land
dat warme, vochtige lucht
uit de Golf van Mexico en de
Atlantische Oceaan (die we
later zullen zien,
noodzakelijke ingrediënten
zijn voor de ontwikkeling
van onweer) het
gemakkelijkst beschikbaar
is
om de ontwikkeling van
onweer te stimuleren |
|
De noodzakelijke ingrediënten voor
het ontstaan van een onweersbui |
|
Alle onweersbuien hebben drie ingrediënten nodig voor hun vorming: |
1: vochtige lucht. |
2: Instabiliteit. |
3: opstijgende lucht. |
|
|
Bronnen van vocht |
Typische vochtbron voor onweer zijn de oceanen. De watertemperatuur speelt echter een grote rol in de hoeveelheid vocht die aan de atmosfeer wordt toegevoegd. Dit gebeurt in
het gedeelte van de oceaan waar het warme oceaan water langs
de oostkust stroomt of waar
het koude oceaan
water langs de westkust stroomt. De
verdamping is hoger in de warme oceaan
stroming en daarom komt er meer de vocht in
de atmosfeer dan bij koude zeestromingen op
dezelfde breedtegraad. |
|
Omdat er in het zuidoosten van de VS het
warme water van de Atlantische Oceaan en de
Golf van Mexico samen het koele land op
stroomt, dit verklaard waarom er veel meer
regen in deze regio valt dan in
vergelijkbare gebieden met dezelfde
breedtegraad zoals in Zuid-Californië. |
|
|
 |
De oceanen zijn de vochtbronnen voor de ÙSA |
|
|
Instabiliteit |
Lucht wordt
als onstabiel beschouwd als
het blijft stijgen als het
een duwtje naar boven krijgt
(of blijft zinken als het
een duwtje naar beneden
krijgt). Een onstabiele
luchtmassa wordt gekenmerkt
door warme vochtige lucht
nabij het oppervlak en koude
droge lucht daarboven. |
|
 |
|
In
deze situaties, als een
luchtbel of luchtpakket
omhoog wordt geduwd, zal
deze vanzelf blijven
stijgen.
Terwijl dit pakketje stijgt,
koelt het af en een deel van
de waterdamp condenseert en
vormt de bekende hoge
cumulonimbuswolk die de
onweersbui is.
|
Bronnen van lift (opwaartse beweging) |
Om een onweersbui te laten ontstaan, moet er meestal een mechanisme zijn dat de opwaartse beweging initieert, iets dat de lucht een duwtje naar boven geeft. Deze opwaartse beweging is een direct gevolg van de luchtdichtheid. |
|
Een deel van de opwarming van het aardoppervlak door de zon wordt overgedragen aan de lucht, die op zijn beurt verschillende luchtdichtheden creëert. De neiging van lucht om te stijgen neemt toe met afnemende dichtheid. Dit verschil in luchtdichtheid is de belangrijkste bron voor lift en wordt bereikt door verschillende methoden. |
|
|
Differentiële verwarming |
De opwarming van het
aardoppervlak door de zon is
niet uniform. Een grasveld
zal bijvoorbeeld langzamer
opwarmen dan een verharde
straat.
Een watermassa zal langzamer
opwarmen dan de nabijgelegen
landmassa.Dit zal twee
aangrenzende gebieden
creëren waar de lucht van
verschillende dichtheden is.
De koelere lucht zakt naar
beneden, door de
zwaartekracht naar het
oppervlak getrokken,
waardoor de warmere,
minder dichte lucht omhoog
wordt geperst, waardoor
thermiek ontstaat. |
|
Fronten, droge lijnen en
uitstroomgrenzen |
Fronten zijn de grens tussen twee luchtmassa's met verschillende temperaturen en dus verschillende luchtdichtheden. De koudere, dichtere lucht achter de voorste lift warmer, minder dichte lucht abrupt. Als de lucht vochtig is, vormen zich vaak onweersbuien langs het koufront. |
|
Dry Lines vormen de grens tussen twee luchtmassa's met een verschillend vochtgehalte en scheiden warme, vochtige lucht van hete, droge lucht. Vochtige lucht is minder dicht dan droge lucht. Droge lijnen werken daarom op dezelfde manier als fronten, omdat de vochtige, minder dichte lucht omhoog en over de drogere, dichtere lucht wordt getild. |
|
De luchttemperatuur achter een drooglijn is vaak veel hoger door het gebrek aan vocht. Dat alleen al zal de lucht minder dicht maken, maar de vochtige lucht voor de drooglijn heeft een nog lagere dichtheid waardoor deze meer drijfvermogen heeft. Het eindresultaat is dat de lucht langs de droge lijn wordt opgetild en onweersbuien vormt. Dit is gebruikelijk in de vlaktes in het voorjaar en de vroege zomer. |
|
|
 |
Wolken die de bergtop bedekken terwijl de lucht door het terrein omhoog wordt geduwd. |
|
|
Uitstroomgrenzen zijn het resultaat van de
stroom koude lucht als een onweersbui boven
het hoofd beweegt. De regengekoelde dichtere
lucht fungeert als een "minikoud front", een
uitstroomgrens genoemd. Net als fronten,
heft deze grens warme vochtige lucht op en
kan nieuwe onweersbuien veroorzaken. |
|
Terrein |
Als
lucht een berg tegenkomt,
wordt deze door het terrein
omhoog geduwd.
Upslope-onweersbuien komen
in de zomer veel voor in de
Rocky Mountain West. |
|
De levenscyclus van een onweersbui |
|
 |
Cumulus |
|
|
|
Het eerste stadium begint een cumulus wolk vertikaal te groeien en kan wel een hoogte bereiken van 6 kilometer. De lucht in de wolk wordt gedomineerd door sterke opwaartse luchtstroom met enkele turbulente wervelingen langs de randen.
|
|
|
|
|
 |
Cumulus
Congentus |
|
|
|
In het tweede stadium groeit de wolk verder en bereikt vaak een hoogte van 12 tot 18 km. Sterke opwaartse en neerwaartse bewegingen bestaan naast elkaar. Dit is de gevaarlijkste fase waarin tornado's, grote hagel, schadelijke windstotenen plotselinge overstromingen kunnen optreden. |
|
|
|
|
 |
Cumulonimbus |
|
|
|
De neerwaartse beweging snijdt de opwaartse luchtstroom af. De storm krijgt niet langer warme, vochtige lucht om zichzelf te onderhouden en verdwijnt daarom. Lichte regen en zwakke uitstroomwinden kunnen in deze fase een tijdje aanhouden, voordat het aambeeldbovenkant oplost. |
|
|
|
De verschillende typen onweersbuien |
|
De
gewone Cell |
Zoals de naam al aangeeft, is er maar één
cel met dit soort onweer. Ook wel een "puls"
onweer genoemd, de gewone cel bestaat uit
een eenmalige opwaartse luchtstroom en een
eenmalige neerwaartse beweging. In de
torenhoge cumulus-fase zal de stijgende
opwaartse luchtstroom groeiende
regendruppels opschorten tot het punt waarop
het gewicht van het water groter is dan
wat
kan worden ondersteund. |
|
Op dat punt begint
de luchtweerstand
van de vallende
druppels de
opwaartse
luchtstroom te
verminderen en op
zijn beurt meer
regendruppels te
laten vallen.
In feite verandert
de vallende regen de
opwaartse
luchtstroom in een
neerwaartse
beweging. Nu de
regen terugvalt in
de opwaartse
luchtstroom, wordt
de toevoer
van vochtige
opstijgende lucht
afgesneden
en is de
levensduur van het
eencellige onweer
kort.
Ze zijn van korte
duur en hoewel hagel
en windvlagen kunnen
ontstaan, zijn deze
voorvallen doorgaans
niet ernstig. Als de
atmosferische
omstandigheden
echter
goed zijn en de
gewone cel sterk
genoeg is, bestaat
de mogelijkheid dat
er meer dan één cel
wordt gevormd,
waaronder
microstormwinden
(gewoonlijk minder
dan 112 km / u) en
zwakke tornado's.
Cluster met meerdere cellen |
Hoewel er tijden zijn dat een onweersbui bestaat uit slechts één gewone cel die
zijn levenscyclus doorloopt en verdwijnt zonder extra nieuwe celvorming, vormen onweersbuien zich vaak in clusters met talrijke cellen in verschillende ontwikkelingsstadia, die samenvloeien.
Terwijl elke individuele onweersbui cel, in een meercellige cluster, zich gedraagt
als een enkele cel, zijn de heersende atmosferische omstandigheden zodanig dat wanneer de eerste cel rijpt, deze stroomafwaarts wordt gedragen door de bovenste windsnelheden met een nieuwe cel die zich boven de wind vormt van de vorige cel om zijn plaats in te nemen.
De snelheid waarmee het hele cluster van onweersbuien stroomafwaarts beweegt, kan een enorm verschil maken in de hoeveelheid regen die een plaats ontvangt. Het komt vaak voor dat de individuele cel stroomafwaarts beweegt, maar dat er
zich cellen aan de bovenwindse kant van het cluster vormen en direct over het
pad van de vorige cel bewegen.
De term voor dit type patroon wanneer het door de radar wordt bekeken,
is "trainingsecho's". Trainingsonweersbuien produceren enorme regenval over
relatief kleine gebieden,
wat leidt tot plotselinge overstromingen.
Soms zijn de atmosferische omstandigheden zodanig dat de groei van nieuwe cellen behoorlijk krachtig is. Ze vormen zo snel dat elke nieuwe cel zich steeds verder stroomopwaarts ontwikkelt, waardoor het lijkt alsof de onweersbui stilstaat
of achteruit beweegt, tegen de wind op het hoogste niveau in.
In zeer kleine gebieden kunnen enorme hoeveelheden regen worden geproduceerd door onweersbuien op te bouwen. In 1972 viel 380 mm in zes uur tijd boven delen van Rapid City, SD als gevolg van stormen |
|
|

|
|
Meercellige buienlijn |
Soms vormen onweersbuien in een lijn die zich zijwaarts over honderden kilometers kan uitstrekken.uienlijnen" kunnen vele uren aanhouden en schadelijke wind en hagel veroorzaken. |
|
Opwaartse luchtstromen, en dus nieuwe cellen, vormen zich voortdurend aan de voorkant van het systeem met regen en hagel erachter.
Individuele opwaartse en neerwaartse onweersbuien langs de lijn kunnen behoorlijk sterk worden, wat resulteert in afleveringen van grote hagel en sterke uitstroomwinden die snel voor het systeem bewegen. Terwijl tornado's zich af en toe vormen op de voorrand van rukwinden, veroorzaken
ze voornamelijk windschade. |
|
Dit
is schade als gevolg van de
kracht van de wind naar
beneden door een horizontaal
onweer dat zich horizontaal
verspreidt terwijl het het
aardoppervlak bereikt. Langlevende
sterke buienlijnen genoemd
naar "derechos" (Spaans voor
'recht').
Derecho's
kunnen vele honderden
kilometers afleggen en
kunnen aanzienlijke
wijdverspreide schade
aanrichten door wind en
hagel. |
|
Langs de voorrand van de
buienlijn bevindt zich vaak
een laaghangende boog van
bewolking, de plankwolk
genaamd. Dit uiterlijk is
het resultaat van de door
regen gekoelde lucht die
zich van
onder de buienlijn
verspreidt en fungeert als
een mini-koufront.
De
koelere, dichte lucht dwingt
de
warmere, minder dichte
lucht omhoog.
De
snel opstijgende lucht koelt
en condenseert
waardoor de
plankwolk ontstaat |
|
Supercell onweersbuien |
Supercell-onweersbuien zijn een speciaal soort eencellige onweersbui die vele uren kan aanhouden. |
|
Ze zijn verantwoordelijk voor bijna alle belangrijke tornado's die in de VS worden geproduceerd en
voor de meeste hagelstenen die groter zijn dan de grootte van een golfbal. Van supercellen is ook bekend dat ze extreme winden en plotselinge overstromingen veroorzaken. |
|
Supercells zijn sterk georganiseerde stormen die worden gekenmerkt door opwaartse stromingen die snelheden kunnen bereiken van meer dan 160 km/u en die gigantische hagel kunnen produceren met sterke of zelfs gewelddadige tornado's.
Neerwaartse stromingen die door deze stormen worden geproduceerd, kunnen neerwaartse uitbarstingen/uitstroomwinden van meer dan 160 km/u veroorzaken, wat een grote bedreiging vormt voor mensenlevens en eigendommen. |
|
|
|
 |
|
De meest ideale omstandigheden voor supercellen doen zich voor wanneer de wind draait of met de klok mee draait met de hoogte. In een situatie met draaiende wind kunnen de winden bijvoorbeeld uit het zuiden komen aan de oppervlakte en uit het westen op 15.000 voet (4.500 meter).
Deze verandering in windsnelheid en -richting produceert rotatie op stormschaal, wat betekent dat de hele wolk roteert, wat een gestreept of kurkentrekkerachtig uiterlijk kan geven aan de opwaartse luchtstroom van de storm. |
|
 |
De ideale LP supercel |
|
|
 |
De ideale LP supercel |
|
|
 |
|
Dynamisch zijn alle supercellen fundamenteel vergelijkbaar. Ze zien er echter vaak visueel heel verschillend uit van de ene storm tot de andere, afhankelijk van de hoeveelheid neerslag die de storm vergezelt en of de neerslag naast of wordt verwijderd uit de opwaartse stroming van de storm. |
|
Op basis van hun uiterlijk worden supercellen vaak verdeeld in drie groepen: |
|
- Achterste Flank Supercell -
Weinig
neerslag (LP), |
- Classic (CL), of |
- Voorzijde Flank Supercell -
Veel
neerslag (HP). |
|
In supercells met weinig neerslag bevindt de opwaartse luchtstroom zich op de achterflank van de storm en geeft de wolk een kapperspaal of kurkentrekker-uiterlijk. Neerslag is schaars of goed verwijderd uit de opwaartse luchtstroom en/of is vaak transparant. Ook is grote hagel vaak moeilijk visueel waar te nemen. Met het gebrek aan neerslag, geen "haak" gezien op Doppler-radar. |
|
De meeste supercellen vallen in de categorie "klassiek". De klassieke supercel heeft een grote, platte opwaartse luchtstroom met strepen of strepen rond de omtrek van de opwaartse luchtstroom. Zware neerslag valt naast de opwaartse stroming met grote hagel waarschijnlijk en heeft het potentieel voor sterke, langlevende tornado's. |
|
Supercellen met hoge neerslag: |
|
- de opwaartse luchtstroom op
de voorflank van de storm |
- neerslag die soms bijna de
opwaartse luchtstroom omringt |
- de waarschijnlijkheid van
een muurwolk (maar deze kan worden
verduisterd door de zware neerslag) |
- tornado's die
mogelijk door regen worden omhuld (en daarom
moeilijk te zien), en |
- extreem zware
neerslag met plotselinge overstromingen. |
|
Onder de supercel is vaak ook de rotatie van de storm zichtbaar. Het is zichtbaar als een neergelaten, roterende wolk, een muurwolk genaamd,
die zich vormt onder de regenvrije basis en / of onder de opwaartse stroming van de hoofdstormtoren. Muurwolken bevinden zich vaak op de achterflank van de neerslag. |
|
De muurwolk is soms een voorbode van een tornado. Als zich een tornado zou vormen, zou deze dat meestal binnen de muurwolk doen.
Bij sommige stormen, zoals supercellen met veel neerslag, kan het muurbewolkingsgebied worden verduisterd door neerslag of zich op de voorste flank van de storm bevinden. |
|
|
Muurwolken in verband met mogelijk zware stormen: |
- Die langer dan 10 minuten aanhouden |
- Zorg voor zichtbare rotatie |
- Met veel stijgende of dalende
bewegingen binnen en rond de muurwolk |
|
Gevaren tijdens onweersbuien - Hagelstenen |
|
Hagel is neerslag die wordt gevormd wanneer opwaartse stromingen in onweersbuien regendruppels omhoog voeren naar extreem koude delen van de atmosfeer. Hagel kan vliegtuigen, huizen en auto's beschadigen en kan dodelijk zijn voor vee en mensen. Een van de mensen die omkwamen tijdens de tornado van 28 maart 2000 in Fort Worth, kwam om het leven toen het werd getroffen door hagel ter grootte van een grapefruit. |
|
Terwijl Florida de meeste onweersbuien heeft, hebben New Mexico, Colorado en Wyoming meestal de meeste hagelbuien. Waarom? Het vriesniveau in de onweersbuien in Florida is zo hoog dat de hagel vaak smelt voordat hij de grond bereikt. |
|
Hagelstenen groeien door botsing met onderkoelde waterdruppels. (Onderkoelde druppels zijn vloeibare druppels omgeven door lucht die onder het vriespunt is, wat vaak voorkomt bij onweersbuien.) Er zijn twee methoden waarmee de hagelsteen groeit, natte groei en droge groei, en die de "gelaagde look" van hagel produceren. |
|
Bij natte groei bevindt de hagelsteenkern (een klein stukje ijs) zich in een gebied waar de luchttemperatuur onder het vriespunt is, maar niet superkoud. Bij een botsing met een onderkoelde druppel bevriest het water niet onmiddellijk rond de kern. Dezelfde doorsnede als voorheen,
maar met een geïdealiseerd pad van hagel in de wolk. In plaats daarvan verspreidt vloeibaar water zich over tuimelende hagelstenen en bevriest
het langzaam. Omdat het proces langzaam gaat, kunnen luchtbellen ontsnappen, wat resulteert in een laag helder ijs. |
|
Bij droge groei is de luchttemperatuur ver onder het vriespunt en bevriest de waterdruppel onmiddellijk wanneer deze tegen de kern botst.
De luchtbellen worden op hun plaats "bevroren", waardoor troebel ijs achterblijft. Sterke opwaartse stromingen creëren een regenvrij gebied in supercell onweersbuien. Meteorologen noemen dit gebied een WER wat staat voor "weak echo region". |
|
 |
Sterke
opwaartse luchtstromen creëren een
regenvrij onef onder de voorrand
van een supercel. |
|
|
 |
Dezelfde
doorsnede als hiervoor, maar met een
geïdealiseerd pad van hagel binnen
de wolk. |
|
Hagelsteen
afmeting |
Diameter |
Stijgsnelheid |
in. |
cm. |
mph |
km/h |
bb |
< 1/4 |
< 0.64 |
< 24 |
< 39 |
Pea |
1/4 |
0.64 |
24 |
39 |
marble |
1/2 |
1.3 |
35 |
56 |
dime |
7/10 |
1.8 |
38 |
61 |
penny |
3/4 |
1.9 |
40 |
64 |
nickel |
7/8 |
2.2 |
46 |
74 |
quarter |
1 |
2.5 |
49 |
79 |
half dollar |
1 1/4 |
3.2 |
54 |
87 |
walnut |
1 1/2 |
3.8 |
60 |
97 |
golf ball |
1 3/4 |
4.4 |
64 |
103 |
hen egg |
2 |
5.1 |
69 |
111 |
tennis ball |
2 1/2 |
6.4 |
77 |
124 |
baseball |
2 3/4 |
7.0 |
81 |
130 |
tea cup |
3 |
7.6 |
84 |
135 |
grapefruit |
4 |
10.1 |
98 |
158 |
softball |
4 1/2 |
11.4 |
103 |
166 |
|
|
Deze term,
WER, komt
van een
schijnbaar
regenvrij
gebied van
een
onweersbui
die aan één
kant EN
daarboven
wordt
begrensd
door zeer
intense
neerslag die
wordt
aangegeven
door een
sterke echo
op de radar.
Dit
regenvrije
gebied wordt
geproduceerd
door de
opwaartse
stroming en
zorgt ervoor
dat regen en
hagel omhoog
worden
geduwd en de
sterke
radarecho
wordt
geproduceerd. |
|
1: De
hagelkern,
ondersteund
door de
opwaartse
luchtstroom,
wordt omhoog
gedragen door de opwaartse luchtstroom en begint groter te
worden als
deze
botst met onderkoelde regendruppels en andere kleine stukjes
hagel. |
|
2: Soms wordt de hagelsteen uit de opwaartse
luchtstroom geblazen en vallen
naar de
aarde. |
|
3: Als de opwaartse
luchtstroom sterk genoeg is, zal het de
hagelsteen terug in de
wolk komen, waar het
opnieuw in botsing komt met water en hagel en groeit.
Dit
proces kan meerdere keren worden herhaald. |
|
4: In alle gevallen, wanneer
de hagelsteen niet langer kan worden
ondersteund door
de opwaartse luchtstroom, valt hij op de aarde. Hoe sterker de opwaartse
luchtstroom, hoe groter de hagelstenen die
door het onweer kunnen worden
geproduceerd. |
|
Meercellige onweersbuien
veroorzaken veel hagelstormen, maar meestal
niet de grootste hagelstenen.
De reden hiervoor is dat de
volwassen fase in de levenscyclus van de
multicel relatief kort is, wat de tijd voor
groei verkort. |
|
De aanhoudende opwaartse
luchtstroom in supercel onweersbuien
ondersteunt
echter grote hagelvorming door
de hagelstenen herhaaldelijk in de zeer
koude lucht
op de top van de onweerswolk te
heffen. |
|
Hoe sterker de opwaartse
luchtstroom, hoe groter de hagelsteen kan
worden. In alle
gevallen valt de hagel wanneer de opwaartse
luchtstroom van het onweer het gewicht van
het ijs niet langer kan dragen. |
|
Hoe sterk moet de opwaartse luchtstroom zijn
voor de verschillende maten hagel?
De tabel
(links) geeft de geschatte snelheid voor
elke maat. |
|
Schade veroorzaakt door wind |
|
Schadelijke wind
door onweersbuien
komt veel vaker voor
dan schade door
tornado's. In feite
verwarren velen
schade die wordt
veroorzaakt door
"rechte" winden en
schrijven deze vaak
ten onrechte toe aan
tornado's.
De bron van
schadelijke winden
is goed bekend en
begint met de
neerwaartse
beweging. Terwijl de
lucht opstijgt, zal
deze afkoelen tot
het punt van
condensatie
waar
waterdamp kleine
waterdruppeltjes
vormt,
die de
cumuluswolk
omvatten.
Nabij het midden van
de opwaartse
luchtstroom beginnen
de deeltjes te
botsen en
coalescentie vormen
grotere druppeltjes.
Dit gaat door totdat
de opstijgende lucht
de steeds groter
wordende
waterdruppels niet
langer kan dragen.
Zodra de
regendruppels
beginnen te vallen,
zorgt wrijving
ervoor dat de
opstijgende lucht
naar het oppervlak
zelf begint te
vallen. Ook zal een
deel van de vallende
regen verdampen.
Door verdamping
wordt warmte-energie
uit de atmosfeer
verwijderd en wordt
de lucht gekoeld die
bij de neerslag
hoort.
Door de afkoeling
neemt de dichtheid
van de lucht toe
waardoor deze naar
de aarde zakt. De
neerwaartse beweging
betekent ook het
einde van de
convectie met het
onweer en de
daaropvolgende
afname. Wanneer deze
dichte geregend
gekoelde lucht het
oppervlak bereikt,
verspreidt het zich
horizontaal, waarbij
de voorste rand van
de koele lucht een
windvlaag vormt.
Het windvlaagfront
markeert de grens
van een sterke
temperatuur daling en
toename van de
windsnelheid. Het
windvlaagfront kan
dienen als hefpunt
voor de ontwikkeling
van nieuwe
onweerscellen of de
toevoer van vochtige
instabiele lucht
voor oudere cellen
afsnijden.
Downbursts worden
gedefinieerd als
sterke wind
geproduceerd door
een neerwaartse
beweging over een
horizontaal gebied
tot 10
kilometer. Downbursts worden
verder onderverdeeld
in microbursts en
macrobursts. |
Microburst en Macrobursts |
Een
microburst
is een
kleine
downburst
met een
uitstroom
van minder
dan 4
kilometer in
horizontale
diameter en
duurt
slechts 2-5
minuten.
Ondanks hun
kleine
formaat
kunnen
microbursts
destructieve
winden
produceren
tot 270 km/u .
Ze creëren
ook
gevaarlijke
omstandigheden
voor piloten
en zijn
verantwoordelijk
geweest voor
verschillende
rampen.
Bijvoorbeeld, |
|
1:
Als vliegtuigen afdalen (boven) naar de luchthaven, volgen ze een
beeldlijn genaamd de glijhelling (ononderbroken lichtblauwe lijn)
naar de startbaan. |
2: Bij het
ingaan van
de
microburst,
ontmoet het
vliegtuig
een
tegenwind,
een toename
van de windsnelheid boven het vliegtuig.
De sterkere wind zorgt voor
extra lift
waardoor het vliegtuig boven
het glijpad uitkomt. Om het vliegtuig naar de
juiste
positie
terug te
brengen, verlaagt de piloot het gaspedaal om de snelheid van het
vliegtuig
te verlagen,
waardoor het vliegtuig daalt. |
3: Terwijl
het
vliegtuig
doorvliegt
naar de
andere kant
van de
microburst,
verschuift
de windrichting en is nu een "rugwind" zoals
die van achter het
vliegtuig
is. Dit
vermindert
de wind over de vleugel
en vermindert de lift. Het vliegtuig
zakt onder
het glijpad. |
|
|
|
 |
|
4: De
"rugwind"
blijft
echter sterk
en zelfs als
de piloot
vol gas
geeft en
probeert de
lift weer
op te voeren, kan er weinig of geen ruimte zijn om te
herstellen
van de
snelle
daling waardoor het vliegtuig vlak voor de landingsbaan crasht. |
|
Sinds de ontdekking van dit effect in het
begin tot het midden van de jaren tachtig,
zijn piloten nu getraind om deze gebeurtenis
te herkennen en passende maatregelen te
nemen om ongevallen te voorkomen. Ook zijn
veel luchthavens nu uitgerust met apparatuur
om microbursts te
detecteren en vliegtuigen te waarschuwen
voor hun optreden. |
|
Een macroburst is groter dan een microburst
met een horizontale omvang van meer dan 4 km
in diameter. Een macroburst is ook niet zo
sterk als een microburst, maar kan nog
steeds winden produceren tot wel 130 mph
(210 km/h). Schadelijke winden duren over
het algemeen langer,
van 5 tot 20 minuten, en veroorzaken
tornado-achtige schade tot een EF-3-schaal. |
|
In natte, vochtige omgevingen, macrobursts
en microbursts gaan gepaard met hevige
regenval op de grond. Als de storm zich
echter in een relatief droge omgeving vormt,
kan de regen verdampen voordat deze de grond
bereikt en zullen deze regenbuien zonder
neerslag zijn, ook wel droge microbursts
genoemd. |
|
In het zuidwesten van de woestijn komen
stofstormen vrij vaak voor als gevolg van
downbursts. De stad Phoenix, Arizona heeft
elke zomer doorgaans 1-3 stofstormen vanwege
de koelere, dichte lucht die zich verspreidt
door onweersbuien. Op 5 juli 2011
resulteerde een enorme stofstorm in
wijdverspreide gebieden met nul of bijna nul
zichtbaarheid in Phoenix. De wind die deze
storm veroorzaakte, werd gegenereerd door
downbursts van onweersbuien met
windsnelheden tot 70 mph (110 km / h). |
Hitte Uitbarstingen |
Droge downbursts zijn verantwoordelijk voor een zeldzame weersgebeurtenis genaamd "Heat Bursts". Warmte-uitbarstingen treden meestal 's nachts op, worden geassocieerd met afnemende onweersbuien en worden gekenmerkt door vlagerige en soms schadelijke winden gecombineerd met een sterke temperatuurstijging en een scherpe daling van het dauwpunt (vochtigheid). |
|
Het proces van het creëren van een droge microburst begint hoger in de atmosfeer voor hitte-uitbarstingen. Tijdens het verdampingsproces vormt zich een zak met koele lucht in de lucht, zoals bij elke downburst. Maar als de neerslag valt, verdampt het voordat het de grond bereikt. De koele, dichte lucht zakt door de zwaartekracht, maar aangezien er geen regendruppels zijn om warmte op te nemen, wordt de lucht door compressie opgewarmd. |
|
Het kan zelfs behoorlijk heet en erg droog worden. De temperaturen stijgen over het algemeen in een paar minuten met 10 tot 20 graden en het is bekend dat ze stijgen tot meer dan 120 ° F (49 ° C) en enkele uren op hun plaats blijven voordat ze weer normaal worden. Een dergelijke hitte-uitbarsting vond plaats in Wichita, KS op 9 juni 2011. |
|
|
|
 |
|
Derechos |
Als de atmosferische omstandigheden juist zijn, kunnen wijdverbreide en langdurige stormen ontstaan, in combinatie met een reeks snel bewegende buien of onweersbuien. Het woord "derecho" is van Spaanse oorsprong en betekent rechtdoor. Een derecho bestaat uit een "familie van downburst-clusters" en moet per definitie minimaal 240 mijl lang zijn. Meer informatie over derecho's. |
|
Gevaren tijdens onweersbuien - Tornados |
|
Een tornado is een gewelddadig roterende (meestal tegen de klok in op het noordelijk halfrond) luchtkolom die neerdaalt uit een onweersbui en in contact komt met de grond. Hoewel tornado's meestal van korte duur zijn en slechts een paar minuten duren, kunnen ze soms meer dan een uur duren en meerdere kilometers afleggen met aanzienlijke schade als gevolg. Tornado's en bliksem zijn het meest gevaarlijke aspecten van onweersbuien. In een gemiddeld jaar zullen ongeveer 1300 tornado's de Verenigde Staten treffen. De piek van het tornadoseizoen is van april tot juni, met meer tornado's die de centrale Verenigde Staten treffen dan op enige andere plaats ter wereld. Dit deel van het land heeft de bijnaam Tornado-Alley
gekregen. |
|

|
Jaarlijks gemiddeld
aantal tornado's per staat (1985-2014). |
Windschering |
De meeste tornado's komen voort uit supercell onweersbuien. Supercell-onweersbuien worden gekenmerkt door een aanhoudende roterende opwaartse stroming en vormen zich in omgevingen met sterke verticale windschering. Windschering is de verandering in windsnelheid en/of richting met de hoogte. |
|
Directionele windschering is de verandering in windrichting met hoogte. In de onderstaande afbeelding kijkt het uitzicht naar het noorden. De wind aan de oppervlakte waait uit het zuidoosten tot het noordwesten. Naarmate de hoogte toeneemt, buigt de richting (verandert van richting in een beweging met de klok mee) naar het zuiden, dan naar het zuidwesten en ten slotte naar het westen. |
|
Speed shear is de verandering in windsnelheid met hoogte. In de onderstaande afbeelding neemt de wind toe met de hoogte. Dit heeft de neiging om een rollend effect op de atmosfeer te creëren en wordt verondersteld een sleutelcomponent te zijn bij de vorming van mesocyclonen die tot tornado's kunnen leiden. Sterke verticale afschuiving is de combinatie van een gerichte afschuiving en een sterke snelheidsafschuiving en is de toestand die supercellen het meest ondersteunt. |
|
 |
Directional Shear - Windrichting
verandert met de hoogte |
|
|
 |
Speed
Shear - Windsnelheid verandert
met de hoogte. |
|
|
|
De opwaartse
luchtstroom tilt de
roterende luchtkolom
op die wordt
gecreëerd door de
speed shear. Dit
levert twee
verschillende
rotaties op voor
de supercel;
cyclonale of
linksdraaiende
rotatie en een
anticyclonale
rotatie met de klok
mee. De directionele
afschuiving
versterkt de
cyclonische rotatie
en vermindert de
anti-cyclonale
rotatie (de rotatie
aan de rechterkant
van de opwaartse
luchtstroom in de
afbeelding - rechts
gelegen).
Het enige dat
overblijft is de
cyclonale rotatie
die een mesocycloon
wordt genoemd. Een
supercel is per
definitie een
ronddraaiende
onweersbui.
Van bovenaf gezien (afbeelding links), geeft de rotatie tegen de klok in van de mesocycloon de supercel zijn klassieke "haak"-uiterlijk wanneer deze door radar wordt gezien. Naarmate de lucht stijgt in de storm, wordt deze met de tijd uitgerekt en smaller. |
|
De exacte processen voor de vorming van een trechter zijn nog niet bekend. Recente theorieën suggereren dat zodra een mesocycloon aan de gang is, de ontwikkeling van tornado's verband houdt met de temperatuurverschillen over de rand van de neerwaartse luchtstroom die zich rond de mesocycloon wikkelt. |
|
|
|
 |
|
Wiskundige modelleringsstudies van
tornado-vorming geven echter ook aan dat het
kan gebeuren zonder dergelijke
temperatuurpatronen;
en in feite werd op 3 mei 1999 in Oklahoma
zeer weinig temperatuurvariatie waargenomen
in de buurt van enkele van de meest
destructieve tornado's in de geschiedenis |
|
De Tornado zelf |
De trechterwolk van een tornado bestaat uit vochtige lucht. Terwijl de trechter naar beneden gaat, condenseert de waterdamp erin tot vloeistofdruppels. De vloeistofdruppels zijn identiek aan wolkendruppels, maar worden niet beschouwd als onderdeel van de wolk, omdat ze zich in de trechter vormen. Door de waterdruppels wordt de aflopende trechter zichtbaar gemaakt. De trechter neemt de kleur aan van de wolkendruppels, die wit zijn. |
|
Door de luchtbeweging zullen stof en puin op de grond beginnen te roteren, vaak enkele meters hoog en honderden
meters breed. Nadat de trechter de grond raakt en een tornado wordt, verandert de kleur van de trechter. De kleur hangt vaak af van het soort vuil en het puin dat wordt verplaatst (rood vuil produceert een rode tornado, zwart vuil een zwarte tornado, enz.). |
|
Tornado's kunnen enkele seconden tot meer dan een uur duren, maar de meeste duren minder dan 10 minuten. De grootte en/of vorm van een tornado is geen maatstaf voor zijn kracht. Af en toe richten kleine tornado's grote schade aan en sommige zeer grote tornado's, meer dan een kwart mijl breed, hebben slechts lichte schade aangericht. |
|
|
 |
|
De tornado zal geleidelijk aan intensiteit
verliezen. De condensatietrechter wordt
kleiner, de tornado wordt met de hoogte
gekanteld en krijgt een verwrongen,
touwachtig uiterlijk voordat hij volledig
verdwijnt. Lees meer over tornado's in de
veelgestelde vragen van het NWS Storm
Prediction Center. |
|
De verbeterde F-schaal |
De verbeterde F-SchaalDe schaal van Fujita (F) is oorspronkelijk ontwikkeld door Dr. Tetsuya Theodore Fujita om de windsnelheden van tornado's
te schatten op basis van schade die is achtergelaten door een tornado. Een Enhanced Fujita (EF)-schaal, ontwikkeld door een forum van nationaal bekende meteorologen en windingenieurs, bracht verbeteringen aan op de oorspronkelijke F-schaal. De EF-schaal werd in 2007 operationeel en verving de originele F-schaal die sinds 1971 in gebruik was. |
|
De oorspronkelijke F-schaal had beperkingen, zoals een gebrek aan schade-indicatoren, geen rekening gehouden met bouwkwaliteit en variabiliteit,
en geen definitieve correlatie tussen schade en windsnelheid. Deze beperkingen kunnen ertoe hebben geleid dat sommige tornado's op een inconsistente manier werden beoordeeld en, in sommige gevallen, tot een overschatting van de tornado-windsnelheden. De EF-schaal houdt
rekening met meer variabelen dan de oorspronkelijke F-schaal deed bij het toekennen van een windsnelheid aan een tornado. |
|
De EF-schaal bevat 28 schade-indicatoren (DI's), zoals gebouwtype, constructies en bomen. Voor elke schade-indicator zijn er acht schadegraden (DOD), variërend van het begin van zichtbare schade tot volledige vernietiging van de schade-indicator. De originele F-schaal hield geen rekening met deze details. Met de EF-schaal heeft een F3-tornado bijvoorbeeld geschatte windsnelheden tussen 136 en 165 mph (218 en 266 km/h), terwijl met de originele F-schaal een F3-tornado wind heeft die wordt geschat tussen 162-205 mph (254-332 km/u). De windsnelheden die nodig zijn om "F3" -schade te veroorzaken, zijn niet zo hoog als ooit werd gedacht en dit kan hebben geleid tot een overschatting van sommige tornado-windsnelheden. |
|
Er is nog enige onzekerheid over de bovengrenzen van de sterkste tornado's, dus F5-classificaties hebben geen bereik voor windsnelheden.
De schattingen van de windsnelheid voor F5-tornado's worden opengelaten en er worden windsnelheden van meer dan 200 mph (322 km/h) toegewezen. |
|
|
EF
scale |
Class |
Wind speed |
Description |
mph |
km/h |
EF0 |
weak |
65-85 |
105-137 |
Gale |
EF1 |
weak |
86-110 |
138-177 |
Moderate |
EF2 |
strong |
111-135 |
178-217 |
Significant |
EF3 |
strong |
136-165 |
218-266 |
Severe |
EF4 |
violent |
166-200 |
267-322 |
Devastating |
EF5 |
violent |
> 200 |
> 322 |
Incredible |
|
Deze video is van 7 januari 2008, toen een tornado de Chicago and Northwestern Railroad overstak en 12 bewegende treinwagons van de rails blies nabij de stad Lawrence, Il. |
|
|
Gevaren tijdens onweersbuien
-overstromingen |
|
Met uitzondering van dodelijke slachtoffers door hitte, vallen er meer doden door overstromingen dan door enig ander gevaar. Waarom? De meeste mensen realiseren zich de kracht van water niet. Bijvoorbeeld, zes centimeter snelstromend overstromingswater kan je van je sokken blazen. |
|
Hoewel het aantal dodelijke slachtoffers van jaar tot jaar sterk kan variëren met de weersomstandigheden, is het nationale 30-jaarsgemiddelde
voor sterfgevallen door overstromingen 88. Dat is te vergelijken met een 30-jarig gemiddelde van 41 doden door bliksem, 68 door tornado's
en 45 door orkanen. |
|
Uit de gegevens van de National Weather
Service blijkt ook: |
|
1:
Bijna de helft van alle dodelijke ongevallen
door overstromingen
zijn voertuig gerelateerd, |
2:
De meerderheid van de slachtoffers zijn
mannen. |
3: Alle leeftijdsgroepen worden getroffen
door overstromingen.td>
|
|
De
meeste
plotselinge
overstromingen
worden
veroorzaakt
door
langzaam
bewegende
onweersbuien,
onweersbuien
die
herhaaldelijk
over
hetzelfde
gebied
trekken of
zware
regenval
door
tropische
stormen en
orkanen. |
|
|
 |
|
 |
|
Deze overstromingen
kunnen zich binnen enkele minuten of uren
ontwikkelen, afhankelijk van de intensiteit
en duur van de regen, de topografie,
bodemgesteldheid en bodembedekking.
Plotselinge overstromingen kunnen keien doen
rollen, bomen weghalen, gebouwen en bruggen
verwoesten en nieuwe kanalen uitgraven. Snel
stijgend water kan een hoogte van 30 voet of
meer bereiken. Bovendien kunnen plotselinge
overstromingen die regen veroorzaken ook
catastrofale modderstromen veroorzaken. |
|
Af en toe kan drijvend puin of ijs zich ophopen bij een natuurlijke of kunstmatige obstructie en de waterstroom beperken. Water dat wordt tegengehouden door de ijsblokkering of de puindam kan stroomopwaarts overstromingen veroorzaken. Er kan stroomafwaarts een plotselinge overstroming optreden als de obstructie plotseling loslaat. |
|
Keer om,
er is gevaar voor verdrinking |
Elk jaar vallen er meer doden door overstromingen dan door enig ander onweergerelateerd gevaar. Waarom? De belangrijkste reden is dat mensen de kracht en kracht van water onderschatten. Veel van de sterfgevallen vinden plaats in auto's terwijl ze stroomafwaarts worden geveegd.
Van deze sterfgevallen zijn er veel te voorkomen, maar dwaze mensen rijden om de barrières heen die je waarschuwen dat de weg onder water staat. |
|
|
|
Of je nu
rijdt of
loopt, als
je op een
ondergelopen
weg komt,
Turn Around
Don't Drown!
U zult de
diepte van
het water
niet kennen,
noch de
toestand van
de weg onder
water.
Van de drie
doden die
vielen als
gevolg van
de Fort
Worth-tornado
op 28 maart
2000, was
één dode te
wijten aan
overstromingen.
De
verdronken
man zat als
passagier in
een auto met
zijn
vriendin, de
chauffeur.
Ze naderden
een lage
plek met
water dat
over de weg
stroomde als
gevolg van
zeer zware
regenval.
Overstromingen
kwamen vaak
voor op deze
locatie met
hevige
regenval en
het gevaar
was goed
aangegeven. |
|
Toen de
bestuurder
met haar
auto het
water in
reed, werd
ze bang toen
het water
steeds hoger
om haar
voertuig
kwam. Ze
trok zich
terug naar
hoger
gelegen
terrein. De
passagier
zei dat het
water NIET
te diep was
en dat hij
het zou
bewijzen
door naar de
andere kant
te lopen.
Hij heeft
het nooit
gehaald. |
|
|
Volg deze veiligheidsregels. |
1: Houd de NOAA-weerradio of uw favoriete
nieuwsbron in de gaten voor belangrijke
weergerelateerde informatie. |
2: Als er overstromingen optreden, ga dan
naar hoger gelegen gebieden. Ga weg uit
gebieden die onderhevig zijn aan
overstromingen.
Dit omvat dips, low spots,
canyons, wasbeurten etc. |
3: Vermijd reeds overstroomde gebieden en
gebieden met hoge snelheden. Probeer geen
stromende beken over te steken. Als je een
stromende
beek binnengaat en het water komt
tot boven je knie, DRAAI DAN OM EN GA NIET VERDER!!! |
4: Houd er bij het rijden rekening mee dat
de wegbedding onder hoogwater mogelijk niet
intact is. Draai je om en ga een andere kant
op.
Rijd NOOIT over ondergelopen wegen!
Als uw auto afslaat, verlaat deze dan onmiddellijk en zoek hoger gelegen
terrein. Snel opstijgend water
kan de auto overspoelen en u kan dan verdrinken. |
5: Kampeer of parkeer uw voertuig niet langs
beekjes en kanalen, vooral niet tijdens
bedreigende omstandigheden. |
6: Wees vooral 's nachts voorzichtig wanneer
het moeilijker is om overstromingsgevaren te
herkennen. |
|
|
|
|