Stoompluim in botsing

Het huidige weertype lijkt op het eerste gezicht misschien wat saai, maar details zorgen voor soms spectaculaire plaatjes en grote regionale verschillen.

De huidige situatie in de atmosfeer levert vaak saaie, soms zonnige en zo nu en dan hele bijzondere plaatjes op. Woensdagmiddag konden die bijvoorbeeld in de buurt van Amsterdam worden geschoten. Donderdagochtend was het prijs met satellietbeelden die bijzondere effecten lieten zien. En verder blijft het natuurlijk spannend: hoe koud wordt het de komende periode?

Eerst naar woensdagmiddag. Ondergetekende was vanuit Wageningen op weg naar Amsterdam. Even voorbij Utrecht gekomen was een schoorsteen(stoom)pluim zichtbaar, ver weg aan de noordwestelijke horizon. Eigenlijk waren het er meerdere, maar één pluim trok de aandacht. Hoog opstomend de hemel in, slechts licht hellend, om vervolgens tegen het wolkendek af te buigen en horizontaal uit te spreiden.

Hoewel dit effect vaker voorkomt, zag het er bijzonder mooi uit. Balend dat ik geen fototoestel bij me had, reed ik door, richting Amsterdam. De stoompluim bleef echter ten noorden van mij en ik kwam maar langzaam dichterbij. Eenmaal bij de gemeentegrenzen van onze hoofdstad aangekomen, was ik hem nog steeds niet gepasseerd: de schoorsteen stond dus nog noordelijker.

Aangekomen op de eindbestemming in Amsterdam, in het bezit van een fototoestel en batterijen, en het dak opgeklommen, was er eindelijk gelegenheid tot het maken van een paar foto’s. De wind was echter plots een andere richting opgedraaid, op zo’n manier dat het mooie schouwspel onderbroken was. Helaas. Geen fraaie plaatjes. Dacht ik….

Maar plots kwam de wind weer in het oude stramien terecht en de pluim begon zich van onderaf weer rustig op te bouwen. Precies op het moment dat het kunstwerk haar voltooiing wederom bereikte, brak een roze-oranje licht mijn linkerooghoek binnen: de zon ging bijna onder en wist in de laatste fase, vlak boven de horizon aangekomen, nog net even onder de wolken door te kijken.

De uitbundige kleuren van de zonsondergang weerkaatsten op de kantoorgebouwen van de Nederlandsche Bank. En vlak daarnaast, maar in werkelijkheid kilometers verderop, lichtte ook de schoorsteenpluim op. Alleen het onderste deel, waar de zonnestralen toegang tot hadden. Ik was blij aanvankelijk geen fototoestel op zak te hebben gehad toen ik nog onderweg was. Het zag er nu nog veel mooier dan een klein uur eerder!

Maar wat was er nu eigenlijk aan de hand woensdagmiddag? We hadden te maken een hele sterke, zoals dat in vaktermen heet, ‘subsidentie-inversie’.

Een ‘inversie’ (in het algemeen) is een omgekeerde opbouw van de temperatuur in de atmosfeer. Normaal gesproken wordt het (in de onderste 9 tot 12 kilometer van de atmosfeer - de troposfeer) hoe hoger je komt, hoe kouder. Op de hoogte waar een inversie aanwezig is, is de temperatuursopbouw over korte afstand juist even omgekeerd: een aantal tientallen meters hoger is het beduidend warmer in plaats van iets kouder.

Er kunnen in de troposfeer meerdere inversies tegelijkertijd voorkomen. Eén van de mogelijke soorten is de subsidentie-inversie. Een dergelijke subsidentie-inversie ontstaat vlakbij of onder de kern van een hogedrukgebied. In een hogedrukgebied is er sprake van dalende luchtstromen. En dalende lucht warmt op. Hierdoor ontstaat onder invloed van een hogedrukgebied een situatie waarbij de afgedaalde en dus opgewarmde bel lucht, als warme deken over koelere lucht eronder ligt. Deze atmosferische opbouw noemen we ‘stabiel’.

Als lucht een schoorsteen verlaat, stijgt deze op – ze is namelijk warmer dan de lucht direct in haar omgeving. We zien een stoom- of rookpluim opstijgen. Bij een stabiele opbouw van de atmosfeer wordt deze stijging op enige hoogte een halt toe geroepen door de aanwezige subsidentie-inversie. De warme luchtdeken die zich daar bevindt, is warmer dan de opstijgende lucht. Omdat warmere lucht lichter is dan de minder warme lucht die afkomstig is uit de schoorsteen, stopt de stijging. De schoorsteenpluim buigt horizontaal af, met de heersende windrichting op die hoogte mee. Precies dit proces is wat op de foto’s te zien is.

Uitgaande van stoomwolken, die het meerendeel van de schoorsteenpluimen vormen, is het overigens wel zo dat die stoompluimen meestal al veel sneller oplossen. Na enkele meters of tientallens meter is de schoorsteenpluim vaak al niet meer te zien. Woensdagmiddag was het anders, doordat we te maken hadden met flink vochtige en relatief koude lucht.

Wat verder nog hielp was dat de wind in de stabiele atmosfeer ook heel eenduidig was. Daarentegen zou bij een onstabielere opbouw de wind veel turbulenter qua richting en snelheid zijn geweest. Hierdoor zouden wolken van een schoorsteenpluim meer vermengd worden met de lucht eromheen, die dan in relatief korte tijd veel vocht zou opnemen. Hierdoor zou zo'n pluim weer wat sneller oplossen. Woensdagmiddag was de opbouw van de lucht echter stabiel en daardoor ook de wind. De wind deed het daarbij ook nog eens rustig aan, wat de vermenging nog verder tegenwerkte.

Al met al (vochtige en koude lucht bij een stabiele wind) kon de rookpluim dus lang bestaan, zodat ze haar ‘hoofd kon stoten’ tegen de inversie.

Tot zover het verhaal van de stoompluim en inversie. Zoals gezegd waren er donderdag tevens bijzondere dingen te zien op de satellietbeelden, waarvan vooral delen van het oosten van het land dondermiddag profiteerden in de vorm van opklaringen: föhneffect boven het westen van Duitsland bij het Teutoburgerwald.

In een vrijwel gelijke opbouw van de lucht als in Nederland (stabiel met een subsidentie-inversie op enige hoogte) dreven uitgestrekte wolkenvelden met een noordoostelijke tot oostelijke stroming in zuidwestelijke tot westelijke richting. Bewolking en vochtige lucht bevonden zich daarbij onder de subsidentie-inversie. In zo’n situatie is er nauwelijks uitwisseling van lucht tussen de vochtige onderste luchtlagen en de in deze situatie droge luchtlagen boven de inversie. Hierdoor is het lastig bewolking en vocht uit de onderste laag 'kwijt te raken'.

Maar de heuvels van het Teutoburgerwald zorgde ervoor dat de lucht toch minder vochtig werd en zelfs een groot deel van de bewolking kwijtraakte. De luchtstroom moest over de heuvels heen, steeg in zijn geheel ietsje op aan de oostkant waarbij de bewolking intact bleef. Maar daalde weer aan de westkant. Door het dalen warmde de lucht op. Daardoor kon de lucht meer vocht in gasvorm opnemen en verdampte de bewolking. Zodoende ontstonden brede opklaringen aan de westzijde van het Teutoburgerwald die tot boven delen van het oosten van Nederland dreven.

Juist door het aanwezig zijn van de subsidentie-inversie (met het vasthouden van vocht en bewolking ten oosten van de heuvels in de onderste lagen, en boven de inversie nauwelijks bewolking), kon het föhneffect zo’n scherp resultaat opleveren. Want met het oplossen van de bewolking in de onderste lagen van de atmosfeer, was meteen in 1 keer alle bewolking opgelost.  Daarboven was er immers sowieso al geen bewolking aanwezig. Dit wil overigens zeker niet zeggen dat de bewolking in dergelijke situaties altijd oplost. Het gaat om extreem kleine details die het verschil maken.

Over opklaringen gesproken. Die hebben de winterliefhebbers onder ons nodig om het flink te laten vriezen in de nachten. In de loop van de komende dagen komen die opklaringen er, heel langzaam aan, meer en meer. Dit gebeurt vooral in de loop van het weekeinde, wanneer aan de zuidzijde van een hogedrukgebied dat ons weer momenteel bepaalt, wat drogere en ook koudere lucht binnenstroomt. De minimumtemperaturen gaan iets verder omlaag met uiteindelijk lokaal misschien wel net aan matige vorst. De maximumtemperaturen sluipen daarbij steeds verder richting het vriespunt, op zondag mogelijk zelfs op een aantal plaatsen tot net iets daaronder.

Volg de laatste weersverwachtingen over deze toenemend winterse omstandigheden via deze website. Of voor nog gedetailleerdere (gesproken) beschrijvingen van de weersontwikkelingen en de achtergronden ervan: de Weerlijn (0900-9725, 50 cpm). Kies optie 1 voor een verwachting tot een dag vooruit, optie 2 voor de ontwikkelingen tot 5 dagen vooruit en optie 5 voor de verwachting voor 6-10 dagen vooruit.

Bron: Meteo Consult

Foto’s: Casper Hootsen