Zwaartekrachtgolven aan basis van extreme schade 5 juni

Niet alleen 4 juni ging het los, ook in de avond en nacht van 5 op 6 juni trokken sensationele onweersbuien over het land. Zwaartekrachtgolven lagen aan de basis.

De onweersbuien van vorige week waren sensationeel. Ons onderzoek, gesteund door weerwaarnemers uit allerlei regio’s, loopt nog altijd. Donderdag hebben we een update gegeven over de tornado-outbreak, want zo mogen we het toch wel noemen, van dinsdagavond 4 juni. Vandaag verder met de avond van 5 juni. Toen ging het opnieuw op diverse plaatsen helemaal los. En vooral in een strook over het oostelijke deel van het Groene Hart via Amsterdam naar het noorden toe, met enorme windschade. Vandaag een analyse van wat daar gebeurd is. En dat is zeer bijzonder. Sterker nog, dat is nog bijna een understatement. We hebben te maken gehad met zwaartekrachtsgolven. Zwaartekrachtsgolven? Juist ja.

Eerst even kort terug naar donderdag 6 juni. Plaatsen als Amsterdam, Ouderkerk, Wilnis en, zoals later blijkt nog meer plaatsen in het westen van het land, worden wakker met op sommige plekken enorme schade. Lokale schade, maar verspreid over veel plaatsen en wel zeer heftige. Complete bomengroepen in één keer omgeblazen. Of, en dat was het opvallendste, op veel meer plekken direct afgebroken. Met de onderkant van de stam nog in de grond. Als luciferhoutjes. Op sommige plaatsen, zoals bij de Ouderkerkerplas was de schade aan bomen haast apocalyptisch. Ook huizen auto’s moesten het ontgelden, vaak door vallende bomen.

Veel mensen uit die regio’s hebben ons van informatie voorzien. En er komt nog altijd meer info los. Zo kregen we donderdag nog informatie binnen over extreme schade nabij Kockengen. Met daarbij aanwijzingen voor een mogelijke windhoos. En verwijzingen naar schades noord van Amsterdam, helemaal tot in het Noord-Hollandse in ’t Veld. Precies allemaal waar je gezien het buienpatroon van die avond de meeste schade zou verwachten.

Onderzoek op locatie
Vrijdag hebben we in de strook waar veel van de heftigste schademeldingen vandaan zijn gekomen, het stuk van Amsterdam naar Kockengen, uren lang ter plekke onderzoek gedaan. Het is tekenend hoeveel boomschade nog niet is opgeruimd. De overheidsdiensten hebben in eerste aanleg echt moeten focussen op het vrijmaken van wegen en verhelpen van gevaarlijke situaties. Nog altijd, meer dan een week na dato, waren overal kettingzagen te horen, graafmachines bezig om de resterende kapot- of omvergeblazen bomen te verwijderen of de afgescheurde takken weg te snoeien.

Op het talud tussen snelweg A10 Ring-Oost en het pompstation van Total is alle schade nog in vol ornaat te zien. 10-15 bomen zijn daar afgebroken als luciferhoutjes. En, direct naastliggend bij een complex van waterleidingbedrijf Waternet, zijn de dag ervoor nog 2 bomen van tenminste zo’n 20 meter lengte van het zwaar beschadigde dak afgetild. Daar moest een hijskraan van naar schatting ruim 25 meter aan te pas komen om die te verwijderen.

Verder zuidwaarts langs de A2, deels te zien vanaf de snelweg als je er langs rijdt, is ook zware schade. Bomen of toppen zijn daar afgebroken, slechts in een enkel geval omgevallen. Het snoeihout ligt er tot 2 meter hoog, dikke stammen. Verder in zuidelijke richting bij de Ouderkerkerplas is men ook nog met man en macht bezig (diverse graafmachines en kettingzagen) om bomen te rooien die de wind niet hebben overleefd. Zo’n 60-100 bomen zijn daar gesneuveld. Velen direct afgebroken. Op het eilandje in de plas is de ‘originele’ schade van ruim een week terug nog te zien. Het zware materieel kan daar niet goed bij, door de smalle  loopbruggen die erheen lopen.

Opvallend bij bovenstaande locaties is dat de bomen allemaal dezelfde kant op zijn afgebroken. En ook op plekken waar de bomen al gerooid zijn, is aan de basis van bomen die deels omgewaaid zijn, te zien dat ze allen dezelfde kant op wijzen, het noordnoordoosten. Ook is opvallend dat de schades erg ‘random’ verspreid lijken. De schade is enorm op de plek zelf. Eromheen is bijna geen windschade te zien. Het houdt abrupt op. Tornado’s die sterk genoeg zijn (EF1) om zulke schade aan te richten, laten schade zien die een groter of langer bereik heeft. Ook zou je, zelfs als ze heel snel trekken, ook wel enige ‘waaiering’ verwachten in de richting waarop de bomen geveld zijn.

Een andere mogelijkheid is dat er extreme valwinden hebben plaatsgevonden. Alleen zijn de schades, ook die bijvoorbeeld elders langs de Amstel zijn terug te vinden, daarvoor te frequent in aantal en de schadestroken daarvoor te smal om alleen verklaard te worden door valwinden van 'reguliere' zware onweersbuien. De oorzaak is dan ook een stuk complexer.

De buien die de schade hebben veroorzaakt zijn namelijk niet ‘vanaf de grond’ ontstaan, zoals zware onweersbuien normaal gesproken doen, maar vanaf grotere hoogte. Onderin de atmosfeer was het namelijk al uren voor de bui al flink afgekoeld. Een ondiep koufront was gepasseerd. Voor de bui lag de temperatuur al tussen 12 en 14 graden. De voeding voor zware buien was eigenlijk al lang weggenomen. Maar hoe kunnen dan toch zulke zware ‘zomerse ’buien overtrekken?

Golven
Het antwoord zit ‘m ergens anders. De warme lucht bevond zich op de avond van 5 juni niet in het onderste deel van de atmosfeer. Maar net iets hoger, in een laag daarboven. Op die hoogte werd met een warme zuidelijke tot zuidoostelijke stroming warme lucht aangevoerd. Dit leverde een sterke inversie op – warme lucht boven een koude zware luchtlaag – waardoor er juist géén uitwisseling mogelijk was tussen die onderste laag en de lucht erboven.

Normaal gesproken betekent een stabiele atmosfeer ‘0’ kans op windstoten. Maar woensdagavond 5 juni was dat wel anders. De inversie was namelijk zo sterk en de wind die de warmte aanvoerde zo fors, dat op het grensvlak (inversie) van de warme lucht op hoogte en de koude lucht eronder, er golvingen ontstonden.

Hoe dat in zijn werk gaat, is misschien nog het beste te visualiseren wellicht alsof je een heel dun rubber matje op een tafel legt. En dan met je platte hand eroverheen duwt, naar voren toe. Dat gaat stroef. Er ontstaan golvingen in het rubber. Dwars op de bewegingsrichting van je hand. Dat is ook wat er naar onze analyse in de avond van 5 juni is gebeurd. Op de radarbeelden is te zien hoe aan de rechterzijde van de buien die over ons land trokken - op hoogte was dat dus aan de warme kant van de buienzone - in een golvend patroon een soort van wormvormige aanhangsels ontstonden en meegevoerd werden. Hele felle buien met een extreme neerslag- en onweersintensiteit. Op enig moment waren ze minder goed te zien op de radar door zogeheten afschermingseffect. Het radarsignaal was duidelijk verzwakt door de zware neerslag bij de radar in Herwijnen. Omdat het precies op dat moment in Den Helder ook regende, kon de radar in Den Helder dit signaal ook niet goed opvangen. Maar in werkelijkheid ‘liepen’ de buien gewoon door. Dat werd ook ‘verraden’ door de hoge bliksemactiviteit. De bliksems worden op een andere manier dan via de radar wordt gemeten. De bliksemwaarnemingen hebben geen last heeft van een dergelijke afschermingseffect.

Dit type bui ontstaat dus uit de golvingen in de luchtstroom die ontstaan op het grensvlak tussen de kou onderin en de warme luchtlaag er vlak boven. Zo’n golf duwt namelijk de luchtkolom erboven heel snel even omhoog. Omdat écht hoog in de atmosfeer de lucht ‘wel weer koud was, was de atmosfeer boven de inversie zogeheten ‘potentieel instabiel’. Met zo’n extra zetje door de golf ontstaat dan in een mum van tijd ene enorme bui. Niet vanaf de grond, maar vanaf inversiehoogte.

Aanvulling op dit artikel, ingevoegd op 7-9-2019, over de benaming 'zwaartekrachtsgolven':  De situatie van 5/6 juni leek sterk op een situatie die we in de jaren ’80 hebben gehad. Het bijzondere ervan is dus dat zwaar onweer ontstaat boven een inversie, omdat eerder (in ons geval op 4 juni) al een koufront is gepasseerd dat de warmte aan de grond heeft opgeruimd. Gaat er over zo’n inversie een straffe zuidelijke wind stromen (zoals 5/6 juni inderdaad het geval was) dan kunnen kleine verstoringen (het hoogtefront was dichtbij) ervoor zorgen dat die snel stromende lucht in een golfbeweging raakt. De golven die er dan overheen lopen, worden ook wel zwaartekrachtsgolven genoemd.

Windstoten
Tegelijkertijd veroorzaakt zo’n golf in de luchtstroom dat onder die golf een ‘tekort’ aan lucht dreigt te ontstaan. Dat verklaart ook waarom op nadering van dit type buien die avond, op diverse plekken in het land eerst een noordnoordoostenwind van soms wel 6 of 7 Bft werd gerapporteerd. Alsof je een zuignap van een tafel ineens omhoog trekt, wordt er lucht aangezogen om het tekort aan te vullen.

Andersom, wordt ook aan de achterkant van de golving – aan de achterkant van de bui dus in dit geval – lucht ingezogen. Door dit zelfde effect. Alleen gaat het er dan harder aan toe dan die windkracht 6 of 7. Want waar aan de voorzijde de trekrichting van de golf, de snelheid van de luchtstroom aan de grond (wind) eigenlijk tegenwerkt – de bui trok immers van zuid naar noord – werkt de treksnelheid ná passage van de top van de golf juist mee.

Het resultaat: boem, de wind draait van de ene seconde op de andere van noordnoordoost naar zuidzuidwest en trekt enorm aan. Van de beschrijvingen en waarnemingen die ons zijn toegestuurd op plekken uit die route, komt dat verhaal ook steeds terug, waaronder één van onze eigen meteorologen. Zonder moment van rust klapt de wind ineen keer 180 graden van richting om.

Vanaf sommige plekken wordt aangegeven dat dit patroon zich daarna direct nog een keer herhaalde (de windrichting weer terug naar noordnoordoost, en vervolgens zonder rustmoment ertussen ook weer direct omslaand naar zuidzuidwest). Bij passage van een volgende golf dus, met of zonder bui erop. De luchtdrukmetingen en windstotenmetingen op meetstation Cabauw ondersteunen dit. Rond twee luchtdrukgolven kwamen de windstoten, eerst ruim 100, toen zelfs 127 km per uur  mee. Precies in de ‘juiste’ timing.

Wel is het zo dat ook buien die boven een inversie ontstaan, door zwaartekrachtsgolven, sterke stijgende en dalende luchtstromen kennen. De inversie is als het ware de 'grond' geworden. Daar vanaf stijgt warme lucht snel op en ontstaan er buien. Maar komen ook sterke dalende koude luchtstromen voor. Deze kunnen omdat ze koud en zwaar zijn en met grote kracht naar beneden duiken ook door de inversie naar beneden komen en met kracht op de aardbodem terecht komen, in de vorm van valwinden.

Al met al een complexe en zeer bijzondere situatie.

Elders in het land

(Op 6-7-19 Aangevuld tekstdeel:) Na verloop van tijd, schoof de lijn waarop de ‘zwaartekrachtgolfbuien’ voorkwamen in korte tijd enkele tientallen kilometers op naar het oosten. Van boven delen van Limburg over het zuiden en westen van Gelderland. Dat was aan het begin van de nacht, rond 01.00 uur. Ook daar naderende hele forse buien. En was de golfstructuur op de radar zelfs nog een stuk beter te zien. Al zorgde ‘afscherming’ op de radar ook daar even voor een onderbreking van het zicht erop.

Aan de voorzijde van de buien werd in Wageningen (MeteoGroup meteoroloog Jordi Huirne) en uit Barneveld (een waarnemer) ook weer melding gemaakt van een opstekende noordoostenwind van naar inschatting 6-7 Bft. De buien gingen gepaard met veel onweer, op een enkele plek werd hagel gemeld. En een plots omklappende windrichting en van het ene op het andere moment. Alleen waren de hieropvolgende windstoten een stuk minder heftig dan in het westen van het land. Tegelijkertijd geeft dit juist nog de best mogelijke verklaring waarom de windstdoten in het westen wél zo heftig waren. Een combinatie van het meezuigende windeffect van een doortrekkende golf en 'valwinden' van de buien van boven de inversie, kunnen de onverwacht extreme windstoten in het westen goed verklaren. Verder in het binnenland hebben alleen de golvingen zelf voor de windtoename gezorgd.

Toen de buien eenmaal verder in noordelijke richting Gelderland in trokken, namen ze snel in intensiteit af. De zone met golfbewegingen in de lucht verplaatste zich toen nogmaals, nu tot boven het noordelijker delen van het land. Inmiddels was het al nacht geworden, de nacht van 5 op 6 juni dus. De wind haalde daarbij op veel plaatsen nog even fors uit, maar zo extreem als in het westen van het land werd het voor zover de metingen, waarnemingen van mensen en schades ons aangeven, niet.

Terug naar de wind in het westen…
In het westen van het land lag meetstation Cabauw dus toevallig op de route van de heftigste zwaartekrachtsgolfbui. De kans dat het station precies de heftigste wind heeft genoteerd is klein. Maar toch geeft het een goed beeld. Een eerste golving veroorzaakte al een windstoot van boven 100 kilometer per uur. Een tweede golf liet zelfs 127 kilometer per uur aantekenen. Gezien het schadebeeld verder stroomafwaarts is dat nog een waarschijnlijk bescheiden windmeting. Niet alleen Amsterdam, Ouderkerk en Mijdrecht, Wilnis en Vinkenveen kennen verspreid enorme verwoestingen aan bomen(rijen) en parken.

Waarschijnlijke ‘gustnado’ bij Portengen
Ook bijvoorbeeld de regio rond Kockengen en het nabij gelegen Portengen is de schade groot. Door een lezer geattendeerd, zijn we daar gisteren ook gaan kijken. In die regio, zeker in het gebied rond de overgang tussen de Bosdijk en de Ter Aase Zuwe (ook een weg) is de schade enorm. Hier zijn ook meldingen gemaakt dat de valrichting van bomen haast ‘haaks’ op elkaar liggen. Ter plekke hebben we daar, als enige plek van de afgelegde route langs schadeplekken, ook bomen gevonden die bijna dwars op de richting van andere bomen liggen. Ze liggen ‘naar binnen gedraaid’. Dat duidt op een rotatie in de wind. En daarmee mogelijk op een tornado.

Gezien het schadebeeld eromheen op dat stuk - heel veel bomen over een breed gebied die ook wel dezelfde kant op liggen of (takken) die afgebroken/gescheurd zijn -  lijkt de hoofdoorzaak van de schade toch waarschijnlijk in de windstoten te liggen. Waarschijnlijk is de rotatie op de onderzochte plek veroorzaakt door een zogenaamde ‘gustnado’. Dat is een wervelwind die ontstaat in of aan de rand van een windstoten front. De rotaties worden dan veroorzaakt door het windstotenfront zelf.

De draaiing hebben we gevonden aan de rechterzijde (oostzijde) van het schadegebied ter plekke. Dat past ook goed bij de atmosferische opbouw van het moment van schade. ‘Reguliere’ tornado’s ontstaan door dynamiek in de buienwolk met warmtevoeding vanaf het aardoppervlak. Nu was de dynamiek heel anders. De bui die de schade aanrichtte was ontstaan vanaf inversieniveau, door de golving die in de luchtstroom op die hoogte is ontstaan. De luchtlaag onder de bui, was juist losgekoppeld van de bui.

Ook een ‘reguliere’ tornado?
Waar het zo is dat de schade die wij hebben gezien bij Portengen niet op een ‘reguliere’ tornado wijst, is er wel een melding geweest van en boerderij in de buurt, waar volgens de melding bomen in noordelijke en zuidelijke richting hebben omgelegen.

Mensen in het dorp spreken volgens de melding ook over een 'fluitend' geluid. Een typisch torndaogeluid. Uit te sluiten dat er ook een 'reguliere' tornado is voorgekomen, is het niet. Zogenaamde 'embedded' tornado's in lucht die extreem snel beweegt, zijn goed mogelijk.

Informatie of beeldmateriaal altijd welkom!We hebben de afgelopen dagen veel informatie en beeldmateriaal ontvangen van mensen uit de gebieden met windschades. Dat helpt ons enorm in bij het onderzoeken ervan. Heb je nog informatie of beeldmateriaal dat je wilt delen, schroom niet. Je kan ons mailen via reinout.vandenborn@meteogroup.com. En veel dank aan iedereen voor alle bijdrages die we tot nu toe al hebben mogen ontvangen!

Bron: Casper Hootsen, in samenwerking met Reinout van den Born, MeteoGroup.