In het weerverhaal van gisteren vertelden we over een typische herfst/wintersituatie die zich extreem vroeg in het jaar voordeed: buitjes in koude noordpoollucht die vooral boven zee standhielden. Daarbij lieten we ook doorschemeren dat het bijzonder was dat vervolgens boven land, ook in de middag, de buiproductie nauwelijks op gang kwam, ondanks het oplopen van de temperatuur. Waarom dat zo was, leggen we vandaag uit. En dan blijkt maar weer dat het in het weer vaak gaat om de details.

De trigger van de buitjes: koude poollucht over relatief warm zeewater

Allereerst nog even terug naar het ontstaan van de buitjes boven de Noordzee. De Noordzee was door de zeer warme periode in de eerste helft van mei al vrij goed opgewarmd. Aan de oostzijde van een rug van hoge druk die lag vanaf boven IJsland tot boven Groot-Brittannië stroomde koude Noordpoollucht via onder meer de Noorse Zee en de Noordzee naar ons land. De koude lucht boven het (in verhouding tot die koude lucht) warme zeewater maakte de opbouw van de atmosfeer onstabiel, zeker in de onderste 2 kilometer. In deze onderste 2 kilometer wisten wolken net genoeg uit te groeien om voor lichte buitjes te zorgen.

Inversie

Hoger kwamen de wolken overigens niet, als gevolg van de invloed van de uitloper van hoge luchtdruk. Onder invloed van een hogedrukgebied is er namelijk sprake van dalende en opwarmende luchtstromen hogerop in de atmosfeer. Deze opwarming resulteert in een soort warme deken van lucht op enige hoogte (inversie). Dit keer was dat uiteraard niet anders.

‘Normaal gesproken’ geen buien

De luchtbellen die vanaf het oppervlak opstegen, botsten daardoor uiteindelijk hun hoofd tegen deze warme laag hoger in de atmosfeer. Hoger reikten de wolken dus niet. Hierdoor waren de toppen van de wolken niet koud genoeg om, ‘normaal gesproken’, buien te produceren. Normaal gesproken is het namelijk nodig dat de toppen van de wolken op hun allerminst (!) -6 graden zijn, of kouder. Pas bij die temperatuur ontstaan op grote schaal ijskristallen en start het proces dat leidt tot een bui.

Andere wetten boven zee (1): andere samenstelling van de lucht

Boven zee zijn de wetten echter net even anders. Dit komt onder meer omdat de samenstelling van de lucht daar verschilt van de samenstelling van de lucht boven land (onder meer door het boven zee aanwezig zijn van zoutdeeltjes). Door deze andere samenstelling kunnen bij temperaturen van hoger dan -6 graden boven zee vloeibare waterdeeltjes samensmelten grotere druppels dan op het droge mogelijk is. Zonder ‘hulp’ van bevriezing van de top van de wolk kunnen toch nog zulke grote neerslagkernen worden gevormd (in de vorm van vloeibare druppels) dat er alsnog een regenbui ontstaat. Boven land lukt dit echter, onder vergelijkbare omstandigheden, niet. 

Andere wetten boven zee (2): ‘egalere’ onstabiliteit

Verder was er nog een factor die bijdroeg aan het onder deze omstandigheden boven zee ontstaan van regenbuitjes zoals we die maandag en dinsdag gezien hebben. En dat is namelijk dat boven zee de atmosfeer in de onderste 2 a 3 kilometer zoals aangegeven weliswaar onstabiel was, maar dat boven zee het opstijgen van de luchtbellen een stuk egaler, een stuk rustiger gebeurde dan boven land.

Boven land (1): inmenging van droge lucht van boven de inversie

Boven land werd de lucht in de loop van de dagperiode door het opwarmen van de onderste luchtlagen door de zon, ook wel onstabiel, en stegen dus luchtbellen op  Maar dit gebeurde veel onregelmatiger (de opwarming van het land door de zon verschilt sterk van plek tot plek). Hierdoor waren er dus aan de ene kant luchtbellen die wat minder fors tegen de inversie (de warme deken op enige hoogte) aanbotsten; aan de andere kant waren er luchtbellen die juist een veel harder tegen de inversie botsten.

De tweede groep luchtbellen stootte daarbij vaak zo hard tegen de inversie aan dat er als het ware bobbels in het warme dak ontstonden; de luchtbellen schoten een klein stukje door. Door de snelheid waarmee deze snelst stijgende luchtbellen opstegen, ontstonden daarbij onder de luchtbellen plekken met een tekort aan lucht (de ruimte onder wolk werd als het ware deels ‘vacuüm getrokken’).

Als gevolg daarvan werd lucht van de zijkant aangezogen om dit tekort te compenseren. Een deel van die lucht kwam van boven de inversie. En boven de inversie is bevat de lucht een stuk minder vocht dan eronder. De stapelwolken die in de stijgende luchtbellen waren ontstaan, kregen daardoor te maken met de inmenging van een stuk drogere lucht. Hierdoor werden de wolken aangetast.

Boven land (2): andere samenstelling lucht

Verder was (en is) de samenstelling van de lucht boven land ongunstig voor het ontstaan van dit soort buien (buien met wolkentoppen warmer dan -6 graden). De samenstelling van de lucht was anders – bevatte onder meer minder zoutdeeltjes (condensatiekernen). Hierdoor konden zonder vorming van ijskristallen boven land in deze omstandigheden ook geen nieuwe regenbuien ontstaan.

Gevolg van dit alles: buitjes boven zee die ook overdag boven land vrij snel uitdoofden

Dit maakte dat de buitjes die vanaf zee het land opdreven, boven land al vrij snel oplosten. En dat terwijl je overdag, en dan met name de middag, op het eerste gezicht intuïtief zeker ook zou verwachten dat er buien zouden ontstaan. Omdat er al buien op de Noordzee zaten. Niet dus.

Details maken het (grote) verschil

Hierbij gaat het om zeer specifieke omstandigheden. Lag de inversie (de overgang met de warme lucht die op dit geval op 2 kilometer hoogte aanwezig was) bijvoorbeeld een aantal honderden meters hoger hebben gelegen, dan zouden de wolken verder doorgegroeid zijn. En zou de temperatuur van de wolken boven land zeer goed mogelijk, wél tot duidelijk onder -6 graden - boven land het absolute minimum voor het ontstaan van een regenbui - zijn gedaald. En zouden ook in het binnenland misschien wel op grote schaal regenbuien zijn gevallen.