Waarom hebben sommige wolken een platte onderkant?
Het is je vast weleens opgevallen wanneer je naar buiten kijkt. Sommige wolken hebben een opvallend scherpe, platte onderkant, terwijl de bovenkant juist opbolt. Vooral de typische “schapenwolkjes”, oftewel stapelwolken, vertonen dit verschijnsel. Maar hoe ontstaat dit eigenlijk?Cumuluswolken
Het wolkentype dat deze vorm vaak laat zien, heet cumulus. Dit zijn stapelwolken die onder de juiste omstandigheden flink kunnen uitgroeien. De afgelopen week waren ze veel te zien. Cumuluswolken ontstaan op zonnige dagen en kunnen door de wind over grote afstanden worden verplaatst. Soms ontstaan ze al boven de relatief warme Noordzee en worden vervolgens met een noordwestelijke stroming naar Nederland gevoerd. Onder gunstige omstandigheden kan uit deze wolken regen of zelfs onweer vallen, al is dat lang niet altijd het geval.
Convectie
Cumuluswolken ontstaan meestal door convectie. Wanneer de zon het aardoppervlak verwarmt, warmt de lucht erboven mee. Deze warme lucht is lichter dan de koelere lucht erboven, en stijgt daardoor op. Hoger in de troposfeer (de onderste laag van de atmosfeer) daalt de temperatuur met de hoogte. Gemiddeld koelt het 6 graden per kilometer af. Op een bepaald moment bereikt de opstijgende lucht het dauwpunt. Dit is de temperatuur waarbij de lucht verzadigd raakt met waterdamp. De luchtvochtigheid is dan 100%, en de overtollige waterdamp condenseert tot kleine waterdruppeltjes. Een wolk is geboren.
En de platte onderkant dan?
De platte onderkant van een cumuluswolk markeert het niveau waar de lucht het dauwpunt heeft bereikt. Omdat de temperatuur in de atmosfeer redelijk gelijkmatig afneemt met de hoogte, en de luchtvochtigheid aan de grond over een groot gebied ongeveer hetzelfde is, zie je vaak dat veel cumuluswolken op dezelfde hoogte beginnen.
De bovenkant van de wolk kan sterk variëren. Dit komt door verschillen in de energie van de opstijgende lucht. Hoe meer energie de lucht bevat, hoe verder deze kan stijgen. Tijdens het condensatieproces komt bovendien warmte vrij, wat het stijgen extra versterkt. Hierdoor kan de wolk bovenin uitgroeien tot een bolvormig geheel of zelfs een indrukwekkende bloemkoolstructuur aannemen.
Pan met soep
De convectie in de atmosfeer is goed te vergelijken met een pan soep. Zet je een pan op het vuur, dan warmt de bodem op. De soep en de groenten daarin warmen mee en stijgen in het midden van de pan op. Eenmaal bovenin verspreiden de groenten zich naar de zijkanten, net zoals de waterdruppels in een wolk zich aan de bovenkant kunnen verspreiden wanneer ze hun maximumhoogte bereiken. Bij een sterke stijging met grote verticale temperatuurverschillen in de atmosfeer kan dit resulteren in de karakteristieke ‘paddenstoelvorm’ van een onweerswolk.
Net als bij de soep is het lastig om precies te voorspellen waar de lucht zal gaan stijgen. Dat maakt het ook moeilijk te zeggen waar cumuluswolken zich vormen, en dus ook waar eventuele buien zullen vallen. Ondanks grote vooruitgang in weermodellen blijft dit een van de lastigste aspecten van weersverwachtingen.
Wolken vertonen niet bijzondere vormen, dit zegt ook nog eens heel veel over hoe de wolk is gevormd. De volgende keer wanneer je een wolk met een platte onderkant ziet weet je dat dit het condensatieniveau is. Hoewel deze wolken lastig te voorspellen zijn, geven ze een leuk inzicht over de processen die zich in de atmosfeer afspelen. En je hoeft er alleen maar voor uit het raam te kijken.
