Waarom lijkt er soms regen uit de lucht te vallen, maar raakt het niet de grond?

De werking van een wolkenhoogtemeter

Op een wolkenhoogtemeter van Aachen op 30 mei zijn verschillende details te zien. De wolkenbasis is zichtbaar, net als hoe hoog de wolken komen. Ook is neerslag te zien als de rode tot zwarte strepen onder de wolkenbasis. Waar deze strepen niet de onderkant van de grafiek raken, verdampt onderweg alle neerslag.

De legenda bij deze figuur geeft met kleur de ‘attenuated backscatter’ aan, wat in het Nederlands vertaalt naar ‘verzwakte terugverstrooiing’. Een lidar zendt een korte puls van laserstraling omhoog in de atmosfeer. Wanneer de laser deeltjes of moleculen raakt, wordt een deel van het signaal teruggekaatst naar het aardoppervlak. Dit signaal is zwakker dan toen het werd uitgezonden omdat het onderweg geabsorbeerd en gereflecteerd wordt, waarbij het energie verliest.

Een grafiek van de wolkenhoogtemeter waarop verdampende neerslag goed te zien is. BronL DWD

De mate van reflectie van het signaal hangt af van het deeltje waarop de laserstraling botst. Zwarte en rode kleuren, de grootste weerkaatsing, signaleren dichte objecten zoals wolken en neerslag. Een wat lagere terugkaatsing, de oranje kleuren, is luchtvervuiling dat in dit geval zich heeft opgehoopt onder de oude grenslaag van de dag ervoor. De grenslaag varieert per dag in dikte door onder meer de zonkracht. De overige kleuren wijzen op zwakke terugkaatsing uit een (nagenoeg) heldere lucht.

Later lukte het wel

Op de figuur ligt de wolkenbasis – het condensatieniveau – rond de 3,8 kilometer hoogte. Dit is een middelhoge wolk, bijvoorbeeld een altostratus of nimbostratus. Aan het begin van de nacht valt neerslag waarvan een deel onderweg verdampt. Vaak gebeurt dit omdat de vallende regendruppels (of ijskristallen) door een laag warme, droge lucht moeten.

Een klein uur later valt opnieuw neerslag uit deze wolk, maar daarvan bereikt bijna niks de grond. Aan de rechterkant is te zien dat de regendruppels uit een iets lagere wolk tegen het einde van de nacht makkelijker de grond bereiken. Op dat moment lukt het beter omdat de luchtlaag door eerdere neerslag vochtiger werd. Ook bestond de tweede bui uit intensievere neerslag. Langdurigere regen en grotere druppels zorgen ervoor dat steeds meer regen de grond bereikt.

Kwallen en turbulentie

Het onderweg verdampen geeft lichte slierten aan de basis van een wolk. Dit wordt Virga genoemd, afgeleid van het Latijnse woord voor ‘staf’ of ‘tak’. Ze staan ook wel bekend als kwalwolken. Virga is een aanvullend kenmerk dat bij een regenwolk voor kan komen.

Virga worden dus geassocieerd met neerslag die de grond niet bereikt. In sommige gevallen kan het leiden tot de ontwikkeling van microbursts, ofwel lokale valwinden. Dit kan ontstaan wanneer waterdruppels overgaan in waterdamp en daarbij warmte aan de lucht onttrekken. Koudere lucht daalt in hoog tempo en dat kan veel turbulentie geven.