Een van de eerste dingen die je waarschijnlijk elke ochtend doet, is uit het raam kijken om te zien hoe het weer is. Door naar buiten te kijken en te luisteren naar de weersvoorspelling van die dag, kun je beslissen welke kleding je gaat dragen en misschien zelfs wat je de hele dag gaat doen. Dit vertelt het belang van het weer in ons dagelijks leven. In deze les gaan we dieper in op het volgende:
Mensen verwarren weer vaak met klimaat, maar ze zijn niet hetzelfde, hoewel ze gemeenschappelijke componenten delen.
| Het weer | Klimaat |
| Het vertegenwoordigt de dagelijkse veranderingen in de atmosfeer of de toestand van de atmosfeer van een plaats voor een korte periode met betrekking tot een of meer van zijn elementen. | Het vertegenwoordigt de combinatie van meerdere weerpatronen van een specifieke locatie, gemiddeld over meerdere jaren. Groenland heeft bijvoorbeeld een koud woestijnklimaat en het klimaat van Centraal-Azië is gematigd continentaal. |
| Twee plaatsen, zelfs op korte afstand van elkaar, kunnen tegelijkertijd verschillende soorten weer hebben. | Het klimaat van een regio wordt als min of meer permanent beschouwd. |
| Op sommige locaties verandert het weer dagelijks of elk uur. | Het klimaat verandert niet zo snel als het weer, omdat het een compilatie is van meerdere jaren geregistreerde weersomstandigheden. |
Zowel weer als klimaat delen gemeenschappelijke elementen, waaronder windsnelheid en -richting, type regen en hoeveelheden, vochtigheidsniveaus, luchtdruk, bewolking en wolkentypes, en luchttemperatuur. Door roekeloos menselijk ingrijpen veranderen zowel het weer als het klimaat.
Op elke willekeurige dag bepaalt het weer wat je draagt. Je kijkt bijvoorbeeld naar buiten en ziet dat het een heldere en zonnige dag is, dus je draagt iets lichts; of als het regent pak je een paraplu voordat je naar buiten gaat. Dagelijkse weerberichten spelen ook een cruciale rol om ons te informeren over eventuele inkomende zware weersomstandigheden.
Het weer kan zonnig, regenachtig, bewolkt, winderig, sneeuw of helder zijn. Het maakt deel uit van het natuurlijke fenomeen dat het evenwicht in de atmosfeer handhaaft.
Het weer varieert afhankelijk van de hoogten, breedtegraden en regio's en drukverschillen. Wanneer de atmosferische omstandigheden extreem of intens genoeg zijn om verlies van eigendommen of mensenlevens te veroorzaken, wordt zulk weer als zwaar weer genoemd. Zwaar weer, zoals tornado's, orkanen en sneeuwstormen, kan het leven van veel mensen ontwrichten vanwege de vernietiging die ze veroorzaken.
Er zijn zes hoofdelementen of componenten van het weer
Samen vormen deze elementen het weer van een plaats op een bepaald moment. De wetenschappers die het weer bestuderen, worden 'meteorologen' genoemd - ze voorspellen het weer op basis van kennis van atmosferische processen en de veranderende elementen.
Laten we deze zes elementen in meer detail bekijken.
Temperatuur meet hoe warm of koud de atmosfeer van dag tot dag is. De temperatuur is afhankelijk van de stand van de zon; daarom kan het herhaaldelijk op een dag veranderen. De temperatuur wordt gemeten met een thermometer en wordt op twee manieren gerapporteerd: Celsius en Fahrenheit. Het koudste weer vindt meestal plaats in de buurt van de polen, terwijl het warmste weer meestal in de buurt van de evenaar plaatsvindt.
Atmosferische druk is het gewicht van de lucht in de atmosfeer. Het stijgen van warme lucht en het dalen van koude lucht leidt tot veranderingen in de atmosferische druk. Atmosferische druk komt vooral voor in gebieden in de buurt van waterlichamen. Omdat kustgebieden en eilanden in de buurt van waterlichamen liggen, krijgen ze vaak te maken met zware stormen.
Atmosferische druk wordt uitgedrukt in een meeteenheid die een atmosfeer wordt genoemd en wordt gemeten in millibar of inches kwik. De gemiddelde atmosferische druk op zeeniveau is ongeveer één atmosfeer (ongeveer 1013 millibar of 29,9 inch).
Atmosferische druk verandert met de hoogte. Het is hoger op lagere hoogten en lager op grotere hoogten.
Wind is lucht in beweging. Het wordt geproduceerd door de ongelijkmatige verwarming van het aardoppervlak door de zon. Omdat het aardoppervlak uit verschillende land- en waterformaties bestaat, absorbeert het de zonnestraling ongelijkmatig. Er zijn twee factoren nodig om wind te specificeren: snelheid en richting.
| Windrichting wordt beschreven aan de hand van de richting waar de wind vandaan kwam. Een zuidelijke wind zou bijvoorbeeld uit het zuiden naar het noorden waaien. Windrichting wordt op een aantal manieren gemeten met behulp van windwijzers, vlaggen en windzakken. |
| Windsnelheid wordt gemeten in mijlen per uur of kilometers per uur. Anemometer is het instrument dat wordt gebruikt om de snelheid van de wind te meten. |
Als de zon het aardoppervlak opwarmt, warmt ook de atmosfeer op. Sommige delen van de aarde ontvangen het hele jaar door directe zonnestralen en zijn altijd warm. Andere plaatsen ontvangen indirecte stralen, dus het klimaat is kouder. Warme lucht die minder weegt dan koude lucht stijgt op. Dan stroomt koele lucht naar binnen en vervangt de opstijgende warme lucht. Deze luchtbeweging zorgt ervoor dat de wind waait.
Luchtvochtigheid verwijst naar de hoeveelheid waterdamp in de lucht. Waterdamp vormt slechts een klein deel van de massa van de atmosfeer. Deze kleine hoeveelheid waterdamp heeft echter een belangrijk effect op weer en klimaat. Wanneer de energie van de zon het aardoppervlak opwarmt, verdampt water in oceanen en waterlichamen. Waterdamp is een gas in de atmosfeer dat helpt bij het maken van wolken, regen en sneeuw.
De hoeveelheid water in de lucht wordt beschreven aan de hand van relatieve vochtigheid. Warmere lucht bevat meer waterdamp dan koude lucht. Als de hoeveelheid waterdamp in de lucht gelijk blijft, maar de temperatuur daalt, dan zal de relatieve luchtvochtigheid toenemen. Dit komt omdat de koudere lucht niet zoveel waterdamp kan bevatten. Als de temperatuur koud genoeg wordt, bereikt de lucht het punt dat het de meeste waterdamp bevat die het kan bevatten. De relatieve vochtigheid voor deze temperatuur zou 100 procent zijn. Dit wordt ook wel de dauwpunttemperatuur genoemd. Overtollig water valt naar beneden als neerslag.
Op koelere nachten, wanneer de temperatuur tot het dauwpunt daalt, verandert een deel van de waterdamp weer in vloeibaar water (dit wordt condensatie genoemd) en bezinkt als 'dauw' op het gras en de glazen ramen.
Een wolk is een groep van miljoenen kleine waterdruppels of ijskristallen. Wolken ontstaan als de lucht stijgt en afkoelt. Wanneer de lucht onder het dauwpunt afkoelt, vormen zich waterdruppels of ijskristallen. Waterdruppels ontstaan wanneer water boven 0°C condenseert. IJskristallen ontstaan wanneer water condenseert onder 0ºC. Niet alle wolken produceren neerslag. wolken duiden meestal op zacht weer.
De vloeibare en vaste waterdeeltjes die uit wolken vallen en de grond bereiken, worden neerslag genoemd. Het is een veel voorkomend fenomeen in de atmosfeer van de aarde. Neerslag komt altijd uit wolken, maar niet alle wolken vormen neerslag. Dit komt omdat de waterdruppels en ijskristallen die in de meeste wolken worden aangetroffen, te klein zijn en dus niet zwaar genoeg om naar het aardoppervlak te vallen. Een regendruppel die groot genoeg is om het gewicht te dragen dat nodig is om naar de aarde te vallen, is miljoenen keren groter dan de individuele waterdruppels die in de meeste wolken worden aangetroffen.
Er zijn vier hoofdsoorten neerslag: regen, sneeuw, ijzel en hagel. Regen en sneeuw zijn de meest voorkomende soorten neerslag. Sneeuw en hagel komen minder vaak voor.
| Regenen | Vloeibare waterdruppels die 0,5 of groter zijn en uit de wolken in de lucht vallen, worden regen genoemd. Regen neemt vaak een van de twee hoofdvormen aan: buien en motregen.
Kleine wolkendeeltjes slaan toe en binden samen en creëren grotere druppels. Naarmate dit proces vordert, worden de druppels zo groot en groter dat ze te zwaar worden om in de lucht te blijven hangen. Als gevolg hiervan trekt de zwaartekracht ze naar de aarde. Zo vallen regendruppels. Wanneer ze hoog in de lucht zijn, beginnen de regendruppels te vallen als ijskristallen of sneeuw, maar smelten wanneer ze door de warmere lucht de aarde afdalen. |
| Natte sneeuw | Natte ijzel ontstaat wanneer regen door een laag zeer koude lucht valt. Als de lucht koud genoeg is, bevriest de regen in de lucht en wordt het vallend ijs. Sleet is ook bekend als ijspellets, omdat het is samengesteld uit kleine en semi-transparante ijsballen. |
| Hagel | Hagelstenen zijn grote en onregelmatige brokken ijs die door grote onweersbuien vallen. Het is vaste neerslag. Hagel vormt zich in cumulonimbuswolken. In tegenstelling tot natte sneeuw die zich bij elk weer kan vormen als er onweer is, worden hagelstenen voornamelijk ervaren in de winter of koud weer. Hagelstenen bestaan meestal uit waterijs en hebben een diameter tussen de 0,2 inch (5 millimeter) en 6 inch (15 centimeter). Ze zijn zeer schadelijk voor gewassen. |
| Sneeuw | Sneeuw vormt zich wanneer de temperatuur zo laag is dat waterdamp direct in een vaste stof verandert. Het komt bijna elke keer voor als er regen is. Sneeuw smelt echter vaak voordat het het aardoppervlak bereikt. Het wordt normaal gezien samen met hoge, dunne en zwakke cirruswolken gezien. Sneeuw kan vallen als enkele ijskristallen. In veel gevallen voegen de kristallen zich samen om grotere sneeuwvlokken te vormen. Sneeuwvlokken komen voor bij temperaturen onder het vriespunt. |
Luchtmassa's
Een luchtmassa is een zeer grote hoeveelheid lucht met een relatief constante temperatuur en vochtgehalte. Luchtmassa's beslaan doorgaans gebieden variërend van honderdduizenden tot miljoenen vierkante mijlen.
Luchtmassa's vormen zich wanneer een luchtmassa tot stilstand komt boven een gebied met consistente oppervlaktekenmerken. Dit worden brongebieden genoemd die eenvoudig geografische gebieden zijn met een vlakke, uniforme oppervlaktesamenstelling met lichte oppervlaktewinden waar een luchtmassa ontstaat. Woestijnen, vlaktes en oceanen beslaan bijvoorbeeld doorgaans zeer brede gebieden met relatief weinig topografische variaties - dit zijn bronregio's. Deze gebieden zorgen voor een stabiele atmosfeer waarin harde wind afwezig is. In dergelijke gebieden kunnen zich grote luchtmassa's ophopen zonder uiteen te vallen door bergen, land/waterkruisingen of andere oppervlaktekenmerken.
Hoe langer de luchtmassa boven het brongebied blijft, hoe groter de kans dat het de eigenschappen van het onderliggende oppervlak zal verwerven.
Er zijn 4 algemene luchtmassa's geclassificeerd volgens het brongebied:
| Polaire breedtegraden P | gelegen poolwaarts van 60 graden noord en zuid |
| Tropische breedtegraden T | gelegen binnen ongeveer 25 graden van de evenaar |
| continentaal c | gelegen over grote landmassa's - droog |
| Marine m | gelegen boven de oceanen - vochtig |
We kunnen dan combinaties maken van het bovenstaande om verschillende soorten luchtmassa's te beschrijven.
Koude luchtmassa's - Het meeste koude winterweer in de Verenigde Staten komt van drie polaire luchtmassa's:
Warme luchtmassa's - Vier warme luchtmassa's beïnvloeden het weer in de Verenigde Staten.
Op kaarten gebruiken meteorologen tweeletterige symbolen om verschillende luchtmassa's weer te geven. De eerste letter geeft het watergehalte van de luchtmassa aan. De tweede letter geeft de temperatuur aan.
Luchtmassa's kunnen het weer relatief lang beheersen: van een periode van dagen tot maanden. Het meeste weer vindt plaats langs de periferie van deze luchtmassa's op grenzen die fronten worden genoemd.
Voorkant
De grens waar twee luchtmassa's van verschillende temperatuur en vochtigheid elkaar ontmoeten, wordt een front genoemd. Wanneer luchtmassa's elkaar ontmoeten, stijgt de minder dichte luchtmassa boven de dichtere luchtmassa. Warme lucht heeft een lagere dichtheid dan koude lucht. Daarom zal een warme luchtmassa in het algemeen boven een koude luchtmassa uitstijgen.
Er zijn vier hoofdtypen fronten:
| Koude fronten | Een koufront ontstaat wanneer een koude luchtmassa onder een warme luchtmassa beweegt. De koude lucht duwt de warme luchtmassa omhoog. De koude luchtmassa verving de warme luchtmassa. Koudefronten kunnen snel bewegen en hevige neerslag met zich meebrengen. Wanneer een koufront is gepasseerd, is het weer meestal koeler. Achter het koufront komt namelijk een koude, droge luchtmassa naar binnen. |
| Warmtefronten | Een warmtefront ontstaat wanneer een warme luchtmassa naar binnen beweegt over een koude luchtmassa die een gebied verlaat. De warme lucht vervangt de koude lucht terwijl de koude lucht wegtrekt. Warme fronten kunnen lichte regen brengen. Ze worden gevolgd door helder, warm weer. |
| Afgesloten fronten | Een occlusiefront ontstaat wanneer een warme luchtmassa wordt opgesloten tussen twee koude luchtmassa's. De koude luchtmassa's bewegen samen en duwen de warme lucht uit de weg. Afgesloten fronten zorgen voor koele temperaturen en grote hoeveelheden regen en sneeuw. |
| Stationer fronten | Een stationair front ontstaat wanneer een koude luchtmassa en een warme luchtmassa naar elkaar toe bewegen. Geen van beide luchtmassa's heeft genoeg energie om de andere uit de weg te duwen. Daarom blijven de twee luchtmassa's op dezelfde plaats. Stationaire fronten veroorzaken vele dagen bewolkt, nat weer. |
Lucht produceert druk. De luchtdruk is echter niet altijd overal hetzelfde. Gebieden met verschillende drukken kunnen veranderingen in het weer veroorzaken. Deze gebieden kunnen een lagere of hogere luchtdruk hebben dan hun omgeving.
| Cycloon | Anticycloon |
| Een cycloon is een systeem van winden dat rond een centrum met lage atmosferische druk draait. Cyclonen zijn algemeen bekend als dieptepunten. Ze zijn over het algemeen indicatoren van regen, wolken en andere vormen van slecht weer. Winden in een cycloon blazen tegen de klok in op het noordelijk halfrond en met de klok mee op het zuidelijk halfrond. | Een anticycloon is een systeem van winden dat rond een centrum met hoge atmosferische druk draait. Anticyclonen zijn algemeen bekend als highs. Over het algemeen zijn ze voorspellers van mooi weer. Winden in een anticycloon blazen met de klok mee op het noordelijk halfrond en tegen de klok in op het zuidelijk halfrond. |
Verticale luchtbewegingen worden geassocieerd met zowel cyclonen als anticyclonen. In cyclonen wordt lucht dicht bij de grond naar binnen geduwd naar het midden van de cycloon, waar de druk het laagst is. Het begint dan naar boven te stijgen, uit te zetten en af te koelen in het proces. Deze koeling verhoogt de vochtigheid van de opstijgende lucht, wat resulteert in bewolking en hoge vochtigheid in de cycloon. In anticyclonen is de situatie omgekeerd. Lucht in het midden van een anticycloon wordt weggedrukt van de hoge druk die daar optreedt. Die lucht wordt in het centrum vervangen door een neerwaartse trek van lucht van grotere hoogte. Terwijl deze lucht naar beneden beweegt, wordt deze gecomprimeerd en opgewarmd. Door deze opwarming neemt de vochtigheid van de dalende lucht af, wat resulteert in enkele bewolking en een lage luchtvochtigheid in de anticycloon.
Een onweersbui is een intense storm met harde wind, zware regen, bliksem en donder. Het wordt geproduceerd door een cumulonimbuswolk, die gewoonlijk windvlagen, zware regen en soms hagel produceert. De basisvoorwaarden die nodig zijn voor het ontstaan van een onweersbui zijn - vocht, onstabiele lucht en lift. De atmosfeer is onstabiel wanneer een lichaam van koude lucht wordt gevonden boven een lichaam van warme lucht. De warme lucht stijgt op en koelt af terwijl deze zich vermengt met de koele lucht. Wanneer de warme lucht het dauwpunt bereikt, condenseert de waterdamp en vormt cumuluswolken. Als de warme lucht blijft stijgen, kunnen de wolken donkere cumulonimbuswolken worden. Onweersbuien kunnen het hele jaar door en op alle uren voorkomen. Maar ze zullen het meest waarschijnlijk gebeuren in de lente- en zomermaanden en tijdens de middag- en avonduren.
Bliksem is een heldere flits van elektriciteit die wordt geproduceerd door een onweersbui. Alle onweersbuien produceren bliksem en zijn zeer gevaarlijk. Naarmate een wolk groter wordt, beginnen delen ervan elektrische ladingen te ontwikkelen. De bovenste delen van de wolk hebben de neiging om positief geladen te worden. De lagere delen hebben de neiging om negatief geladen te worden. Wanneer de ladingen groot genoeg worden, stroomt er elektriciteit van het ene gebied naar het andere. Elektriciteit kan ook tussen de wolken en de grond stromen. Deze elektrische stromen zijn bliksem. Als je het geluid van de donder hoort, loop je gevaar door bliksem.
Bliksem zal hoogstwaarschijnlijk hoge objecten raken, inclusief bomen, bergen en mensen - alles wat opstaat van de grond.
Minder dan 1% van de onweersbuien veroorzaakt tornado's. Tornado's zijn hevige windkolommen die heel snel ronddraaien als ze de grond raken. De snel draaiende luchtkolom voordat deze de grond raakt, wordt een trechterwolk genoemd. Ze strekken zich uit van de bodem van onweersbuien tot op de grond en kunnen winden tot 300 mijl per uur hebben. Tornado's zijn kleiner dan orkanen en vormen zich over land in plaats van over zee. Ze halen hun energie uit grote onweersbuien. Tornado's die zich boven water vormen, worden waterhozen genoemd. De lucht in het midden van een tornado heeft een lage druk. Wanneer het lagedrukgebied de grond raakt, kan materiaal uit de grond de tornado in worden gezogen.
Cyclonen die zich boven warme tropische oceanen vormen, worden tropische cyclonen genoemd. Ze worden ook wel tropische stormen of tropische depressies genoemd.
Een tropische cycloon die drastisch in intensiteit toeneemt, staat bekend als een orkaan wanneer deze optreedt in de Atlantische Oceaan of aangrenzende zeeën. In de westelijke Stille Oceaan en aangrenzende zeeën staat een orkaan bekend als een tyfoon . Om als orkaan te worden geclassificeerd, moet een tropische cycloon winden van meer dan 74 mijl per uur produceren. De meeste orkanen ontstaan tussen 5 ° noorderbreedte en 20 ° noorderbreedte of tussen 5 ° zuiderbreedte en 20 ° zuiderbreedte. Ze vormen zich boven de warme, tropische oceanen die op deze breedtegraden worden gevonden. Op hogere breedtegraden is het water te koud om orkanen te laten ontstaan.
De rotatie van de aarde veroorzaakt een interessant fenomeen op vrij bewegende objecten op de aarde. Objecten op het noordelijk halfrond worden naar rechts afgebogen, terwijl objecten op het zuidelijk halfrond naar links worden afgebogen. Het Coriolis-effect probeert dus de wind te dwingen naar rechts of links te schuiven. Een orkaan begint als een groep onweersbuien die over tropische oceaanwateren reizen. Winden die in twee verschillende richtingen reizen, ontmoeten elkaar en zorgen ervoor dat de storm draait. Vanwege het Coriolis-effect draaien orkanen tegen de klok in op het noordelijk halfrond en met de klok mee op het zuidelijk halfrond.
Orkanen worden aangedreven door zonne-energie. De energie van de zon zorgt ervoor dat oceaanwater verdampt. Als de waterdamp in de lucht stijgt, koelt het af en condenseert het.
In het midden van de orkaan is het oog. Het oog is een kern van warme, relatief rustige lucht met lage druk en lichte wind. Er zijn opwaartse en neerwaartse stromingen in het oog. Een opwaartse luchtstroom is een stroom van opstijgende lucht. Een downdraft is een stroom van dalende lucht.
Rond het oog bevindt zich een groep cumulonimbuswolken die de oogwand wordt genoemd. Deze wolken produceren zware regenval en harde wind. De wind kan oplopen tot 300 km/u. De oogwand is het sterkste deel van de orkaan. Buiten de oogwand bevinden zich de spiraalvormige wolkenbanden die regenbanden worden genoemd. Deze banden produceren ook zware regen en harde wind. Ze cirkelen rond het centrum van de orkaan.
De orkaan zal blijven groeien zolang hij boven warm oceaanwater is. Wanneer de orkaan over kouder water of over land beweegt, verliest de storm energie. Dit is de reden waarom orkanen niet gebruikelijk zijn in het midden van continenten. De stormen verliezen hun energie snel wanneer ze over land bewegen. Orkanen brengen harde wind, zware regenval, overstromingen en een stormvloed van de oceaan met zich mee die verschrikkelijke verwoesting kan veroorzaken.
De voorspelling van de weersomstandigheden voor de komende dagen staat bekend als een weersvoorspelling. Meteorologen maken weersvoorspellingen met behulp van informatie over atmosferische omstandigheden. Ze gebruiken een grote verscheidenheid aan verschillende instrumenten om de weersomstandigheden te meten.
Er zijn verschillende soorten weerkaarten:
