boek - Kees Floor

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 1HET WEEROP SATELLIETBEELDENELMAR

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 2

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 3HET WEEROP SATELLIETBEELDENKees Floor

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 5InhoudVoorwoord 71. Verschijnselen op satellietbeelden 92. Depressies, fronten en hogedrukgebieden 173. Tropische cyclonen 214. Onweersstoringen 325. Storingen in koude lucht 376. Wolkenstraten 437. Celvormige bewolkingspatronen 488. Meer sneeuw achter de Grote Meren 539. Bewolkingspatronen achter bergachtige eilanden 5910. Wasbordpatroon in bewolking achter bergen en eilanden 6511. Stofstormen 7112. As van vulkanen bedreigt vliegveiligheid 7713. Rook van bosbranden en andere vormen van luchtverontreiniging 8414. Vliegtuigwolken 9315. Scheepswolken 9716. Weerspiegelingen van zonlicht 10417. Kleurrijk oceaanwater 11418. Temperatuurbeelden 121INHOUD 5

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 6Luchtverontreiniging enheiigheid over een nagenoegonbewolkt Europa.Datum: 28 maart 2002.Satelliet: Seastar. Bron:NASA/GSFC SeaWiFSProject.6 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 7VoorwoordAl bijna vijftig jaar zijn satellietbeelden beschikbaar van het aardoppervlak ende bewolking daarboven. De precisie waarmee de recente, geavanceerde weersatellietenvandaag de dag de aarde in beeld brengen, is echter ongekend. Desuperscherpe beelden tonen weerverschijnselen razend gedetailleerd. Depressies,orkanen, onweersstoringen, stofstormen en wolkenpatronen blijken ervanuit de ruimte indrukwekkend uit te zien. Boven zee zijn deze weersystemenzichtbaar tegen een kleurrijk decor van diepblauw, zilverwit, blauwgroen ofvaalbruin oceaanwater. Groene vegetatie, hagelwitte sneeuw of in gele, rode enbruine tinten stuivend woestijnzand vormen de achtergrond boven land.Dit boek neemt u mee op een boeiende excursie langs gewone en uitzonderlijkeweergebeurtenissen die zich waar ook op aarde voordoen. De verklaring van deverschijnselen ontbreekt niet en blijkt al even boeiend. Zo kunnen we genietenvan een wereld waarvan onze ouders en voorouders geen weet hadden en vanvergezichten waarop zij geen zicht hadden. De opeenvolgende hoofdstukken indit boek vormen elk een afgerond geheel. De lezer kan de tekst dus ook in willekeurigevolgorde doornemen en beginnen met de meest aansprekende onderwerpenof de meest imposante beelden.De satellieten verzenden veel meer informatie naar de aarde dan uitsluitendweerbeelden.Wetenschappers hebben hun handen vol aan het interpreterenvan alle gegevens die de satellieten naar de aarde sturen. Samen met de ruimtevaartorganisatiesdoen ze hun best de metingen om te zetten in makkelijk teinterpreteren beelden en de interessantste daarvan voor alle belangstellendenbeschikbaar te maken. Uit hun motto: De aarde is van iedereen trekken ze deconclusie dat alle bewoners haar pracht moet kunnen bewonderen. Dankzijhun inzet en enthousiasme kan elke geïnteresseerde nu zelf de aarde vanuit deruimte bekijken. Daarmee legden ze tevens de basis voor de prachtige verzamelingweerbeelden in dit boek.KEES FLOOR, SEPTEMBER 2005VOORWOORD 7

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 8Depressie boven het zeegebied tussen Ierland en IJsland, 31 augustus 2000. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.8 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 91. Verschijnselen op satellietbeeldenBegin jaren zestig van de vorige eeuw werden de eersteweersatellieten in een baan rond de aardegebracht. Als de televisiecamera op de rondtollendesatelliet toevallig even de aarde in beeld kreeg, steegin de controlekamers een luid gejuich op. De weiniggedetailleerde zwart-witbeelden lieten in de dampkringen op het aardoppervlak dan ook verschijnselenzien die niet eerder op een dergelijke manier in beeldwaren gebracht.Inmiddels zijn we bijna vijftig jaar verder. Het aantalinstrumenten op de satellieten is uitgebreid, het gaatniet meer uitsluitend om toepassingen in de weerkunde,de beelden zijn aanzienlijk scherper en delaatste vijf jaar deels zelfs in ‘ware kleuren’. Of de aardein beeld komt, is geen verrassing meer; de sensorenvan de satelliet zijn onafgebroken op de aarde gerichten de tijden waarop men nieuwe beelden van deaarde en de atmosfeer mag verwachten, zijn ruim vantevoren bekend. Wat daarop te zien is, blijkt vaak nogwél onverwacht. De schitterende opnamen wetensteeds weer te boeien en stellen ons in staat te genietenvan verschijnselen waarvan onze ouders en vooroudersgeen weet hadden en van vergezichten waaropzij geen zicht hadden.SatellietbeeldenDit boek geeft talrijke voorbeelden van satellietbeelden,steeds voorzien van uitleg over wat erop is te zienen waarom. Het is een excursie langs gewone en uitzonderlijkegebeurtenissen die zich waar ook opaarde of in de dampkring voordoen. Het bekendst zijnde verschijnselen die geregeld genoemd worden in deweeroverzichten van televisie en dagbladen: dedepressies, de fronten en de hogedrukgebieden.Daarna komen kleinschaliger, maar niet minderindrukwekkende, soms zelfs verwoestende weersystemenaan bod, zoals tropische cyclonen, zomerseonweersstoringen en winterse depressies in koudelucht. In die koude lucht zijn verder geregeld patronenmet langgerekte koordwolken en met celvormigebewolking zichtbaar, die zich voordoen boven relatiefwarm oceaanwater en boven opgewarmd land. Delanggerekte koordwolken kunnen ook ontstaan bovenmeren en randzeeën, zoals de Grote Meren in de VerenigdeStaten, de Oostzee en de Noordzee. Vulkanischeeilanden geven de luchtstroming boven de oceaanvaak een verrassende draai. Achter de eilandenontstaan boeggolven, zoals bij schepen. Ook treden erop die plek vaak langgerekte wolkenpluimen en zelfsschitterende wervelpatronen op. De invloed vangrootschaliger gebergten op de luchtstroming in deatmosfeer is geregeld uit de satellietbeelden af telezen; er vormt zich achter die bergen een soort ribbelpatroondat sterk doet denken aan een wasbord.De atmosfeer bevat meer dan lucht en wolken alleen.Woestijnzand kan duizenden kilometers wordenmeegevoerd, zodat bijvoorbeeld Saharastof tot inNederland kan doordringen om daar extra wasbeurtenvoor de auto noodzakelijk te maken. Ook as vanvulkanen kan lange reizen maken en onderweg grotehinder opleveren voor het vliegverkeer. Vrijwel altijd iser wel ergens brand; de rook en later het verbrandegebied worden op satellietbeelden vastgelegd. Zelfsheiigheid, die ontstaat als een hogedrukgebied hetweer bepaalt en die vaak een gevolg is van luchtverontreinigingdoor wegverkeer en industrie, is met dehuidige generatie satellieten duidelijk in beeld tebrengen. Verder laat het vliegverkeer soms zijn sporenachter op satellietbeelden, vooral als de weersomstandighedenzodanig zijn dat de vliegtuigwolkenzich geruime tijd kunnen handhaven. Minder bekenddan de vliegtuigsporen zijn de scheepswolken die afen toe de aanwezigheid van schepen onder een wolkendekboven de oceaan verraden.Op een onbewolkte oceaan is overigens ook veel tezien. Satellietbeelden tonen geregeld weerspiegelingenvan zonlicht in het oceaanwater, dat daardoorlichter van tint wordt. Uit onregelmatigheden in hetpatroon van spiegeling zijn soms weer andere verschijnselenaf te leiden, zoals verschillen in windsnelheidbij het oceaanoppervlak, het optreden vanonderzeese golven in de oceaan of de aanwezigheidvan ondiepten en banken in zee.De doorgaans diepblauwe kleur van de oceaan kanook door andere verschijnselen dan zonneglinsteringveranderen. Boven ondiepten is de tint soms helderlichtblauw. De aanwezigheid van eencellige plantaardigeorganismen in de oceaan, het zogeheten fytoplankton,geeft aanleiding tot groene of zeegroenetinten. Als de bacteriën het afgestorven fytoplanktonafbreken, gebruikmakend van zwavel, wordt hetuiterlijk van het zeeoppervlak melkgroen. Slib en zanddat door rivieren naar zee wordt gevoerd, geeft dekleur van de zee langs de kust een bruinige tint.VERSCHIJNSELEN OP SATELLIETBEELDEN 9

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:34 Pagina 10Satellietbeeld van Nederland en wijde omgeving in ware kleuren, afkomstig van de Amerikaanse satelliet Aqua. Het land heeft diverse tintenbruin en groen; zeewater is donkerblauw. Bewolking is wit, evenals de sneeuw boven Scandinavië. Links op het beeld ontbreekt de donkeretint van het zeewater. Daar is de lucht verontreinigd met onder andere Saharastof. De rode punten markeren branden; in een aantal gevallenis de bijbehorende rookpluim zichtbaar. Bruine tinten in de kustwateren duiden op sediment. Groene tinten op zee hangen samen met algenbloei.Middagbeeld van 18 april 2003. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.10 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:35 Pagina 1212 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:35 Pagina 13Samengesteld satellietbeeldvan de Indische Oceaan metvier tropische cyclonen. Destroken zijn afkomstig van desatellieten Terra (ochtend) enAqua (middag van11 februari 2003).Bron: NASA/GSFC MODISLand Rapid Response Team.VERSCHIJNSELEN OP SATELLIETBEELDEN 13

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:35 Pagina 14Mist op de Noordzee reikt tot aan de Waddeneilanden. Datum: 26 maart 2003. Satelliet: Aqua.Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.14 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:35 Pagina 15SatellietenAlle genoemde verschijnselen zijn met de nu actievesatellieten tot in detail vastgelegd op kleurrijke satellietbeelden,waarvan verderop een groot aantal wordtafgedrukt en beschreven. De meeste beelden tonende aarde en de atmosfeer in ware kleuren. Ze zijnafkomstig van de modernste Amerikaanse satellieten,de Terra (1999) en de Aqua (2003) (bijvoorbeeld hetbeeld hiernaast) en van een voorloper van deze satellieten:de Seastar (1997). Daarnaast zijn er beeldenvan NOAA-satellieten opgenomen waarbij de kleureneen resultaat zijn van de bewerking die de satellietinformatieheeft ondergaan op het ontvangststation(beeld pag. 11 bovenaan). Op dergelijke beelden is hetlandoppervlak gewoonlijk groen, de zee blauw, hogebewolking wit en lagere bewolking soms geel; dergelijketinten kunnen overigens alleen worden gerealiseerdop beelden van het door de zon beschenen deelvan de aarde. De beelden zijn eenvoudig te interpreteren,maar de kleuren zijn dus niet ‘echt’.De satellieten bevinden zich op een hoogte van 750-850 km. We moeten ons dus in die positie denken bijde start van de denkbeeldige excursie over de aarde enbij het bekijken van de beelden. De satellieten komeneenmaal of enkele malen per dag over; hun banenlopen min of meer over de polen. Elke dag schuift debaan een beetje op, zodat de satelliet steeds ronddezelfde tijd overkomt en de belichting van het aardoppervlakvan dag op dag gelijk blijft. De meetinstrumentenvan de satellieten brengen een brede strookin beeld aan weerszijden van het pad dat ze volgen of,preciezer gezegd, aan weerszijden van de projectievan de baan op het aardoppervlak. Bij sommige beeldenis te zien dat ze zijn samengesteld uit strokenafkomstig van verschillende omlopen (bijvoorbeeldpag. 12-13). Door het tijdsverschil tussen de overkomstensluiten de verschillende onderdelen van hetbeeld niet precies aan; de atmosfeer staat in de tussentijdnamelijk niet stil! Het tijdsverschil bedraagtruim anderhalf uur bij combinatie van gegevens vaneen en dezelfde NOAA-satelliet en enkele uren alsdata van Terra-ochtendbeelden en Aqua-middagbeeldengecombineerd worden.Aardoppervlak en bewolkingDe belangrijkste ‘bestanddelen’ van een satellietbeeldzijn het aardoppervlak en de eventueel daarbovenaanwezige bewolking. Al op de beelden van de eersteweersatellieten waren dit duidelijk te onderscheidenzaken. In onbewolkte gebieden is de grens tussen landen zee markant aanwezig. Grote meren, besneeuwdebergen en verschillen in vegetatie of landgebruik zijnsteeds goed terug te vinden geweest, maar vroegeruiteraard niet met het detail dat thans bereikt kanworden.De bewolking die op de satellietbeelden zichtbaar is,is gewoonlijk een resultaat van stijgende luchtbewegingen.Opstijgende lucht koelt namelijk af en kandaarbij verzadigd raken voor waterdamp, dat er altijdwel in voorkomt. In de verzadigde lucht treedt condensatieop; er vormen zich druppels die gezamenlijkbewolking vormen.Stijgbewegingen treden op in drie verschillende situaties.Soms wordt lucht gedwongen op te stijgen tegengebergten; dan raakt het bewolkt aan de kant van hetgebergte waar de wind vandaan komt. Stijgendeluchtbewegingen worden ook aangetroffen in lagedrukgebiedenen aan de scheidingsvlakken tussenluchtsoorten met verschillende eigenschappen, dezogeheten fronten. Het gaat dan om grootschaligeprocessen die aanleiding geven tot grote pakkettengelaagde bewolking. Tenslotte doen zich ook stijgendeluchtstromingen voor in koude lucht boven warmerzeewater of boven een door de zon opgewarmdlandoppervlak. Onder dergelijke omstandighedenvormen zich stapelwolken, die zich doorgaans ordenenin koordwolken of in cellen.Mist is op satellietbeelden eveneens goed terug te vinden(bijvoorbeeld het beeld hiernaast). Het is laaghangendebewolking waarvan de onderkant op hetaardoppervlak rust. Mist ontstaat boven land bijvoorbeeldtijdens nachtelijke afkoeling. Ook in warmelucht boven koud zeewater, bevroren grond of eenwegsmeltend sneeuwdek, vormt zich doorgaans mist.De afbeeldingen in deze uitgave tonen talrijke voorbeeldenvan bewolking en mist; ze laten daarin vaakkleinere structuren zien die eigenaardigheden in hetpatroon van luchtstromingen verraden.VERSCHIJNSELEN OP SATELLIETBEELDEN 15

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:35 Pagina 16Depressie met krulvorm tussen Groenland en IJsland. Beeld in ware kleuren van de satelliet Aqua. Middagopname van 4 september 2003;figuur a. toont de bijbehorende weerkaart. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.16 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 15:36 Pagina 172. Depressies, fronten enhogedrukgebiedenLagedrukgebieden, oceaanstoringen of depressieszijn op satellietbeelden vaak te herkennen aan prachtigekrulvormige patronen in de bewolking. Ook demet depressies samenhangend fronten zijn goedterug te vinden door de ermee samenhangendebewolking. In hogedrukgebieden is het doorgaansonbewolkt, zodat die veel moeilijker vanuit de ruimtezijn aan te wijzen.Warme en koude luchtDe eigenschappen van de lucht in het onderstegedeelte van de dampkring worden bepaald door deherkomst. Boven het noordelijk deel van de oceaan enboven de poolstreken vormt zich koude, relatiefdroge, in vakjargon polaire lucht; meer naar het zuidenbevindt zich warme en vochtige, zogeheten subtropischelucht. De grens tussen de beide luchtsoorten,het polaire front, ligt op gematigde breedten enverloopt als een slingerende ring rond een halfrond.Oceaanstoringen ontstaan bij voorkeur op deze grens;ze verplaatsen zich vervolgens met de westelijke stromingmee naar het oosten, bijvoorbeeld van de AtlantischeOceaan naar West-Europa. Voor de storingenuit voeren zuidwestenwinden de warme subtropischelucht naar het noorden; er vormt zich daar als hetware een tong met warme lucht. De voorste begrenzingvan deze warme lucht is het warmtefront. Op eenweerkaart (zie tekening onder) wordt het warmtefrontaangeduid als een rode lijn met halve bolletjes. De1025◗10201025H101510101005102010009951005▲◗9901015◗980▲970L▲1010◗◗▲ ▲▲995995◗1005▲▲◗10101020◗10251015◗1030H1020◗◗◗▲1015▲10251010◗▲◗▲◗◗▲◗10151020▲◗◗▲1015L◗▲10151020N▲▲▲▲L1025◗▲102510251025▲1025102010251020▲▲H10251020L1025102010201015Weerkaart van 4 september 2003 12 UTC1015Weerkaart met onder andere een depressie bij IJsland en een hogedrukgebied bij de Azoren. De dunne getrokken blauwe lijnen zijn isobaren;deze lijnen verbinden plaatsen met dezelfde luchtdruk. Fronten zijn met dikke lijnen aangegeven. Blauwe lijnen met driehoekjes markerenkoufronten, rode lijnen met halve bolletjes zijn warmtefronten en paarse lijnen met zowel bolletjes als driehoekjes occlusiefronten. BovenSpanje ligt een onweersstoring; de onweersbuien zitten op de rode lijn met uitsteeksels. De weerkaart geeft de weersituatie op 4 september2003, 12 UTC.DEPRESSIES, FRONTEN EN HOGEDRUKGEBIEDEN 17

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:36 Pagina 18Depressie boven de Noordzee tussen Schotland en Denemarken. De bewolking van het bijbehorendkoufront ligt over Duitsland, België en Frankrijk. Boven het westen van Nederland is het alweer opgeklaard. Ochtendbeeld in ware kleuren van de satelliet Terra, 9 januari 2005. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.Depressiekrul boven Midden-Europa, 11 september 2003. Dergelijke ‘zuivere’ krulvormen zijnmeestal alleen boven de oceaan te zien. Boven IJsland en de Britse Eilanden bevindt zich debewolking van een koufront. Over het oostelijk deel van de Middellandse Zee waait Saharastofnaar Turkije. Het kunstmatig ingekleurde beeld is samengesteld uit drie afzonderlijke beelden. Deinformatie ervoor werd verzameld tijdens opeenvolgende overkomsten van een NOAA-weersatelliet.Bij de beeldbewerking zijn de overgangen tussen de verschillende onderdelen van het beeldweggewerkt. Bron: NOAA/ DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen (Duitsland).18 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

▲Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:36 Pagina 19achterzijde van de warme lucht vormt tevens de voorstebegrenzing van koudere polaire lucht, die aan deachterzijde van de oceaandepressie met noordwestenwindennaar het zuiden stroomt. Dit zogenoemdekoufront wordt afgebeeld als een blauwe lijn met driehoekjes.Het koufront trekt sneller van west naar oostdan het warmtefront van dezelfde depressie. Hetwarmtefront wordt daardoor ingehaald en de warmetong aan het aardoppervlak versmalt. Het deel van hetwarmtefront dat is ingelopen door het koufront,wordt occlusiefront genoemd; de warme subtropischelucht is er opgetild en losgekomen van de grond.Een weerkaart toont een occlusiefront als een paarselijn met zowel de halve bolletjes van het warmtefrontals de driehoekjes van het koufront.Het polaire front en de daarvan deel uitmakendewarmte- en koufronten worden gemarkeerd door opsatellietbeelden goed zichtbare bewolking. Dat komtdoordat bij fronten steeds lucht wordt opgetild. Bijwarmtefronten wordt de warmere lucht gedwongenop te glijden tegen de koudere lucht die op het puntstaat verdreven te worden. Bij koufronten wrikt dekoude, oprukkende lucht zich onder de warme luchtvoor het front uit; ook hier wordt dus de warmere,vochtiger lucht gedwongen op te stijgen. Al eerderwerd vermeld dat bij occlusiefronten warme luchtwordt opgetild, zodat in alle gevallen wolkenvormingverwacht mag worden op de posities die op de weerkaartmet frontlijnen zijn aangegeven.DepressiekrullenDe warmte- en koufronten die gezamenlijk het polairefront vormen, kunnen als een slingerende band opsatellietbeelden worden herkend. Plaatselijk is dewolkenband verdicht of tot een krul gespiraliseerd. Inhet laatste geval hebben we te maken met een depressie.Zo’n mooie krul zou echter niet mogelijk zijn alsde bewolking ter plaatse niet eerder aanzienlijk wasverdicht. Deze verdichtingen hangen samen met kenmerkenvan het stromingspatroon op enkele kilometershoogte in de atmosfeer en zijn een gevolg vandaardoor veroorzaakte stijgbewegingen. Stijgendelucht koelt af, raakt verzadigd voor waterdamp zodater druppelvorming optreedt die het begin vormt vanwolkenvorming. Doordat dergelijke processen zichafspelen bij depressies, wordt als het ware zichtbaarwaar zo’n lagedrukgebied zich aan het ontwikkelen is.De verdichte en verbrede wolkenband wordt geleidelijkopgekruld door de lucht die rond het lagedrukcentrumcirkelt, zoals geïllustreerd in bijgaand diagram(zie tekening rechtsboven). Aanvankelijk bevindt demeeste bewolking (blauw) zich in de warme lucht aan▲1▲▲Vervorming van een wolkenpatroon (blauw) door luchtbewegingenrond een zich ontwikkelende depressie.de zuidzijde van het polaire front. De beide cirkelsmarkeren de positie van de depressie. De windsnelheidrond het lagedrukgebied hangt af van de afstandtot de depressiekern. Midden in een lagedrukgebied isde luchtdruk weliswaar laag, maar de luchtdrukverschillenzijn klein; de luchtdruk is er overal ongeveereven laag. De windsnelheid hangt af van luchtdrukverschillen;in de buurt van de depressiekern staat dusniet veel wind. Zelfs tijdens het langstrekken van deactiefste stormdepressie valt de wind helemaal wegop het moment dat de depressiekern zich boven dewaarneemlocatie bevindt. Op enige afstand van dedepressiekern treffen we ter hoogte van de binnencirkelhet gebied aan met de hoogste windsnelheden.Gaan we nog verder van de depressiekern weg, dankomen we in een gebied waar de wind sterk is teruggevallen.Het diagram illustreert tevens de gevolgenvan dit luchtstromingspatroon voor de oorspronkelijkewolkenband. De egale bewolking in de zachte,vochtige lucht die in de figuur grijs is weergegeven,fungeert als tracer voor de optredende luchtverplaatsingen.De bewolking maakt het gemakkelijk om zachtelucht van boven af bezien te blijven volgen. Ze blijftzich op haar weg rond de depressiekern helder aftekenentegen de koudere lucht met opklaringen die eveneensrond het lagedrukcentrum cirkelt. De afgebeeldesatellietbeelden laten dit proces duidelijk zien. Overigensis de koude lucht niet egaal donker; er bevindenzich talrijke witte vlekken in. Dat zijn stapelwolken,die in koude polaire lucht boven relatief warm oceaanwatergemakkelijk tot ontwikkeling komen. Destapelwolken doen zich doorgaans voor in een markantegroepering, zoals in wolkenstraten of in celvormigepatronen. Deze bewolkingspatronen worden inlatere hoofdstukken getoond en besproken.Hogedrukgebieden▲▲2▲5 6 7 8▲De wervels die rond lagedrukgebieden zichtbaar zijn,vinden geen analogon in vergelijkbare patronen rond▲▲3▲▲▲▲4▲▲DEPRESSIES, FRONTEN EN HOGEDRUKGEBIEDEN 19

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:36 Pagina 20De Azoren koesteren zich in dezon. Zeven van de negen eilandenzijn zichtbaar; van linksnaar rechts Faial, Pico, SaoJorge, Graciosa (geheelboven), Terceira, Sao Miguel,en Santa Maria. Beeld van desatelliet Terra van 1 mei 2003.Bron: NASA/GSFC MODISLand Rapid Response Team.hogedrukgebieden. Hoewel de lucht ook rond hogedrukgebiedenstroomt, zij het met tegengesteldedraairichting, ontbreekt hier gewoonlijk de bewolkingom de luchtstroming zichtbaar te maken. Dat komtdoordat hogedrukgebieden gekenmerkt worden doordalende luchtbewegingen; bij depressies ging het juistom stijgende luchtbewegingen. Dalende lucht warmtop en droogt daardoor uit, zodat eventueel aanwezigewolkendruppeltjes verdampen en de bewolking verdwijnt.In hogedrukgebieden hebben we vanuit eensatelliet dan ook vaak een onbelemmerd uitzicht ophet aardoppervlak. Als het aardoppervlak in hogedruksituatiesaan het zicht wordt onttrokken, komtdat door mist, die zich vooral in het winterhalfjaar inde onderste honderden meters van de atmosfeervormt. Verder kunnen rook, andere vormen van luchtverontreiniging,zand en stof het aardoppervlak inhogedruksituaties doen vervagen, zoals in laterehoofdstukken zal blijken.Westelijke stromingNederland ligt in de zogeheten gordel van westenwinden;ook boven de Atlantische Oceaan is de voorkeursrichtingvan de luchtstroming westelijk. Om eendergelijke luchtstroming in stand te kunnen houden,zijn lagedrukgebieden nodig boven het noordelijkdeel van de oceaan, terwijl de luchtdruk meer naarhet zuiden, bijvoorbeeld in de subtropen hoog moetzijn. Daarom hoor je vaak spreken over depressies bijIJsland of het noorden van Schotland en van hogedrukgebiedenbij de Azoren. De getoonde weerkaartgeeft een voorbeeld van een dergelijke luchtdrukverdeling;de depressie bij IJsland is afgebeeld als op pag.16. In het voorgaande zagen we al dat een hogedrukgebiedbij de Azoren veel moeilijker in beeld te brengenis, of het zou een satellietbeeld moeten zijn meteen onbewolkte, zonnige eilandengroep (boven).20 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:36 Pagina 213. Tropische cyclonenDe depressies van de gematigde breedten vormen inonze omgeving een belangrijke factor bij het voorkomenvan bewolking en regen, zoals we in het vorigehoofdstuk zagen. Meer richting evenaar heeft men temaken met een veel venijniger type depressies: de tropischestormen. Tropische stormen zijn kleinschaligedepressies die vergezeld gaan van veel wind, overvloedigeregenval, hoge golven op zee en vloedgolvenlangs de kust. Bereikt de wind orkaankracht (windkracht12), dan spreekt men van een tropischecycloon.Tropische cyclonen komen voor in de zeegebiedenrond de equator zoals aangegeven in figuur a. Ze staanbekend onder verschillende namen: hurricane in deVerenigde Staten, tyfoon of eenvoudigweg cycloon inAzië en willy-willy in AustraliëIn het Caribische gebied treden de hurricanes op in demaanden augustus, september en oktober. Het seizoenwordt ingeperkt door één van de voorwaardenvoor het ontstaan van tropische cyclonen: een zeewatertemperatuurvan ten minste 26 graden. Ook voordelen van de Stille Oceaan en voor het noorden van deIndische Oceaan geldt dit orkaanseizoen, maar er zijnook gebieden waar cyclonen het hele jaar door kunnenvoorkomen.De meeste schade veroorzaken tropische cyclonen ophet moment dat ze de kust bereiken. De slachtoffersvallen vooral door vloedgolven, die tot zes meter hoogkunnen worden. Inhammen kunnen het vloedgolfeffectnog versterken: de Bathurst Bay Hurricane veroorzaaktein 1899 in de gelijknamige baai in Australiëeen opzet van maar liefst dertien meter.Als record voor het aantal slachtoffers gold lange tijdde cycloon van 7 oktober 1737 in de Golf van Bengalen,waarbij meer dan een kwart miljoen slachtofferste betreuren waren. Inmiddels is men van mening dateen vloedgolf in Bangla Desh uit 1970 daar niet vooronderdeed; sommige bronnen schatten het aantaldoden bij die catastrofe zelfs op 300 000.Ook als de schade in het kustgebied gering is, kanovervloedige neerslag meer landinwaarts plotselingopkomende overstromingen teweegbrengen. Somskomen neerslaghoeveelheden voor van 750 mm, datis evenveel als er in Nederland in een heel jaar valt. Deneerslag vormt bij alle tropische stormen die het landop trekken, een even grote bedreiging; het criteriumvan windkracht 12, zoals dat geldt voor de cycloon- ofhurricanestatus, is daarbij niet van belang. Boven zeetreden extreem hoge golven op, bijvoorbeeld 30 meterbij de hurricane Luis uit 1995.In de laatste decennia eisen de tropische cyclonenvooral een hoge tol in bijvoorbeeld Bangla Desh, waarvloedgolven makkelijk ver het land kunnen binnendringenen de infrastructuur ontbreekt om de bevolkingte beschermen, te evacueren of tijdig te waarschuwen.In de Verenigde Staten viel het aantalslachtoffers de laatste decennia mee. Deels komt ditdoor tijdiger signalering dankzij weersatellieten,nauwkeuriger verwachtingen, effectievere berichtgeving,tijdiger evacuaties, een beter voorbereid publiekN▲1243Evenaar567Gebieden waar tropische cyclonen optreden:1. Noord-Atlantische Oceaan, Golf van Mexico en Caribische Zee.2. Noordoostelijke Stille Oceaan (van Mexico tot de datumgrens).3. Noordwestelijke Stille Oceaan (van de datumgrens tot Azië, inclusief de Zuid-Chinese Zee.4. Noordelijke Indische Oceaan met de Golf van Bengalen en de Arabische Zee.5. Zuidwestelijke Indische Oceaan van Afrika tot 100 graden oosterlengte.6. Zuidoostelijke Indische Oceaan/omgeving Australië van 100 tot 142 graden oosterlengte.7. Zuidwestelijke Stille Oceaan tot Australië, van 142 graden oosterlengte tot 120 graden westerlengte.TROPISCHE CYCLONEN 21

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:36 Pagina 22De zeer krachtige tropische cycloon Isabel met duidelijk zichtbaar oog op 11 september 2003. De hurricane bevindt zich 850 kilometer tenoostnoordoosten van de Bovenwindse Eilanden. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.22 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 15:36 Pagina 23en een professioneler ‘calamiteitenmanagement’door de Amerikaanse overheid. Daarnaast is er sprakevan toeval of, zo men wil, geluk: behalve in 2004 trokkennaar verhouding weinig belangrijke orkanen indichtbevolkte streken het land op. Door de sterkegroei van de bevolking langs de Amerikaanse oostkusten de complexiteit van een evacuatie, is ook in de VerenigdeStaten een ramp in de toekomst toch niet uit tesluiten.Warm zeewaterTropische cyclonen zijn kleinschaliger dan ‘gewone’hoge- en lagedrukgebieden van de gematigde breedten;ze hebben een doorsnede van vijfhonderd tot vijftienhonderdkilometer. De orkaanwinden doen zichuitsluitend voor in de kern, die slechts een tot vierprocent beslaat van de totale omvang. De levensduurbedraagt gewoonlijk vijf tot tien dagen, maar is somsveel langer. In 2002 had Kyle een levensduur van 22dagen; Ginger hield het in 1971 28 dagen vol.Gerekend over de gehele aardbol zijn er elk jaar tachtigtot negentig tropische stormen; ongeveer twee opde drie stormen ontwikkelen zich tot een orkaan. Opde Noord-Atlantische Oceaan loopt het aantal tropischestormen per jaar uiteen van vier (1983) tot 21(1933); gemiddeld zijn het er ongeveer tien.De meeste tropische cyclonen komen tot ontwikkelingin een gebied tussen vijf en twintig graden noorder-of zuiderbreedte. Verder van de evenaar weg ishet zeewater te koud; we zagen al dat dit bij voorkeur26 graden moet zijn of warmer (figuur b). Verdampendzeewater is namelijk een belangrijke bron vanenergie voor een cycloon; daarnaast levert de achtergrondstromingeen bijdrage, evenals de condensatiewarmtedie vrijkomt in de zware buien in de buurt vanhet centrum van de cycloon. Overigens wordt slechts2,5 procent van die energie gebruikt voor het aandrijvenvan de orkaanwinden. Het gaat natuurlijk wel omgrote hoeveelheden energie: een ‘gemiddelde’ orkaanbevat een hoeveelheid energie die gelijk is aan vijfmaal het totale energiegebruik van de hele mensheidin 1990.Doordat de afwijkende kracht van de aardrotatie, ookwel corioliskracht genoemd, eveneens een belangrijkerol speelt, houden de cyclonen wat afstand tot deevenaar; in de buurt van de evenaar is de corioliskrachtnamelijk nul. Om tropische cyclonen tot ontwikkelingte laten komen, moet verder de atmosfeerboven de tropische oceaan voldoende onstabiel zijn,zonder dat de wind er weer te veel verandert met dehoogte. Ze ontstaan niet ‘uit het niets’; er moeten in debuurt van het aardoppervlak al storingen aanwezigzijn (zogeheten ‘easterly waves’), die onder de hierbovengenoemde voorwaarden uit kunnen (niet noodzakelijkerwijsmoeten) groeien tot een tropische storm.Voor de hurricanes in het Caribische gebied geldt datdie storingen meestal afkomstig zijn uit Afrika; ze drij-N▲juni - november▲▲▲▲juni -december▲▲▲▲▲augustus -oktoberjuni - oktober▲▲▲januari - maart▲januari - maartZeewatertemperatuur-2˚C 16.5˚C 35˚CTropische cyclonen ontstaan aan het eind van de zomer en in het begin van de herfst als het zeewater op z’n warmst is.TROPISCHE CYCLONEN 23

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 15:36 Pagina 24Tropische cycloon Frances op weg naar de Verenigde Staten, 1 september 2004. Het water van de Caribische Zee en de Atlantische Oceaan isover het algemeen diepblauw, maar boven ondiepe koraalbanken is de tint in uiterst helder water – zoals op dit satellietbeeld bij Florida, Cubaen de Bahama’s – aanzienlijk lichter van tint. Zie ook hoofdstuk 17, Kleurrijk oceaanwater. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.ven al ontwikkelend met de noordoostpassaat – tenzuiden van het subtropisch hogedrukgebied bij deAzoren langs – de Atlantische Oceaan over (tekeningpag. 26 bovenaan). Deze stroming drijft ze naar hetCaribische gebied, waar ze over de eilanden kunnenrazen, aan land kunnen gaan of naar het noordenafbuigen. Boven land neemt de windsnelheid doorwrijving enigszins af, maar de vlagerigheid neemt toe.Doordat juist de windstoten de meeste schade veroorzaken,raakt men zo van de regen in de drup. Pas naenkele uren boven land begint de orkaan in kracht afte nemen; hij raakt dan namelijk afgesneden van zijnbelangrijkste energiebron: het warme zeewater.Sommige, naar het noorden afgebogen, tropischecyclonen komen terecht in de westelijke stroming vande gematigde breedten. Ze gaan dan over in een ‘normale’depressie en worden in de richting van Europagevoerd. Voorzover bekend maakte een tropische24 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:04 Pagina 25De tropische cycloon Frances is de Bahama’s gepasseerd. Het zeewater, dat in beeld 2 nog turkoois was, is nu deels melkwit van tint, veroorzaaktdoor kalk die tijdens de orkaanwinden is losgewoeld. Datum: 6 september 2004. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.cycloon slechts éénmaal de oceaanoversteek af enkwam terecht aan de Ierse westkust, waar hij veel schadeaanrichtte; dat was Debbie in 1961. In onze omgevingwordt gemiddeld eens per jaar een ex-cycloongesignaleerd; vaak gaat het dan om actieve depressiesdie veel regen en wind met zich meebrengen.OogDe tropische cyclonen verschijnen niet met vaste regelmaat;nu eens vormen zich verscheidene orkanen minof meer gelijktijdig (zie beeld op pag. 12-13), dan weeris er twee tot drie weken weinig of geen activiteit.Het meest opvallende kenmerk van een tropischecycloon is het wolkenvrije oog, waar dalende luchtbewegingenoptreden (zie tekening pag. 26 midden). Hetoog heeft een diameter van dertig tot vijftig kilometerTROPISCHE CYCLONEN 25

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 15:42 Pagina 26N▲AzorenAzorenhogedrukgebiedGolf vanMexicoTropischecycloonCaribische ZeeTropischestormTropischedepressieTropischestoringHurricanes ontwikkelen zich uit storingen bij Afrika, via de tussenstadia van (van rechts af) tropische depressie en tropische storm tot tropischecycloon.en is op satellietbeelden gewoonlijk goed te zien. Deluchtdruk is in (of vanuit de satelliet bezien, onder) hetoog het laagst. Rondom het oog bevindt zich een‘muur’ van actieve bewolking; daar gaat de lucht metsnelheden van honderd tot honderd vijftig kilometerper uur omhoog. Aan het aardoppervlak direct onderde ‘muur’ treden de hoogste windsnelheden op. Aande bovenzijde op zo’n achttien kilometer hoogte,stroomt de lucht met bewolking weer spiraalsgewijsnaar buiten. Daardoor vormt er zich aan de bovenkantvan de cycloon een kap van ijswolken, die eveneens opsatellietbeelden markant zichtbaar is.Direct buiten de ‘muur’ bevinden zich regenbandendie evenwijdig aan de wind naar het centrum toe lijkente spiraliseren. Deze banden zijn vijf tot vijftigkilometer breed en honderd tot driehonderd kilometerlang. Ze veroorzaken neerslagintensiteiten van 25millimeter per uur of meer over een klein oppervlak,ongeveer tien procent van het totale gebied waar decycloon het laat regenen.Naamgeving➤➤➤➤➤▲oog"muur"Tropische cycloon met oog, ‘muur’, regenbanden en spiraalsgewijsuitstromende lucht aan de bovenzijde.De naam hurricane is afgeleid van Hurakan, een van descheppende goden van de Maya’s, die met zijn ademover de chaotische wateren blies en zo droog landcreëerde. Op hun beurt hebben tropische cycloneneveneens namen. Het bekendst zijn de jongens- enmeisjesnamen, maar in landen als Korea, Thailand, Vietnam,China en Japan worden historische namen vangoden gebruikt, zoals Prapiroon (Regengod), Wukong(Apenkoning) of Dianmu (Moeder van de Bliksem).Hurricanes in het Caribische gebied werden een aantaleeuwen lang aangeduid met de naam van de heiligevan de dag waarop de hurricane optrad. Zo werdPuerto Rico op 26 juli 1825 aan het begin van eenvroeg seizoen getroffen door de verwoestende orkaanSanta Ana en op 13 september 1876 door hurricaneSan Felipe. Toen er in 1928 op dezelfde dag opnieuween orkaan toesloeg, werd dat San Felipe 2. Overigenspaste men in een ver verleden in Nederland een zelfdeprincipe toe. Zo herinnert de Biesbosch thans nogsteeds aan de St. Elisabethsvloed van 18 november1421 en de vloed op ‘St. Felix Quade Saterdach’, 5november 1530, gaf de aanzet tot de ondergang vanReimerswaal op Zuid Beveland.Na de heiligennamen kwamen de geografische coördinatenin gebruik, maar deze praktijk vertraagde decommunicatie en gaf aanleiding tot veel fouten in deberichtgeving.De Australische meteoroloog Clement Wragge komtde eer toe aan het eind van de 19e eeuw als eerstemeisjesnamen te hebben gebruikt voor tropische➤regenbanden26 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:04 Pagina 27stormen. In de Tweede Wereldoorlog werd dat gebruikvan meisjesnamen in alfabetische volgorde ook denormale praktijk in het Caribische gebied. Elke tropischedepressie van ten minste windkracht acht krijgteen eigen naam. In 1978 deden voor het eerst jongensnamenhun intrede, aanvankelijk alleen in hetgebied van de Stille Oceaan voor de Amerikaansewestkust, een jaar later ook op de Atlantische Oceaanen in de Golf van Mexico. Er zijn zes namenlijstenopgesteld; om de zes jaar komen dezelfde namen dusweer terug. Een uitzondering wordt gemaakt voor denamen van verwoestende orkanen die weergeschiedenishebben geschreven en die men zich nog generatieslang kan heugen. Deze worden van de lijst afgevoerden vervangen door nieuwe. Sinds 1954 is datruim 40 keer gebeurd. Recente voorbeelden zijnFabian, Isabel (beeld op pag. 22) en Juan uit 2003, Isidoreen Lilli uit 2002, Allison, Iris en Michelle uit 2001,Keith uit 2000 en Floyd en Lenny uit 1999. Namen metQ, U, X, Y en Z worden niet gebruikt.SchaalAlle tropische cyclonen zijn gevaarlijk, maar sommigezijn gevaarlijker dan andere. Daarom is er een classificatieontwikkeld om onderscheid te kunnen makentussen bijvoorbeeld krachtige en verwoestende hurricanesen om zich beter op de te verwachten schade tekunnen voorbereiden. De schaal werd in 1969 opgestelddoor consultant Herbert Saffir, gespecialiseerdin stormschade aan gebouwen, en Bob Simpson,directeur van het National Hurricane Centre (zietabel). De schaal wordt gebruikt om een inschatting temaken van mogelijke schade wanneer de hurricanede kust bereikt. Een hurricane van klassen 2, 3, 4 en 5is respectievelijk 10, 50 100 en 250 maal zo verwoestendals een zwakke hurricane van klasse 1. Overigenshangt de schade op een bepaalde plaats af van verschillendefactoren, zoals de afstand tot het gebiedmet de hoogste windsnelheden, open of beschutteligging, de bouwvoorschriften ter plekke, begroeiingTabel: Schaal voor hurricanes volgens Saffir & SimpsonKlasseOmschrijvingWindsnel-StormvloedSchadeMinimumheid (km/h)(meters bovenluchtdruk in denormaal)kernTropischeTDMinderdepressiedan 62TropischeTS62-117stormHurricane1Zwak118-1521,2-1,6Lichte schade981 hPa of meerHurricane2Matig153-1761,7-2,5Dak- en vensterschade en965-980 hPabelangrijke schade aanbomen en gewassenHurricane3Krachtig177-2082,6-3,7Grote schade met uitgebreide964-945 hPavernielingen aan gebouwenHurricane4Zeer krachtig209-2483,8-5,4Zeer groot: daken weg-944-920 hPageblazen, veel waterschadeop de begane grond vangebouwen aan de kustTropische5VerwoestendGroter danGroter dan 5,4Catastrofaal: vrijwel alleMinder dan 920cycloon248daken weggeblazen, evenalshPakleine lichtere bouwsels engrote schade aan gebouwen.TROPISCHE CYCLONEN 27

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:04 Pagina 28De satelliet Seastar ziet het oosten van de Verenigde Staten - met middenonder de Grote Meren - en de tropische cycloon Erin, 12 september2001. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.van het landschap en of er al dan niet overstromingenoptreden.Er is geen verband tussen de omvang van een tropischecycloon en het verwoestend potentieel; zo wasde zeer krachtige orkaan Andrew uit 1992, klasse 4 opde Saffir-Simpsonschaal, betrekkelijk kleinVerwachtingenDe meteoroloog die verwachtingen moet opstellenvoor hurricanes moet vier vragen beantwoorden:waar raakt hij de kust, wanneer gaat dat gebeuren,hoe krachtig is hij op dat moment en welke bedreigingengaan ervan uit: extreme wind, stormvloed, overvloedigeneerslag en/of zware buien.Gewoonlijk probeert hij deze vragen te beantwoordendoor nauwkeurig de baan van de tropische cycloon tevolgen; dat is sowieso nodig om scheepvaart en luchtvaartuit de buurt van het stormgeweld te kunnenhouden. De posities van de tropische cycloon wordenbepaald uit satellietbeelden en met verkenningsvluchten.Aangenomen wordt dat de hurricane in eersteinstantie niet verandert van richting en snelheid.Daarnaast heeft de meteoroloog statistische modellenen atmosfeermodellen tot zijn beschikken bij hetverder preciseren van zijn verwachtingen. Als de achtergrondstromingwaarin de tropische cycloon wordtmeegevoerd, relatief krachtig is, gaat het voorspellenbeter dan bij een zwakke achtergrondstroming; in hetlaatste geval leidt de wisselwerking tussen de tropi-verplaatsingssnelheid15 km/h120 km/h150 km/hwindsnelheid135 km/hDe hoogste windsnelheden treden op aan de rechterkant van detropische cycloon, gezien met de verplaatsing mee.28 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:04 Pagina 29sche cycloon en de stroming soms tot een grilligebaan.Gemiddeld zit een Amerikaanse verwachting voor 24uur vooruit er 170 kilometer naast; in vijf procent vande gevallen in de laatste tien jaar bedroeg voor die verwachtingstermijnde fout meer dan 370 kilometer. Hetgebied waarvoor alarm wordt geslagen is de laatstetijd alleen maar toegenomen en bedraagt nu gemiddeld730 kilometer; het gemiddelde over de laatstedertig jaar bedraagt ruim 550 kilometer. Niet dat dekwaliteit van de verwachtingen afneemt, maar deautoriteiten willen tegenwoordig eerder waarschuwingendoen uitgaan dan in het verleden. Er wordteen alarm uitgegeven voor dat gedeelte van de kustlijnwaar windkracht acht of meer wordt verwacht; delengte daarvan hangt dus af van zowel onzekerhedenin de baan van de hurricane als onzekerheden in deexacte omvang van het gebied waar de windsnelheidsdrempelwordt overschreden.Het derde element van de verwachting is de intensiteitvan de orkaan. Voor een zeer krachtige hurricanezijn uiteraard ingrijpender maatregelen nodig danvoor een orkaan die kan worden omschreven alsmatig. De hoogste windsnelheden treden op aan derechterkant van de tropische cycloon, gezien met deverplaatsing mee. Aan de rechterkant versterkt deachtergrondstroming de windsnelheden in het linksomronddraaiende systeem; aan de linkerkant werkenhurricane en achtergrondstroming elkaar tegen (zietekening pag. 28 onder). Tot slot wil men natuurlijkweten uit welke hoek het grootste gevaar dreigt: wind,stormvloed, overvloedige neerslag of zware buien. Opdit moment is daarop nog niet altijd een gedetailleerdantwoord mogelijk. Door de kracht volgens de schaalvan Saffir & Simpson goed te voorspellen en het typedreiging beter in kaart te brengen, hoopt men in detoekomst levens te redden en/of kosten te besparen.Nieuwe methodiekenSinds enkele jaren zijn ook kansverwachtingenbeschikbaar voor de baan van tropische cyclonen,gebaseerd op ensembleverwachtingen van het Euro-Tropische cycloon Ingrid bij de noordoostpunt van Australië, 8 maart 2005. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.TROPISCHE CYCLONEN 29

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 15:42 Pagina 30Tropische cycloon Dina tenzuidoosten vanMadagascar, 24 januari2002. Bron: NASA/GSFCSeaWiFS Project.30 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:04 Pagina 3116 september 2003 12 UTCKans op langstrekken van de tropische cycloon Isabel in de komende 120 uur op minder dan 120 kilometer afstand60˚NN▲1009050˚N807040˚N605030˚N●4020˚N10˚N● ● ● ● ●● ●●● ●● ● ●●●●●●● ●3020105100˚W80˚W60˚W40˚W20˚WGrafische weergave van een kansverwachting van het ensemblevoorspelsysteem van het Europees Weercentrum voor de baan van tropischecycloon Isabel (zie beeld 1) uit september 2003. Verklaring: zie tekst.pees weercentrum. De tekening boven geeft een voorbeeldhoe de informatie uit zo’n kansverwachting kanworden samengevat. Het probleem waarvoor demeteoroloog in dit geval stond is of de orkaan Isabelvan september 2003 aan land zou gaan en waar datdan zou gebeuren. De lijnen in de figuur laten de vijfdaagsebaan van de hurricane zien volgens elk van de52 berekeningen van het ensemblevoorspelsysteem.De kleur of de tint van een gebied geeft de kans aandat Isabel gedurende die vijf dagen op een afstand vanhooguit honderd kilometer een bepaalde locatie zalpasseren.Andere verwachtingsmethodieken maken gebruikvan verschillende atmosfeermodellen om de baanvan een tropische cycloon te voorpellen; men noemtdat een superensemble. Via statistische methodenwordt eerst afgeleid welk atmosfeermodel op welkepunten goed scoort; de verwachting die vervolgenswordt opgesteld, profiteert van de sterke kanten vande gebruikte modellen en onderdrukt eventuelezwakke kanten. Voor de methode kan wordengebruikt, moet ze eerst ‘leren’ hoe die atmosfeermodellenop dat moment presteren; pas in de loop vaneen orkaanseizoen kan de door de methodiek vergaardekennis worden ingezet voor de voorspellingvan de baan van een volgende hurricane.Sommige voorspellingen gaan nog verder vooruit inde tijd; via statistische methoden of met behulp vaneen klimaatmodel probeert men dan een uitspraak tedoen over of het een ‘goed’ of een ‘slecht’ orkanenjaarzal worden. Deze methoden staan overigens nog in dekinderschoenen.TROPISCHE CYCLONEN 31

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:05 Pagina 324. OnweersstoringenDe onweersbuien die in het zomerhalfjaar de meesteschade veroorzaken, vergezeld gaan van de zwaarstewindstoten, de hevigste regen of de grootste hagelstenengenereren of gekarakteriseerd worden door hethoogste aantal bliksemontladingen, maken gewoonlijkdeel uit van een groter, georganiseerd geheel.Meteorologen duiden zo’n onweersstoring meestalaan als Mesoscale convective system, afgekort MCS.Zo’n MCS is veel kleiner dan een gewone depressie ofeen dichter bij de evenaar voorkomende tropischecycloon. Een MCS bestaat uit verscheidene onweersbuien,georganiseerd in een lijnvormig of cirkelvormigpatroon en van boven overdekt met een omvangrijkrond of ovaal scherm van gelaagde bewolking.Enkelvoudige onweersbuien hebben horizontaleafmetingen van zo’n tien kilometer en zijn ongeveereen halfuur actief. MCS’s daarentegen zijn groter enleven langer: ze hebben een omvang van honderd totZwarebuienlijn boven Florida. De buien hebben toppen van ruim 16 kilometer hoog. Doordat de zon laag staat, is de schaduw van de buiengoed zichtbaar. Beeld vanuit de Space Shuttle uit april 1984. Bron: NASA.32 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:05 Pagina 33Gecombineerdbeeld van deKNMI neerslagradarsin De Bilten Den Helder.Beeld van de KNMI neerslagradar inDen Helder, 7 juni 1997, 13.30 UTC.Boven Zuid-Holland bevindt zich inde lijnstructuur een boogecho. Bron:KNMI.a. 4 juni 2003, 14.45 UTC. Boven Zuid-Holland bevindt zich in de lijnstructuureen boogecho.b. 8 juni (eerste pinksterdag) 2003,8.15 UTC. Boven Zuid-Hollandbevindt zich in de lijnstructuur eenboogecho. In de figuur is tevensinformatie opgenomen van hetKNMI-bliksemdetectiesysteem.Bron: KNMI.duizend kilometer en kunnen zich zes tot twaalf uurhandhaven.ZwarebuienlijnenSneltrekkende onweersbuien die deel uitmaken vaneen lijnvormige storing, noemt men zwarebuienlijnen(Engels: sqall lines, zie foto pag. 32).Op radarbeelden, die aangeven waar hetregent en hoe hard, is de lijnvorm gemakkelijkte herkennen. De zwarebuienlijnentreden vaak op in de zogeheten warmesector van depressies. De warme sector ishet gebied met relatief warme lucht datzich bevindt tussen het warmtefront enhet koufront van een depressie; de squallline bevindt zich gewoonlijk honderd totdriehonderd kilometer vóór het koufront.Zwarebuienlijnen vormen de meest voorkomendevariant van de MCS’s; ze komenvoor in de maanden mei tot en met september.Het verschijnsel kan zich op elkmoment van de dag voordoen; er is dusgeen voorkeur voor een bepaalde periodevan de dag, al zullen ze in de namiddagmeestal actiever zijn. Kennelijk is dit typeweer gekoppeld aan processen in debovenlucht en speelt de dagelijkse gangvan de temperatuur en van de opwarmingvan het aardoppervlak geen rol.In de radarbeelden van zwarebuienlijnentreden soms boogvormige segmenten op;daar doet zich het zwaarste weer voor.Deze zogeheten ‘boogecho’s’ kunnen ookvoorkomen als afzonderlijk systeem; zezijn betrekkelijk klein: twintig tot 120 kilometer.De beelden hierboven tonen voorbeelden van zwarebuienlijnenmet boogecho’s. Zo trok in de ochtendvan zaterdag 7 juni 1997 een lijnvormige onweersstoringvan zuidwest naar noordoost over Nederland. Ophet radarbeeld is de lijnvormige structuur duidelijk tezien; boven Zuid-Holland bevindt zich een boogecho.Onweersbuienclusters boven Nederland en Duitsland, 20 juni 2002, 05.43 UTC.Boven het oostelijk deel van de Middellandse Zee bevinden zich wolken Saharastof(zie hoofdstuk 11). Kunstmatig ingekleurd zichtbaar lichtbeeld van de Amerikaanseweersatelliet NOAA 14.ONWEERSSTORINGEN 33

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:05 Pagina 34Gecombineerd beeld van de KNMI neerslagradars in De Bilt enDen Helder, 20 juni 2002, 03.00 UTC. Een onweersbuienclustertrekt op dat moment van zuid naar noord over Nederland. Bron:KNMI.Andere voorbeelden van boogecho’s boven Zuid-Hollandzijn te zien op de radarbeelden van 4 en 8 juni(eerste pinksterdag) 2003.OnweersbuienclustersEen tweede type MCS dat geregeld in Nederland voorkomt,is het onweersbuiencluster (Cumulonimbuscloud cluster, beeld hierboven). Onweersbuienclusterskomen relatief vaak voor in de late avonduren.Kennelijk kost het de onweersbuien enige tijd om zichte organiseren tot een onweersbuiencluster en looptde ontwikkeling daarvan dus enkele uren achter op dedagelijkse gang. Hoewel in onweersclusters ovale vormendomineren, zijn soms tevens lijnvormige substructurente onderkennen.Zo’n onweersbuiencluster trok op 20 juni 2002 in denanacht en vroege ochtend over Nederland, watgepaard ging met een grote onweersactiviteit.Nog weer grotere onweersbuienclusters staan bekendals Mesoscale convective complex (MCC). Om de inNederland uiterst zeldzame status van MCC te bereikenmoet een onweersbuiencluster aan een aantalextra eisen voldoen voor wat betreft horizontale uitgestrektheid,verticale ontwikkeling en levensduur.NoodweerVeel MCS’s brengen noodweer teweeg, maar striktnoodzakelijk is dit niet. Elementen van noodweer zijn:zware windstoten, grote hagelstenen, zwaar onweer(gemeten aan het aantal bliksemontladingen perminuut), zware regenval, lokale overstromingen enmogelijk zelfs windhozen. Er blijkt dat de kansen opverschillende typen noodweer bij zwarebuienlijnenanders verdeeld zijn dan bij onweersbuienclusters.Voor wat betreft hagel zijn de verschillen niet zo groot.Zwarebuienlijnen blijken echter vaker windstoten opte leveren, terwijl ook de kans op een windhoos groteris. Ze trekken meestal te snel over om overvloedigeneerslag en overstromingen teweeg te brengen.Onweersbuienclusters worden gekenmerkt door meerbliksemontladingen, brengen grotere hoeveelhedenen intensievere neerslag en geven vaker aanleiding totoverstromingen.Het aantal dagen per jaar met door onweer veroorzaaktnoodweer is overigens beperkt. In Nederland tredenverschijnselen als zware regen (meer dan tachtigmillimeter op een dag), zware buien (meer dan 25 millimeterregen in een uur), grote hagelstenen (2,5 centimeterof meer in diameter) en windhozen elk ongeveertwee dagen per jaar op. Dat gebeurt dan vooral in demaanden mei tot en met augustus. Met onweersamenhangende windstoten van twintig meter perseconde of meer komen gemiddeld op elf dagen perjaar voor. Landelijk zijn er jaarlijks ongeveer 100 000blikseminslagen en 108 onweersdagen.Verwachtingen en waarschuwingenTijdens het opstellen van weersverwachtingen eneventuele waarschuwingen in situaties met onweersstoringen,moeten de meteorologen een antwoordzien te vinden op vier vragen:• moet er boven Nederland of het gebied of de locatiewaarvoor de verwachting geldig is, rekening gehoudenworden met buien?• zo ja, gaat het om zware buien?• als er onweer komt, welk type buien of storingen isdan het meest waarschijnlijk?• als het onweer noodweer teweegbrengt, welkeweersverschijnselen zullen dan optreden?Om buien te krijgen dient aan ten minste drie belangrijkevoorwaarden te zijn voldaan. Allereerst moet deatmosfeer onstabiel zijn opgebouwd. Verder is eenvoldoende dikke laag vereist met warme, vochtigelucht die zich onder in de atmosfeer of op enige hoogtebevindt. Ten slotte moet er een mechanisme voorhandenzijn dat de lucht kan optillen om zo de voorhet ontstaan van onweersbuien benodigde stijgbewegingenin gang te zetten. Op basis van actuele weerwaarnemingenen recente producten van atmosfeermodellenbeoordeelt de meteoroloog of aan dezevoorwaarden is voldaan. Daarnaast zijn er productenvan statistische modellen die, uitgaande van eengegeven weersituatie, de kans op onweer geven gedurendeeen bepaald tijdvak en in een gegeven gebied ofop een gegeven locatie.Meer informatie over de zwaarte van de buien en de34 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:05 Pagina 35Buienclusters boven Midden-Amerika (geheel onder). Deovervloedige regen veroorzaakteoverstromingen in de stadPanama. Het middagbeeld van17 september 2004 toont verdereen zilverkleurige baan metzonneglinstering (zie hoofdstuk16) en turkoois koraalrif bij deBahama’s, Cuba en Florida.Satelliet: Aqua. Bron:NASA/GSFC MODIS RapidResponse System.ONWEERSSTORINGEN 35

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 15:42 Pagina 36De onweersstoring van 2 juni 2003 boven Nederland was oorspronkelijk afkomstig uit Spanje en trok over Frankrijk in onze richting. De bijbehorendeweersituatie staat bekend als Spaanse pluim. Er viel veel regen en er waren zeer zware windstoten. De straten in Kampen stondenblank en bij Zwolle woei een dak af van een asielzoekerscentrum. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Rapid Response System.aard van de onweersstoringen ontleent de meteoroloogaan gegevens over het verloop van de temperatuuren de wind in combinatie met de hoogte bovenNederland en in de aangevoerde lucht. Deze informatieis beschikbaar in diagrammen, waarin de radiosondepeilingenvan de weerballonnen zijn geplot;daarnaast worden ook profielen gebruikt, ontleendaan producten van atmosfeermodellen. De profielgegevensworden soms vertaald naar een eenvoudiggetal. Zo’n getal wordt onstabiliteitsindex genoemden wordt gebruikt als maat voor de kans op het ontstaanvan onweer of voor de potentie voor noodweer.Sommige onstabiliteitsindices geven aan hoe sterkhet contrast is tussen warme, vochtige lucht onder inde atmosfeer en koudere, drogere lucht op ruim vijfkilometer hoogte. Andere geven aan hoeveel energiede opstijgende lucht ter beschikking staat om verderdoor te stijgen naar de tropopauze en zo bij te dragenaan de ontwikkeling van een zware bui. Combinatievan onstabiliteitsgetallen met het verloop van windrichting-en snelheid met de hoogte maakt het mogelijkzwaarte en type onweerssyteem gedetailleerderweer te geven.Afgezien daarvan kent de meteoroloog de weersituatieswaarin MCS’s kunnen optreden. Een daarvan staatbekend als de Spaanse pluim. In deze weersituatie ligter een koufront tegen de westkust van Schotland,Wales, Bretagne en Spanje. Voor dit front uit bevindtzich een ‘pluim’ van warme vochtige lucht, die zich uitstrektvanaf de Sahara of Spanje tot aan Oost-Engelandof Nederland. Onweersstoringen die daarin bovenSpanje of Zuid-Frankrijk ontstaan, kunnen wordenmeegevoerd naar onze omgeving en hier uitermateactief zijn, zoals in het geval van het beeld hierboven.Als er extreem weer aankomt, geeft het KNMI eenweeralarm uit. Dat is het geval als zeer zware windstotenworden verwacht met over drie seconden gemetenwindsnelheden van meer dan honderd kilometer peruur. Een weeralarm wordt ook van kracht bij zwaaronweer met talrijke onweersontladingen en eventueel(zeer zware) windstoten, slagregens, wolkbreuken ofhagel.36 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:05 Pagina 375. Storingen in koude luchtVolgens de klassieke theorie van luchtsoorten en frontenontwikkelen oceaanstoringen zich aan het grensvlakvan twee verschillende luchtsoorten. Aan dezuidkant zit warme, vochtige, subtropische lucht enaan de noordzijde bevindt zich drogere, van noordelijkebreedten afkomstige, koude, zogeheten polairelucht. Dit grensvlak ligt in ideale omstandigheden alseen soort ring rond de polen en wordt het polairefront genoemd. De hierop betrekking hebbendepolairefronttheorie werd ontwikkeld in de periodekort na de Eerste Wereldoorlog aan de universiteit vanBergen in Noorwegen. De groep die toen en in dejaren twintig van de vorige eeuw aan deze theorievormingwerkte, staat bekend als de Noorse School. Dewetenschappers van de Noorse School werkten metmodelvoorstellingen van depressies, warmtefronten,koufronten, occlusies en golfvormige storingen. Dezezogeheten conceptuele modellen kwamen reeds aanbod in hoofdstuk 2 en worden in de meteorologie endaarbuiten vandaag de dag nog steeds gebruikt.Activiteit in polaire luchtPas veel later bleek dat niet alleen aan het polairefront storingen tot ontwikkeling komen; ook in dekoude lucht aan de noordzijde, op enige afstand vanhet polaire front, doen zich actieve storingen voor. Descheepvaart in het betrokken gebied werd ermeegeconfronteerd en vaak erdoor verrast. Met de komstvan weersatellieten konden aanwezigheid, vorm, ontwikkelingen frequentie van optreden van dergelijkestoringen gedetailleerder in kaart worden gebracht.Om deze en andere verschijnselen in de atmosfeer,zoals de storingen in warme lucht uit het vorigehoofdstuk, onder te brengen in een algemenere theorieover weersystemen, moest het aantal conceptuelemodellen waarmee de weerdiensten werken, wordenuitgebreid. De uitbreiding omvat onder andere storingenin koude lucht, zoals doorontwikkelde stapelwolken(enhanced cumulus EC), komma’s (comma),depressievorming in koude lucht (cold air development,CAD), ‘instant occlusies’ en ‘polar lows’. We latenhier enkele voorbeelden zien van dergelijke weersys-Satellietbeeld van 4 februari 2001.Koude lucht stroomt via Scandinaviëuit over de Noorse Zee tussen IJslanden Noorwegen. Boven zee is het aanvankelijkonbewolkt, maar op enigeafstand uit de kust ontstaan zogehetenwolkenstraten of koordwolken (ziehoofdstuk 6). Het patroon met wolkenstratengaat meer naar het westen,meer stroomafwaarts dus, over in eencelvormig wolkenpatroon (zie hoofdstuk7). Voor de kust ten zuiden vanNoorwegen bevindt zich een depressie-in-koude-lucht.Voor het beeld zijn,net als bij de volgende beelden, gegevensgebruikt van opeenvolgendeoverkomsten van de NOAA 16 satelliet.Tussen opeenvolgende banen ziteen tijdverschil van ruim 100 minuten;daardoor sluiten de bewolkingspatronenniet altijd naadloos aan en kan debelichting enigszins afwijken. Beeldbewerking:Institut für Meteorologie,Freie Universität, Berlijn, Duitsland.STORINGEN IN KOUDE LUCHT 37

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:05 Pagina 38temen, maar bespreken eerst hoe de koude lucht er opsatellietbeelden uitziet als er geen storingen aanwezigzijn.Storingsvrije koude luchtWanneer koude lucht vanaf het land uitstroomt overrelatief warm zeewater, ontstaat er gewoonlijk eenkarakteristieke opeenvolging van bewolkingspatronen.Vlak langs de kust is er eerst een strook bovenzee, waarin het onbewolkt is. Als de lucht enige tijdboven het oceaanwater heeft vertoefd, vormen zichwolkenstraten of koordwolken die min of meer evenwijdigaan de luchtstroming georiënteerd zijn. Dergelijkewolkenstraten zijn onder andere te zien op hetsatellietbeeld van pag. 37 voor de Noorse kust enboven het Skagerrak en de Noordzee; ze worden uitvoerigerbesproken in hoofdstuk 6. Heeft de aanwarmingvan onderen af wat langer geduurd, dan volgteen gebied met open cellen. Zo’n patroon met opencellen is op hetzelfde satellietbeeld duidelijk zichtbaaraan weerszijden van de later in dit hoofdstuk tebespreken storing voor de kust van Zuid-Noorwegen.Het bewolkingspatroon in de lucht die nog weer langeronderweg is, bestaat uit gesloten cellen; deze zijnop de figuur bijvoorbeeld aanwezig boven het zeegebiedten noordoosten van IJsland. In alle gevallen is deverticale ontwikkeling van de bewolking beperkt. Datkomt doordat de onderste laag van de dampkringboven zee, de zogeheten maritieme grenslaag, aan debovenzijde vaak wordt ‘afgedekt’ door een inversie,die het doorstijgen van de wolkentoppen naar groterehoogte belemmert. De kans dat er een buienwolkvoorkomt, is bij open cellen groter dan bij geslotencellen of bij wolkenstraten. Van buienclusters ismeestal echter geen sprake, laat staan van storingen.In hoofdstuk 7 komen celvormige bewolkingspatronenuitvoeriger aan de orde.Doorontwikkelde stapelwolkenDe situatie verandert als er zich in de hogere luchtlagenkoude plekken in de atmosfeer bevinden enbovendien het stromingspatroon stijgbewegingen inde atmosfeer stimuleert. Dat is bijvoorbeeld het gevalvlak voor een hoogtetrog; een hoogtetrog is een uitlopervan een lagedrukgebied op de weerkaart van ruimvijf kilometer hoogte. De stapelwolken en de buiendie zich in dat gebied bevinden, kunnen zich veelbeter ontwikkelen dan buien buiten de invloedssfeervan de hoogtetrog. Zo treedt er in een zone met lichtebuien plotseling verhevigde buiigheid op op relatiefkleine schaal; daarbij zijn onweer, hagel en in de wintertevens zware sneeuwbuien mogelijk. Tussen debuien door zijn er soms felle opklaringen; dan ziet hetweer er in de zon en uit de wind zelfs vriendelijk uit.Als de buienwolken samenklonteren is er vrijwel geenplaats meer voor de zon en blijft het geheel bewolkt.Satellietbeeld van 21 november2003. De bewolkingsbanddie van linksonder naar midden-rechtsop het beeld te zienis, hangt samen met een koufront.Ten noordwesten vanhet front bevindt zich koudelucht; daarin heeft zich eenkomma gevormd, die op ditmoment ten noorden van Ierlandligt. Ten noorden vanSchotland steken doorontwikkeldestapelwolken helder aftegen de donkere tint van hetzeeoppervlak. Satelliet: NOAA16. Beeldbewerking: Institutfür Meteorologie, Freie Universität,Berlijn, Duitsland.38 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:05 Pagina 39van de oceaan relatief vaak te zien. De omvang vankomma’s varieert sterk en loopt uiteen van honderdtot vijfhonderd kilometer. Een schoolvoorbeeld vaneen komma geeft het beeld op pag. 38. De kommabevindt zich ten noordwesten van Schotland.Sommige komma’s blijven op zichzelf bestaan; andereontwikkelen zich tot volwaardige depressie of vormenin wisselwerking met het polaire front een instantocclusie.Depressievorming in koude luchtSatellietbeeld van 13 januari 2004. Iets onder het midden van hetbeeld loopt min of meer horizontaal de bewolkingsband van eenkoufront (A) dat de scheidingslijn vormt tussen warmere lucht aande zuidzijde en koude lucht in het noorden. In de warme lucht zijnonder andere de contouren van Spanje en Noordwest-Afrika goedte onderscheiden. In de koude lucht zijn diverse storingen aanwezig;we benoemen ze van rechts naar links. Boven het Kattegat enZuid-Zweden ligt een instant occlusie (B). Meer naar het westenbevinden zich eerst voor de westkust van Schotland een depressiein-koude-lucht(C) en vervolgens verder weg boven de oceaan eenkomma (D). Geheel links zijn zowel de open cellen (F) van een celvormigbewolkingspatroon te zien als doorontwikkelde stapelwolken(E). Bij G bevindt zich eveneens een komma. Satelliet: NOAA16. Beeldbewerking: Institut für Meteorologie, Freie Universität,Berlijn, Duitsland.De doorontwikkelde stapelwolken zijn op kunstmatigingekleurde satellietbeelden door hun grotere dikteen koudere wolkentoppen gemakkelijk terug te vindenals witte vlekken. De wolkentoppen buiten declusters met doorontwikkelde stapelwolken zijn mindernadrukkelijk aanwezig door een gelere tint, dieminder contrasteert met de donkerder tinten van hetzeeoppervlak. Op ‘gewone’ zichtbaar-lichtbeelden,zoals de foto op pag. 40, is het onderscheid minderduidelijk.Komma’sBij voldoende dynamiek in de atmosfeer en een hogeonstabiliteit kunnen de doorontwikkelde stapelwolkenuitgroeien tot een georganiseerd systeem: eenkommavormige buiengebied of kortweg komma.Komma’s bestaan uit samengeklonterde buien, somsook uit buienlijnen, en bevinden zich net als de doorontwikkeldestapelwolken dicht bij een hoogtetrog.Vooral in het winterhalfjaar zijn ze op satellietbeeldenIn sommige gevallen kunnen komma’s in koude, polairelucht een verdere ontwikkeling doormaken (cold airdevelopment, CAD) en doorgroeien tot een depressiein-koude-lucht(zie hiernaast). Uiteraard moet aan devoorwaarden voor kommavorming zijn voldaan; zij leidentot de karakteristieke vorm van de bewolking vande kop (het noordelijk deel) van de storing. Daarnaastspelen windsnelheidsverschillen op ruim vijf kilometerhoogte een belangrijke rol. De ontwikkeling van de‘staart’ van de bewolking die met de depressie in dekoude lucht samenhangt, vindt namelijk plaats aan delinker voorzijde van het gebied met de hoogste windsnelheden.Een CAD-depressie brengt gewoonlijkzowel gelijkmatige als buiige regen; de buien kunnenvergezeld gaan van hagel en onweer. De hevigste buien,vaak georganiseerd als ‘buienlijnen’, zitten in de staart.Instant occlusieAls de komma zich op niet te grote afstand van hetpolaire front bevindt, treedt een wisselwerking op tussende beide weersystemen. De komma veroorzaakteerst golfvorming in het front en smelt vervolgens metde golf samen tot een zogeheten instant occlusie ofpseudo occlusie. Een instant occlusie gaat vergezeldvan een bewolkingspatroon dat een zekere gelijkenisvertoont met de ‘klassieke’ Noorse-Schoolocclusie enwordt om die reden op weerkaarten bij gebrek aaneen eigen symbool vaak als occlusie getekend. Net als‘gewone’ komma’s en depressies in de koude lucht,gaan instant occlusies vergezeld van vaak hevigebuien, maar er zijn ook delen van het weersysteemmet langdurig aanhoudende gelijkmatige regen.‘Polar low’Polar lows zijn kleine depressies van vierhonderd totachthonderd kilometer doorsnede. Ze vormen zich inhet winterhalfjaar in polaire lucht op grote afstand vanhet polaire front. In het gebied waar ze tot ontwikkelingkomen, heersen grote temperatuurtegenstellin-STORINGEN IN KOUDE LUCHT 39

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:05 Pagina 40Achter een depressie voor de Noorse kust (midden links in beeld) stroomt koude lucht over de Britse Eilanden naar het zuiden. Boven Midden-Engeland heeft zich hierin Enhanced Cumulus ontwikkeld (linksonder), die nog verder activeert en volgens het radarbeeld van beeld 5 later diedag boven Nederland zeer actief is. Middenonder in beeld is het Nauw van Calais zichtbaar en daarboven de zuidelijke Noordzee met de kustenvan Engeland (links), Frankrijk, België en Nederland. Datum: 28 januari 2003 11.00 UTC. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS LandRapid Response System.40 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:06 Pagina 41Enhanced Cumulus in polaire lucht bovende Britse Eilanden onderging op 28 januari2003 vlak voor Nederland werd bereikt eenactieve ontwikkeling. De buienlijn waarinde onweersbuien waren georganiseerd, konworden gevolgd op de radar. Aan hetgetoonde radarbeeld zijn bliksemwaarnemingentoegevoegd.Satellietbeeld metpolar low boven deDuitse Bocht endoorontwikkeldestapelwolkenboven de Noordzee.Nachtbeeldmet afwijkendeinkleuring. Datum:29 januari 2004.Satelliet: NOAA.BeeldbewerkingDLR Institut fürPhysik derAtmosphäre,Oberpfaffenhofen,Duitsland.Polar low boven dezuidelijke Noordzee,30 januari2003 rond 13.00UTC. Satelliet:NOAA 16. Beeldbewerking:Institutfür Meteorologie,Freie Universität,Berlijn, Duitsland.STORINGEN IN KOUDE LUCHT 41

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:06 Pagina 42Komma boven het noordelijk deel van de Atlantische Oceaan ten noordwesten van IJsland. Datum: 1 juni 2005. Satelliet: Terra. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response System.gen. Lucht van twintig tot dertig graden onder nulstrijkt over de warme golfstroom; de watertemperatuuris plus vijf, soms zelfs nog plus tien graden. Dergelijkeomstandigheden vergemakkelijken het ontstaanvan de storingen. In het beginstadium ligt de bewolkingvan het polar low als een krul in de koude lucht.Bij een ‘volwassen’ polar low spelen sneeuwbuien eenrol bij het in stand houden van het weersysteem. Ophet satellietbeeld is dan meestal een duidelijke wervelzichtbaar, soms ook met een oog. Een oog is een onbewolktgebied in het centrum van de depressie, zoalsook geregeld zichtbaar op satellietbeelden van tropischecyclonen (vergelijk hoofdstuk 3).Polar lows zijn verwant aan de komma’s. Ze ontstaanin de trog van een grootschaliger hoogtestroming. Zegaan vergezeld van een ten minste harde tot stormachtigewind en brengen doorgaans veel sneeuw; dezo ontstane sneeuwstormen zijn berucht. Polar lowszijn vooral actief boven zee; komen ze boven landterecht, dan neemt hun activiteit snel af. De meestepolar lows stranden op de kusten van Noorwegen,Schotland en Denemarken. Slechts een enkele maalslaagt een polar low erin de Hollandse, Zeeuwse ofVlaamse kust te bereiken of te passeren.42 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:06 Pagina 436. Wolkenstratenijs ijs ijskoudeluchtstromingKoude poollucht die vanaf Groenland of andere metsneeuw en ijs bedekte gebieden in de poolstrekenover de omliggende oceanen of poolzeeën uitstroomt,biedt op satellietbeelden gewoonlijk een spectaculaireaanblik (zie pag. 44-45). Niet ver van de rand tussenland en zee of tussen ijskap en zee begint de vormingvan langgerekte wolkenstraten of koordwolken. Invoorjaar en zomer zijn wolkenstraten ook geregeldboven land zien.▲▲▲▲▲▲ijsrandwolkenstratenKarakteristiekenHet bestaan van wolkenstraten is al langer bekend vanwaarnemingen vanaf het aardoppervlak (foto onder).De beelden van weersatellieten, die sinds het middenvan de jaren zestig van de vorige eeuw op routinebasisbeschikbaar zijn, legden echter pas de ware schoonheidvan het koordwolkenpatroon bloot. Een schematischeweergave daarvan is gegeven in de tekeningrechts. De wolkenstraten liggen meestal boven relatiefwarm zeewater. Het temperatuurverschil tussen wateropen cellengeslotencellen▲ ▲ ▲Schematische weergave van een wolkenstraten- of koordwolkenpatroon,zoals geregeld te zien op satellietbeelden bij kou-uitvallenboven open, relatief warm oceaanwater.▲ ▲ ▲L0 100 200 kmWolkenstraten gezien vanaf het aardoppervlak. Wimmenummer duinen, Egmond, 12 september 2004. Foto: Kees FloorWOLKENSTRATEN 43

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:06 Pagina 44Wolkenstraten boven de Groenlandzee tussen Groenland (links) enSpitsbergen op 3 mei 2002, vastgelegd door de satelliet Terra.Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:07 Pagina 45

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:07 Pagina 46Wolkenstraten boven Noord-Nederland op 31 maart 2003, vastgelegd door de satelliet Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid ResponseTeam.en lucht is bij uitvallen van koude lucht in de poolstrekensoms slechts een halve graad, maar kan in uitzonderlijkegevallen ruim twintig graden bedragen, zoalswe ook in het vorige hoofdstuk reeds zagen bij de‘polar lows’. De koordwolken liggen in evenwijdigebanden op een onderlinge afstand van vijf tot tien kilometer.Ze bestaan uit talrijke afzonderlijke stapelwolkendie als het ware als kralen zijn aaneengeregen. De▲➤➤▲▲▲➤▲Schematische weergave van het mechanisme dat een rol speeltbij het ontstaan van het koordwolkenpatroon. De maritieme grenslaagbevat rolvormige circulaties; aangrenzende rollen hebbentegengestelde draairichtingen. Bewolking ontstaat in de stijgendetakken van de rollen.➤➤➤▲▲▲➤➤‘kralenkettingen’ kunnen lengtes aannemen van twintigtot maar liefst vijfhonderd kilometer. De bovenkantvan de stapelwolken valt samen met de top van demaritieme grenslaag, de onderste laag van de atmosfeer,die direct grenst aan het zeeoppervlak en weiniguitwisseling heeft men hoger gelegen luchtlagen. Dehorizontale en verticale afmetingen van de stapelwolkennemen toe met groter wordende afstand tot dekust. De afstand tussen twee naburige wolkenstratenis gewoonlijk twee of drie maal de grenslaaghoogte.De oriëntatie van de koordwolken houdt het middentussen de windrichting aan de grond en de richting openkele tientallen meters hoogte. De tekening linkstoont een schema van het koordwolkenpatroon. In degrenslaag doen zich rolvormige circulaties voor; aangrenzenderollen hebben tegengestelde draairichtingen.Bewolking kan zich vormen in de stijgende takkenvan de rollen tot aan de top van de grenslaag,waarvan de hoogte oploopt van ongeveer vijftienhonderdmeter dichter bij de kust tot zo’n drieduizendmeter verder op zee.46 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:07 Pagina 47Andere locatiesWie eenmaal oog heeft gekregen voor de schoonheidvan wolkenstraten, treft ze niet alleen aan in de poolzeeënen zelfs niet alleen boven water. De satellietbeeldendie op internet te vinden zijn, tonen in incidentelegevallen tijdens kou-uitvallen in eenoostelijke stroming boven de Noordzee en de Oostzeeen in een noordelijke stroming boven de MiddellandseZee eveneens wolkenstraten. Dit wordt welbeschouwd als een variant van het grote-mereneffect,dat in hoofdstuk 8 aan bod komt. Daarnaast kennenwe wolkenstraten boven land natuurlijk uit eigenwaarneming, bijvoorbeeld tijdens een noordelijke ofnoordwestelijke stroming in het voorjaar.Wolkenstraten boven Engeland, Nederland, België en Frankrijk op6 maart 2003 16.32 UTC. Kunstmatig ingekleurd beeld van deAmerikaanse weersatelliet NOAA 12. Bron: NOAA/Meteonet.Wolkenstraten boven de Atlantische Oceaan bij Nova Scotia, Canada, op 25 januari 2004, vastgelegd door de satelliet Terra. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

➤➤➤➤➤➤➤Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:07 Pagina 487. Celvormige bewolkingspatronenStapelwolken organiseren zich boven warm oceaanwaterniet alleen volgens het patroon van koordwolkenof wolkenstraten dat in het vorige hoofdstuk werdbeschreven. Na een langer verblijf van de lucht bovenwater wordt gewoonlijk een ander patroon zichtbaar,bestaand uit min of meer zeshoekig cellen. Binnen hetcellenpatroon komen weer twee verschillende variantenvoor: de gesloten cellen en de open cellen. Ingesloten cellen stijgt de lucht in het midden van de celen daalt hij aan de randen (tekening linksboven). Debewolking vormt zich, net als bij de wolkenstraten ende meeste andere gevallen van wolkenvorming, in deopstijgende lucht. In open cellen is de stroming netandersom; nu daalt de lucht in het midden en tredenGesloten cellenGrootschalige dalende luchtbewegingenWarme, droge luchtInversie▲ ▲ ▲ ▲ ▲de stijgbewegingen, en dus ook bewolking, op aan deranden (tekening linksonder).De zeshoekige cellen doen zich voor in een luchtlaagwaarin de temperatuurverschillen tussen boven- enonderzijde groot zijn. Dat is het geval boven warmzeewater, maar ook als de bovenkant van de bewolkingdoor uitstraling van warmte naar de wereldruimteis afgekoeld. Vooral als de lucht boven een zogeheteninversie, die de laag met bewolking aan debovenkant begrenst, erg droog is, kunnen de wolkentoppenop deze manier sterk afkoelen.Patronen die vergelijkbaar zijn met de cellen die in deatmosfeer optreden en die worden veroorzaakt dooropwarming van onder af of afkoeling van boven, wordeneveneens waargenomen onder totaal andereomstandigheden, bijvoorbeeld in de oceanen, in hetinwendige van de aarde, in de zon en andere sterren,in de dampkringen en het inwendige van andere planetenen, wat dichter bij huis, bij laboratoriumexperi-➤➤▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲➤➤➤➤➤Gesloten cel➤ZeeGrootschalige dalende luchtbewegingen veroorzaken een inversie,waaronder zich een patroon vormt met zeshoekige cellen. In hetgeval van gesloten cellen worden grote, bewolkte gebieden metstijgende bewegingen afgewisseld door smalle, onbewolkte zoneswaarin de lucht daalt.Open cellenGrootschalige dalende luchtbewegingenWarme, droge lucht▲ ▲ ▲ ▲ ▲Inversie➤➤➤➤➤➤➤➤➤➤➤➤➤➤Open cel➤➤Zee➤Bij open cellen is de situatie tegengesteld aan die van figuur a; nuontstaan zeshoekige wolkenringen, waarbinnen de lucht is opgeklaard.Open zeshoekige cellen boven de Noordzee, 13 november 2004. Degegevens van de NOAA-weersatelliet werden kunstmatig ingekleurdop het DLR Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen,Duitsland.48 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:43 Pagina 49Open zeshoekige cellen boven de Bahama’s, 19 februari 2002. Links in beeld ligt Florida, onderin Cuba. Satelliet Terra. Bron: NASA/GSFCMODIS Land Rapid Response Team.CELVORMIGE BEWOLKINGSPATRONEN 49

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:43 Pagina 50Open zeshoekige cellen ten westen van Nieuw-Zeeland, 30 mei 2002.De tinten van het zeewater langs de kust hangen samen met algenbloeien sediment (zie hoofdstuk 17, Kleurrijk oceaanwater). Satelliet Terra.Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:43 Pagina 51Gesloten zeshoekige cellen boven het zuidelijk gedeelte van de Atlantische Oceaan, 6 juni 2002. Het beeld is afkomstig van de Amerikaansesatelliet Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.menten met vloeistoflagen. Ze staan in de natuurkundebekend als Rayleigh-Bénard convectiecellen. DeFranse natuurkundige Bénard (1874-1939) beschreefde cellen als eerste in zijn proefschrift dat in 1900 verscheen.In 1916 kwam de Engelsman Lord Rayleigh(1842-1919) met een theoretische verklaring.MechanismeHet mechanisme waarmee het patroon van zeshoekigecellen zich vormt, kan als volgt worden beschreven.Als lucht over warm oceaanwater strijkt, warmt hij op,zet daardoor uit, wordt lichter en neigt naar opstijgen.De opgewarmde laag kan echter niet in zijn geheelopstijgen; de lucht erboven werkt dat tegen. Als hettemperatuurverschil tussen het oceaanwater en debovenkant van de laag niet te groot is, gebeurt er niets.De ‘stroperigheid’ van de lucht onderdrukt luchtstromingenen het warmtegeleidingsvermogen van delucht voorkomt dat de temperatuurtegenstellingentussen boven- en onderkant van de laag te groot worden.Wanneer echter een bepaalde drempel wordtoverschreden, begint de lucht op een aantal plaatsenop te stijgen. De drempelwaarde wordt bepaald doorde verhouding van de opwaartse kracht en de reedsgenoemde factoren stroperigheid en warmtegeleidingsvermogenvan de lucht. Aan de bovenkant vande laag kan de opstijgende lucht niet verder omhoog;hij moet daar naar opzij uitwijken. De lucht stroomtnaar alle kanten gelijkmatig weg, zodat de voorstebegrenzing ervan een cirkel vormt. Er ontstaan echterop veel meer plaatsen tegelijk dergelijke opwaartsestromingen, zodat de horizontaal wegstromendelucht van een bepaalde bron de uitstroom van naburigebronnen tegenkomt. Waar deze luchtstromingenbotsen, moet lucht naar beneden uitwijken en ontstaandalende bewegingen. Aan de onderkant van delaag moet de lucht ook weer naar opzij uitwijken enwordt de kring gesloten: de Rayleigh-Bénard convectiecelis een feit.CELVORMIGE BEWOLKINGSPATRONEN 51

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:43 Pagina 52Open én gesloten zeshoekige cellen boven het oostelijk gedeelte van de zuidelijke Stille Oceaan, 7 augustus 2002. Het beeld is afkomstig vande Amerikaanse satelliet Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.De lucht beweegt op alle plaatsen even snel omhoogzolang zowel de onderkant als de bovenkant van deluchtlaag een eigen, vaste temperatuur hebben. Decellen, die bij het ontstaan rond waren en ongelijk vangrootte, vullen het gebied waar ze optreden dan alsnel op met regelmatige zeshoeken. Als de temperatuurverschillentussen onder en boven niet overalgelijk zijn, ontstaan bij de grootste temperatuurtegenstellingende snelste stromingen en wordt het patroonminder regelmatig.KenmerkenPatronen met open cellen en vrijwel wolkloze kernen,komen vooral voor in over relatief warm zeewater uitstromendekoudere lucht. De verandering van dewindrichting en windkracht in combinatie met dehoogte mag niet te groot zijn. De bewolking bestaatgewoonlijk uit cumulus of cumulus congestus (gewoneof sterk opbollende stapelwolken), maar soms zittener ook buienwolken tussen. In één op de viergevallen valt er neerslag uit de bewolking.De zeshoekige gesloten cellen met stijgende lucht inhet midden en dalende lucht aan de randen, bestaangewoonlijk uit onder een inversie uitspreidendecumulus- of stratocumulusbewolking. Ze duiden oprelatief warme luchtmassa’s. Afkoeling aan de bovenzijdevan de bewolking is voor het in stand houdenvan een temperatuurverschil tussen boven- en onderkantvan de laag waarin het patroon zichtbaar is,belangrijker dan warm zeewater. De neerslagkansenliggen lager dan bij de open cellen; bovendien stelt dieneerslag meestal weinig voor.De kenmerken die hier zijn genoemd, geven slechtsglobale richtlijnen. Er zijn ook voorbeelden van patronenmet open- en gesloten cellen vlak bij elkaar (ziede foto boven).SatellietbeeldenDe Rayleigh-Bénard convectiecellen zijn boven deoceanen op satellietbeelden geregeld te zien. Bijnoordwestenwinden is de Noordzee te beschouwenals een verlengstuk van de Atlantische Oceaan, zodatverschijnselen die zich normaliter alleen boven deoceaan voordoen, dan ook boven de Noordzee waargenomenkunnen worden (zie pag. 48 rechtsonder).52 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:43 Pagina 538. Meer sneeuw achter deGrote MerenStel, je zit in het noordoosten van de Verenigde Statenen bent op weg van Cleveland, Ohio, naar Buffalo,New York. Het is een prachtige, zonnige dag in novemberof december, maar er staat wel een stevige, koudewestenwind. Hier en daar ligt wat sneeuw, een overblijfselvan een koufrontpassage niet zo lang geleden.Geleidelijk aan begint het in het noordwesten donkerderte worden. Niet veel later betrekt de hemel en zijner wat kleine sneeuwbuitjes. Plotseling is het geheelbewolkt en grijs en gaat het veel harder sneeuwen. Ervalt tien, twintig centimeter, of misschien wel meersneeuw per uur. In de sneeuw zakt het zicht sterkterug. De hoop dat je Buffalo nog kunt bereiken, laat jein één klap varen. Hoe kan zo’n onvoorstelbare weersveranderingzich over zo korte afstand voltrekken?Grote MerenVoor een verklaring is het van belang te weten dat deroute loopt langs de zuidoostkant van het Eriemeer,een van de vijf Grote Meren aan de grens tussen deVerenigde Staten en Canada. Cleveland ligt aan dezuidkant van het meer, Buffalo ter hoogte van denoordpunt. Als het Eriemeer of de andere merendichtvriezen, is dat pas later in de winter, na de jaarwisseling.Tot het zover is, kunnen grote temperatuurtegenstellingenontstaan tussen het open water (nooitkouder dan nul graden) en de arctische vriesluchtWolkenbandenpatroon boven het Nipigonmeer, het Bovenmeer enhet Michiganmeer, veroorzaakt door het warmwatereffect, 5december 2000. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFSProject.MinnesotaN▲CANADAQuébecMontréalOntario●BovenmeerOttawa ●MichiganHuronmeer● OntariomeerTorontoWisconsinNew YorkMichiganmeer●BuffaloMichigan Eriemeer●New YorkDetroit ●Pennsylvania●●ChicagoCleveland●Indiana OhioWashingtonIllinoisVERENIGDESTATENMEER SNEEUW ACHTER DE GROTE MEREN 53

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 15:49 Pagina 54Wolkenstraten en sneeuw boven en rond de Grote Meren in de Verenigde Staten, 21 november 2000. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFCSeaWiFS Project.54 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:43 Pagina 55Lijnconvergentie boven HetKanaal. Nachtbeeld met afwijkendeinkleuring. Datum: 19december 2004. Satelliet:NOAA. Beeldbewerking: DLR,Institut für Physik derAtmosphäre, Oberpfaffenhofen,Duitsland.erboven. De opbouw van de atmosfeer boven demeren wordt dan zo onstabiel dat bewolking ontstaatdie uiteindelijk kan uitgroeien tot sneeuwbuien.Volgens dit mechanisme gevormde sneeuwbuiendoen zich elk jaar voor aan het eind van de herfst enhet begin van de winter. Ze nemen in de gebieden aande zuid- en oostkant van de meren een kwart tot dehelft van de totale hoeveelheid sneeuw voor hun rekening.In bepaalde streken kan het dan 48 uur achtereensneeuwen; dat is langer dan de duur van desneeuwval tijdens het langstrekken van een ‘gewone’depressie. Van 20-23 november 2000 sneeuwde het inBuffalo zelfs zestig uur lang (zie foto pag. 54).De bewolking en de buien zijn gewoonlijk geordendin wolkenstraten (zie hoofdstuk 6) die min of meerevenwijdig aan de wind over het meer liggen. Op defoto op pag. 53 rechtsboven is dit patroon duidelijkherkenbaar. De wolkenstraten zijn slechts enkele kilometersbreed, maar kunnen wel meer dan tweehonderdkilometer lang worden. Soms is er sprake vanslechts één zo’n wolkenband, maar meestal zijn het ertien of twintig, gescheiden door enkele kilometersonbewolkte hemel. De hoeveelheden sneeuw die ervallen lopen sterk uiteen: soms niet meer dan één oftwee centimeter, maar een bui kan ook meer dan eenmeter sneeuw achterlaten.De meeste sneeuw valt in dit geval dus niet tijdens depassage van een koufront van een winterse depressie,maar enige tijd later in de koude lucht achter hetfront. Elders is het dan opgeklaard, maar aan destroomafwaartse kant van de meren doet de invloedvan het warmwatereffect zich gelden en wordt hetMEER SNEEUW ACHTER DE GROTE MEREN 55

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:43 Pagina 56Het Eriemeer is, zoals aan het eind van bijna elk winterseizoen, dichtgevroren op 9 maart 2003. Uitzonderlijker is dat ook het Bovenmeer enhet Huronmeer vrijwel geheel zijn dichtgevroren en dat het Michiganmeer een ring van ijs toont langs de oevers en bij het noordelijk uiteinde.Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.weer alleen maar slechter. De door dit effect vallendesneeuw veroorzaakt in de Verenigde Staten veel overlasten vormt een belangrijke kostenpost, bijvoorbeeldvoor sneeuwruimen of door verkeersschade.Talrijke werk- en schooldagen gaan verloren. Alleen alin de staat Michigan wonen meer dan 1,5 miljoenmensen in het gebied waar het verschijnsel zich voordoeten ondervinden industrie, recreatie en landbouwveel hinder. De sneeuwval treedt, behalve in de reedsgenoemde steden, ook op in Syracuse en Rochester(in de staat New York), Erie (Pennsylvania) en London(Ontario).Meteorologische factorenHet temperatuurverschil tussen de lucht en het wateroppervlakis niet de enige factor die een rol speelt bijde vorming van sneeuw achter het Eriemeer en deandere Grote Meren. Zo moet er voldoende windstaan om de arctische lucht te kunnen doen uitstromenover het meer en om de opgewarmde lucht deandere oever op te voeren. Bij meer wind is de uitwisselingtussen het warme water en de koude luchteffectiever. Het moet ook weer niet te hard waaien; alsde arctische lucht te snel over het meer wordt gejaagd,is er te weinig tijd om vocht en warmte op te pikken.De windrichting bepaalt waar de sneeuwbuien zullentoeslaan. Bovendien bepaalt zij de zogeheten strijklengte,de afstand waarover de koude lucht in contactis met het relatief warme water van het meer. Om flinkeconvectie te krijgen, is een strijklengte van ten minstetachtig kilometer nodig. Voor het Eriemeer en hetOntariomeer betekent dit dat de koude lucht bij voorkeurover de volle lengte van de meren moet strijken.Het Huronmeer, het Bovenmeer en het Michiganmeerzijn breed genoeg om ook bij een luchtstroming dwars56 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:44 Pagina 57op het meer sneeuwbuien te krijgen. De mate vanonstabiliteit van de atmosfeer bepaalt tot hoe hoog desneeuwbuien zich kunnen ontwikkelen. In de koudelucht bevindt zich vaak een inversie, die de verticaleontwikkeling van de buien belemmert. Als de inversieniet hoger ligt dan duizend meter, is de grenslaag tedun voor de vorming van fikse buien. Is de grenslaagdikker dan 2500 meter, dan valt er gewoonlijk een dikpak sneeuw.De condensatiewarmte die vrijkomt bij de wolkenvormingboven het meer, is een belangrijke bron vanenergie voor de sneeuwbuien. Verder speelt de relatievevochtigheid van de aangevoerde arctische luchteen rol. Naarmate deze lucht droger is, duurt het langeren is er dus een grotere strijklengte nodig om delucht verzadigd te doen raken. Ook de eigenschappenvan het terrein aan de ‘achterzijde’ van het meer speleneen rol. Hoe ruwer het landschap, des te meerwordt de luchtstroming afgeremd. De vertraagdelucht moet naar boven uitwijken, wat eventuele buieneen extra stimulans geeft. Als de oevers enkele honderdenmeters boven het niveau van het meer liggen,krijgen buien een nieuwe impuls. Op jaarbasis leverteen hoogteverschil van honderd meter vijftig centimeterextra sneeuw op of meer.Meer locatiesHet warmwatereffect zoals dat optreedt bij de GroteMeren in de Verenigde Staten en Canada, komt ook opandere plaatsen op aarde voor. Als kou uit Siberië naarhet oosten wegstroomt, treedt het verschijnsel opboven de Japanse Zee en valt er veel sneeuw langs dewestkust van de Japanse Eilanden Honshu en Hokkaido.Is de stroming iets zuidelijker, dan strijkt ze overde Gele Zee en brengt sneeuw in delen van Korea.Dichter bij huis komen de convectieve sneeuwbandenook voor boven de Finse Golf, wanneer een oostnoordoostelijkestroming er koude lucht uit Siberiëaanvoert. Gezien de vorm van de Finse Golf treedtdaar meestal een enkelvoudige sneeuwbuienband op;Europese meteorologen spreken dan van lijnconver-In het voorjaar is het boven de meren onbewolkt. In beeld zijn het Huronmeer, het Eriemeer, het Ontariomeer en delen van het Bovenmeer enhet Michiganmeer. De wolkenstraten vormen zich nu boven land, waar ook patronen met gesloten cellen te zien zijn. Datum: 6 april 2002.Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:44 Pagina 58gentie. Een enkele maal zie je tijdens een koude winterook boven de Noordzee het warmwatereffect optreden;de foto hieronder met wolkenstraten boven deNoordzee toont tevens lijnconvergentie boven ondermeer de Botnische Golf, de Oostzee en Het Kanaal.Ook de foto op pag. 55 toont lijnconvergentie bovenHet Kanaal.Nergens zijn de sneeuwbuien echter zo frequent en zointens als in het gebied van de Grote Meren. Dat komtdoor een aantal ‘gunstige’ geografische factoren. Zovormen de Grote Meren, na de ijskappen van depolen, de grootste zoetwaterbron ter wereld. Daarbijliggen ze ongeveer midden tussen de evenaar en deNoordpool, omringd door een groot continent. Elkafzonderlijk meer heeft de omvang van een kleinedoor land omgeven zee. Verder liggen de meren opeen afstand van elkaar die kleiner is dan hun eigenlengte. Al deze factoren dragen bij aan het uniekeweer in het merengebied.SeizoengebondenSneeuwval als gevolg van het warmwatereffect treedtin het merengebied vooral op in november en december,met eventueel een uitloop tot in januari. Vanaugustus tot en met oktober is het water van de mereneveneens relatief warm, maar de buien die zich danontwikkelen brengen regen. De eerste maanden vanhet jaar vormt zich ijs op de meren (zie foto pag. 56).Het moment waarop het ijs komt en de hoeveelheidijs variëren van jaar tot jaar en van meer tot meer. Alshet ijs er is, is het met de sneeuwbuien goeddeelsgedaan.Van maart tot augustus is het water van de meren relatiefkoel; dan gaat er juist een stabiliserend effect vanuit: langs de oevers is het zonniger dan op grotereafstand van het meer, waar in die tijd van het jaar dewolkenstraten te vinden zijn (zie foto pag. 57). Vooreen reis van Cleveland naar Buffalo is dit dus een veelgeschiktere periode.Warmwatereffect boven de Noordzee, 6 januari 2003. Het kunstmatigingekleurde beeld is afkomstig van de Amerikaanse operationeleweersatelliet NOAA 16. De beeldbewerking vond plaats ophet Institut für Meteorologie van de Freie Universität van Berlijn.58 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:44 Pagina 599. Bewolkingspatronen achterbergachtige eilandenGelijkmatige luchtstromingen boven oceanen kunnenverstoord worden door bergachtige eilanden, dieals obstakels fungeren. Satellietbeelden laten zien datzich achter zulke obstakels in een aantal gevallen eenprachtig patroon met wervels vormt. Daarnaast gevendezelfde eilanden soms aanleiding tot boeggolfvormigeopklaringsgebieden, terwijl nu en dan een of tweewolkenpluimen zichtbaar zijn. De wervelpatronenwerden voor het eerst gezien met behulp van de Amerikaanseweersatelliet TIROS V in 1962. Voor die tijdwas het verschijnsel niet waarneembaar. De bewolkingspatronenzijn te kleinschalig om ze te kunnenterugvinden op een weerkaart, temeer daar de waarnemingsgegevensin de gebieden waar het wervelpatroonvoorkomt, erg schaars zijn. De wervels zijn echterweer te groot om door waarnemers vanaf schepenof vanuit vliegtuigen als zodanig herkend te worden.Wervels achter Jan Mayen. Datum: 13 februari 2004. Satelliet:Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.a.obstakelUobstakelonstabielestrominga: Schematische voorstelling van een wervelweg van Von Kármàn,ontstaan achter een obstakel in een gelijkmatige stroming door hetafwisselend loslaten van wervels aan de lijzijde van het obstakel.b: Stromingspatroon achter een obstakel; bij een langzame stroming.Achter het obstakel kan zich een wervelweg van Von Kármànvormen.b.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:44 Pagina 60Wervels achter Madeira, 1 december 2002. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.Satellietbeelden tonen het verschijnsel geregeld, vooralachter Jan Mayen in de Groenlandzee tussen Groenlanden Lapland/Spitsbergen (foto pag. 59), achterMadeira (foto boven), de Canarische Eilanden (fotolinks) en de Kaapverdische Eilanden (foto pag. 61) voorde kust van Marokko en achter Guadalupe in de GroteOceaan voor de kust van Mexico (foto pag. 62).Wervelweg van Von KármànWervels achter de Canarische Eilanden, 24 april 2000. Satelliet:Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.Het verschijnsel dat er zich wervelpatronen vormen ineen gelijkmatige stroming achter een obstakel, isbekend uit de stromingsleer. De wervels ontstaanafwisselend aan de linkerzijde en aan de rechterzijdevan het obstakel, laten los en worden vervangen dooreen nieuw gevormde wervel (zie tekening pag. 59). Zovormt zich een patroon dat bestaat uit twee bijnaevenwijdige rijen wervels; de afstand tussen de hartlijnenvan de wervelrijen is gelijk aan de diameter van60 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:44 Pagina 61het obstakel. In beide rijen volgen de wervels elkaar zosnel op, dat de onderlinge afstanden ongeveer gelijkzijn. Wervels van één rij hebben dezelfde draairichting;deze draairichting is tegengesteld aan die vaneen wervel uit de andere rij.Een dergelijk stromingspatroon staat bekend als ‘wervelwegvan Von Kármàn’. Théodore von Kármàn waseen natuurkundige van Hongaarse afkomst, die in1911 voor het eerst een wiskundige beschrijving gafvan het verschijnsel. De wervels van Von Kármànvormden de verklaring van zwieptonen van de winddie tegen takken of touwen blaast; ze veroorzaken ookhet lawaai van de imperiaal op de rijdende auto en zemaken het zo moeilijk om een roeispaan strak doorhet water te trekken. Vóór Von Kármàn hadden anderenzich al met de naar hem genoemde wervels beziggehouden.Reeds in de tiende eeuw bouwde aartsbisschopDunstam van Canterbury (die volgens deoverlevering meer tijd stak in het beoefenen vanmuziek en natuurwetenschap dan in het houden vanWervels achter de Kaapverdische Eilanden. Datum: 26 april 2004. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:45 Pagina 62Wervels achter Guadalupevoor de kust van BajaCalifornië, Mexico.Datum: 16 mei 2002.Satelliet: Terra. Bron:NASA/GSFC MODISLand Rapid ResponseTeam.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:45 Pagina 63Wervels achter Socorro enwolkenpluim achter San Benedicto.Beide eilanden makendeel uit van de MexicaanseRevillagigedo eilandengroepin de Stille Oceaan. Datum: 13mei 2004. Satelliet: Aqua.Bron: NASA/GSFC MODISLand Rapid Response Team.preken) een windharp of Eolusharp. De snaren vandeze harp werden door de wind bespeeld onder devorming van Von Kármànwervels. De aartsbisschoplaadde hiermee echter de verdenking van tovenarij opzich en hij moest asiel zoeken in België. In de tijd vande romantiek raakte het instrument weer in zwang enook in ons land stonden in de negentiende eeuw bijeen aantal buitenverblijven windharpen opgesteld.Een andere voorganger van Von Kármàn was Leonardoda Vinci, die het verschijnsel noemt in zijn verhandeling‘Del moto e misura dell aqua’. In de huidige tijdstaan de wervels in de belangstelling in verband mettrillingen die onverwacht bleken op te treden bij hoogspanningskabels,fabrieksschoorstenen, scheepsschroeven,periscopen van onderzeeboten en rakettendie klaarstonden voor lancering. Ook het instorten vande Tacoma Narrowsbrug in het najaar van 1940,bekend door de filmopnamen die ervan werdengemaakt, wordt aan Von Kármànwervels toegeschreven.Een wervelpatroon zoals getoond op verscheideneafbeeldingen ontstaat in het laboratorium alleen bijbepaalde aanstroomsnelheden uit om en om loslatendewervels. Bij lagere aanstroomsnelheden laten dewervels niet meer los; wel kan dan weer een vergelijkbaarwervelpatroon ontstaan in de onstabiele stromingachter het obstakel.Von Kármànwervels op satellietbeeldenOok in de meteorologie komen we de wervelweg vanVon Kármàn weer tegen. Het patroon vormt zich somsaan de lijzijde van bergachtige eilanden in gelaagdeBEWOLKINGSPATRONEN ACHTER BERGACHTIGE EILANDEN 63

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:46 Pagina 64Eilandeffecten in Saharastof boven de Canarische Eilanden, 11 februari 2001. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project. Detailuit de foto van pag. 76 bij hoofdstuk 11 (Stofstormen).bewolking (stratocumulus) aan de oostzijde van subtropischehogedrukgebieden. Daarnaast treffen wehet aan in wolkenstratenpatronen op hogere breedten,zoals achter Jan Mayen. In enkele gevallen ishooggebergte nabij de kust voldoende om een wervelpatroonte veroorzaken.De omstandigheden waaronder het patroon optreedt,worden gekenmerkt door een gelaagde opbouw vande atmosfeer. In de onderste laag van vijfhonderd tot1500m meter dik, staat gewoonlijk minder wind danin de ‘vrije atmosfeer’ direct daarboven. Doordat ertussen de beide lagen nauwelijks uitwisseling plaatsvindt,kan zo’n situatie, door de meteorologen aangeduidals inversie, geruime tijd voortduren. Dergelijkeinversies treden vooral op in de buurt van hogedrukgebieden.Het eiland dat de wervels veroorzaakt, moethoog genoeg zijn om door de inversie heen te prikken.Verdermoet er een gelijkmatige luchtstroming inde luchtlaag onder de inversie voorkomen met windsnelhedentussen vijf en vijftien meter per seconde.Bij lagere snelheden vormen de wervels zich nietaltijd, bij hogere snelheden kunnen gevormde wervelszich niet handhaven. Als de wervels eenmaal gevormdzijn, bewegen ze met de luchtstroming mee. Ze verdwijnenweer als ze in een gebied terechtkomen waarde luchtstroming of de temperatuuropbouw van deatmosfeer te sterk afwijkt van de toestand in de omgevingvan het eiland waar ze gevormd werden. Verderkunnen ze ook verdwijnen door verweven te rakenmet een andere wervel. Doordat naburige wervels (inverschillende rijen) tegengestelde draairichting hebben,doven ze elkaar als het ware uit.Andere eilandeffectenAfgezien van een wervelweg van Von Kármàn kunnenook andere effecten veroorzaakt worden door bergachtigeeilanden die zich als een obstakel in eenluchtstroming bevinden. Zo ontstaan er geregeldopklaringsgebieden achter de eilanden; de wolkenverdwijnen op het moment dat ze de eilanden bereiken.Het geheel doet vaak denken aan de boeggolf vaneen schip, zoals ook de beelden bij het volgendehoofdstuk laten zien. Verder dienen de wolkenpluimengenoemd te worden, die zich soms vormen achtereilanden ten gevolge van verticale turbulentebewegingen. Meestal gaat het om één wolkenpluim(zie foto pag. 63), maar in bijzondere gevallen (bijafname van de windsnelheid met de hoogte) kunnener twee wolkenpluimen ontstaan, stroomafwaartslinks en rechts van het eiland (niet afgebeeld). Destromingspatronen rond vulkanische eilanden zijngewoonlijk zichtbaar in bewolking. In zeer uitzonderlijkegevallen zijn ze ook terug te vinden in stofwolken,zoals in het geval van de foto boven.64 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:46 Pagina 6510. Wasbordpatroon in bewolkingachter bergen en eilandenSatellietbeelden tonen achter gebergten of bergachtigeeilanden vaak wolkenribbels. Zo’n wasbordpatroonin de bewolking hangt samen met lijgolvendie ontstaan in de lucht die over de bergen stroomt.Dergelijke golven kunnen zich vormen achter allerleiuitstulpingen van het aardoppervlak – van bescheidenheuvels tot hoge bergen. Ze zijn niet alleen aanwezigop het niveau van de toppen van bergen enheuvels, maar worden soms ook tot op veel groterehoogte teruggevonden.Zo kwam een Amerikaans U-2 spionagevliegtuig optwintig kilometer hoogte nog lijgolven tegen; radarwaarnemingengaan tot dertig kilometer en ook lichtendenachtwolken op tachtig kilometer hoogte vertonende kenmerken van golven.LijgolvenLijgolven werden in 1933 ‘ontdekt’ in het Duitse Riesengebergtedoor zweefvliegers, die er vanaf datmoment gebruik van maakten om er hoger mee tekomen en grotere afstanden mee af te leggen. Al in1937 kwam men boven de zevenduizend meter en in1989 bereikte een zweefvlieger in de lijgolven van deSierra Nevada in de Verenigde Staten een hoogte vanbijna vijftien kilometer. Ook de langste zweefvluchtmaakte gebruik van lijgolven; in 2001 werd zo achterde Andes in Argentinië een afstand afgelegd van meerdan 2500 kilometer. De natuurkundige Lyra gaf in1943 als eerste een theoretische verklaring voor hetverschijnsel.Lijgolven achter de Aleoeten. Datum: 6 september 2002. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:46 Pagina 66Lijgolven boven Ierland enSchotland. Datum: 17 december2003. Satelliet: Aqua.Bron: NASA/GSFC MODISLand Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 15:49 Pagina 67Lijgolven boven Oost-IJsland.Datum: 26 februari 2002.Satelliet: NOAA 16. Beeldbewerking:Freie Universität,Berlijn, Duitsland.Stabiele en stevige windOm lijgolven te krijgen is een stevige wind op de hoogtevan de bergtoppen vereist, bij voorkeur loodrechtop de bergkam. Bij meer puntvormige barrières, zoalsvulkanische eilanden in de oceaan, doet de windrichtinger minder toe. De atmosfeer moet stabiel zijnopgebouwd; alleen in stabiele lucht keert een dooreen golfbeweging van zijn oorspronkelijk niveauomhoog gebracht luchtdeeltje terug naar zijn uitgangspositie.De opstijgende lucht zet namelijk uitdoor de afnemende luchtdruk, koelt daardoor af,wordt zwaarder dan de lucht in de omgeving en zaktvervolgens terug. Daarbij schiet het luchtdeeltje te verdoor naar beneden, wordt samengedrukt, warmt open stijgt weer omhoog naar het oorspronkelijkeniveau. Het schiet ook daar weer te ver door en zo ontstaateen golfbeweging (zie tekening). De golflengtenStabiele lucht..... moet omhoog, .....EvenwichtsniveauGebergteHet ontstaan van lijgolven achter bergen...... keert terug naar evenwichtsniveau, .......... schiet te ver door, .....lopen achter individuele bergen of bergkammen uiteenvan drie tot twintig kilometer; daarnaast kunnende Alpen, de Pyreneeën, de Karpaten en andere groteberggebieden als geheel bij voldoende wind ook noglijgolven opwekken met een golflengte van twintig totveertig kilometer. De golflengte is groter naarmate hetharder waait en naarmate de lucht minder stabiel is.In onstabiele lucht bestaat geen mechanisme omlucht die uit positie is geraakt, terug te drijven naarhet oorspronkelijke niveau; daardoor treden er in datgeval geen lijgolven op. De golfhoogte wordt bepaalddoor de hoogte en de omvang van het gebergte, dekarakteristieken van berghellingen en de stabiliteitvan de atmosfeer.Behalve een stevige wind uit de goede hoek is een toenamevan de windsnelheid in combinatie met dehoogte belangrijk, zonder dat daarbij de windrichtingverandert; uit deze situatie putten de golven hunenergie. Als de overgang tussen de troposfeer en dedaarboven gelegen stratosfeer niet te abrupt is, kunnende golven tot grote hoogte in de stratosfeer aanwezigzijn.Lijgolven treden het hele jaar door op. De kans erop isin het winterhalfjaar echter groter dan ’s zomers,omdat het ’s winters harder waait en de atmosfeer danvaker de juiste stabiliteit heeft. De geschikte meteorologischeomstandigheden doen zich onder anderevoor aan de voorzijde van een frontale zone en wanneerzich een zogeheten straalstroom boven bergachtiggebied bevindt.WASBORDPATROON IN BEWOLKING ACHTER BERGEN EN EILANDEN 67

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:47 Pagina 68Wasboordpatroon achter de Zuid-Sandwicheilanden in het zuiden van de Atlantische Oceaan, 27 januari 2004. Satelliet: Aqua. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.68 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:47 Pagina 69Stof waait uit de Sahara overde Atlantische Oceaan. In hetstof is boven zee een geribbeldwasbordpatroon zichtbaar.Datum: 1 januari 2005.Satelliet: Aqua. Bron:NASA/GSFC MODIS LandRapid Response Team. Meerover Saharastof in het volgendehoofdstuk.BewolkingDe lijgolven zijn in principe niet zichtbaar. Toch kunnenze een patroon met wolkenribbels veroorzakendat onder andere op van satellieten afkomstige hogeresolutiebeeldenzichtbaar is.Dat is het geval als er in de toppen bewolking zit, terwijler tegelijkertijd in de golfdalen geen bewolkingaanwezig is. Zo’n situatie komt geregeld voor, doordatde lucht die zich in de golftoppen bevindt, omhoog isgebracht, is afgekoeld en daarbij oververzadigdgeraakt kan zijn zodat er condensatie optreedt en erzich bewolking vormt. In de golfdalen bevindt zichjuist lucht die is gedaald en daarbij is opgewarmd;daardoor is de relatieve vochtigheid lager geworden eneventueel aanwezige bewolking mogelijk opgelost. Debewolking die onder deze omstandigheden in de golftoppenontstaat, is veelal lensvormig; weerwaarnemersspreken van altocumulus lenticularis. Op satellietbeeldenvormen achtereenvolgende lenswolken dewolkenribbels die leiden tot een wasbordpatroon.Achter vulkanische eilanden toont het wasbordpatroongrote gelijkenis met boeggolven van schepen.Naast bewolking kan ook stof het wasbordpatroonzichtbaar maken. De foto hierboven toont hiervan eenvoorbeeld.WASBORDPATROON IN BEWOLKING ACHTER BERGEN EN EILANDEN 69

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:47 Pagina 70Saharastof veroorzaakt debruine tinten in de bewolkingboven onder andere Engelanden Schotland. De tint van deNoordzee ten noorden ennoordwesten van de Waddeneilandenduidt op algenbloei(zie verder hoofdstuk 17).Datum: 15 april 2003. Satelliet:Terra. Bron: NASA/GSFCMODIS Land Rapid ResponseTeam.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:48 Pagina 7111. StofstormenVan tijd tot tijd daalt er uit de lucht boven Nederlanden België een geelbruin stof neer dat talrijke inwonersnoopt vaker dan gewoonlijk ramen te lappen of deauto te wassen. Het stof is afkomstig uit de Sahara; eenzuidelijke stroming over de Middellandse Zee en hetWest-Europese vasteland voert het in onze richting.Het stoftransport is op satellietbeelden goed waar tenemen. Daarop blijkt dat het Saharastof lang nietaltijd onze kant op komt. Het waait bijvoorbeeld bijoostenwinden de Atlantische Oceaan op, richtingCanarische Eilanden. Bij westenwinden stroomt hetwoestijnstof over Soedan, Eritrea, Ethiopië en de RodeZee.De satellietbeelden maken aannemelijk dat de Saharakan fungeren als bron voor stof in de atmosfeer. In demeteorologie noemt men de verzameling van dergelijkedeeltjes, die overal – meestal minder zichtbaardan op bijgaand satellietbeeld – in grote concentratiesin lucht aanwezig zijn, het atmosferisch aerosol.Metingen bevestigen dat woestijnen en andere drogegebieden, die gezamenlijk een derde deel van hetlandoppervlak beslaan, een belangrijke leveranciervormen van aerosoldeeltjes. Het gebied van de Saharaen de Sahel is van al die streken de grootste stofbron;andere bronnen zijn bijvoorbeeld Midden-Azië, hetArabisch Schiereiland, Australië en het zuidwestenvan de Verenigde Staten.StofstormenHet stof wordt tijdens stofstormen van het aardoppervlaklosgemaakt door de wind; dergelijke stormenkomen ieder jaar voor, zij het in sterk wisselende frequentieen intensiteit. De minimaal vereiste wind-Stof waait vanuit Egypte de Middellandse Zee op. Het groen van de vruchtbare Nijldelta contrasteert sterk met de geelbruine tinten van hetdorre zand. Datum: 28 februari 2005. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.STOFSTORMEN 71

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 16:48 Pagina 72

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:46 Pagina 73Saharastof boven het westelijk deel van de Middellandse Zee, 16juli 2003. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land RapidResponse Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:46 Pagina 74Stofwolk boven de Rode Zee, 16 juni 2004. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.74 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:46 Pagina 75Saharastof onderweg naar deCanarische Eilanden. Datum:17 februari 2003. Satelliet:Terra. Bron: NASA/GSFCMODIS Land Rapid ResponseTeam.snelheid voor het losmaken van het stof van het aardoppervlakhangt onder andere af van de samenstelling,de structuur en de vochtigheid van de bodem; deorde van grootte waaraan gedacht kan worden iswindkracht vier op de standaardhoogte voor windwaarnemingen,tien meter boven het aardoppervlak.De diameter van de deeltjes die worden meegevoerdloopt sterk uiteen: van 0.1 tot 0.0001 millimeter. Hetaantal stofdeeltjes kan in de buurt van de brongebiedenoplopen tot enkele duizenden per kubieke centimeter.De deeltjes verblijven maximaal twee weken inde lucht en kunnen in die tijd een afstand afleggenvan enkele duizenden kilometers. De uit de woestijnenafkomstige deeltjes kom je dan ook vrijwel overalter wereld tegen; de verspreiding ervan is dus veel ruimerdan je bij het zien van stofwolken op satellietbeeldenin eerste instantie geneigd zou zijn te concluderen.Zo wordt Saharastof aangetroffen tot inIerland, Florida en Mexico-City, terwijl stof uit Azië dewestkust van de Verenigde Staten kan bereiken.Het uit woestijnen afkomstige aerosol speelt een rolbij talrijke processen, zowel binnen de meteorologieals daarbuiten. Zo vormt het een van de belangrijkstebronnen van mineralen voor het leven in de oceaanen beïnvloedt het de ‘gezondheid’ van koraalriffen. Bijkinderen kan het woestijnstof de gezondheid eveneensbeïnvloeden door ademhalingsmoeilijkheden teveroorzaken. Bovendien kunnen bepaalde types ziektenzich verspreiden doordat ziektekiemen zich aanhet woestijnaerosol hechten en tot op grote afstandworden meegevoerd. Het woestijnstof heeft ookgevolgen voor de chemische samenstelling van deatmosfeer door het absorberen van gassen en hetafschermen tegen ultraviolette zonnestraling.KlimaatHet atmosferisch aerosol, dat zoals gezegd voor eenbelangrijk deel afkomstig is van de woestijnen, doetook van zich spreken in het onderzoek van weer enklimaat. Het aerosol absorbeert zonnestraling en verstrooithet zonlicht. Daardoor hangt de invloed op dewarmtehuishouding van de dampkring niet alleen afvan de eigenschappen van het aerosol, maar tevensvan het terugkaatsingvermogen van het onderliggendeaardoppervlak. Daarnaast is er een beïnvloedingvan de warmtehuishouding via een wisselwerkingmet bewolking. Wolkenvorming, neerslagvorming ende optische eigenschappen van wolken hangensamen met het atmosferisch aerosol. Klimatologendie de invloed van woestijnstof op de warmtehuishoudingvan de aarde goed willen inschatten, moetendus niet alleen weten hoeveel woestijnaersol ergemiddeld genomen in de lucht zit, maar ook waarhet zich bevindt en hoe de wisselwerking met bewolkingin zijn werk gaat. De hoeveelheid woestijnstofhangt bovendien af van de omvang van de stofbronnen.Door menselijke activiteit, zoals landbouw enontbossing, is het ‘stofareaal’ op aarde in omvang toegenomenen neemt het nog steeds toe; sommigeSTOFSTORMEN 75

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:46 Pagina 76schattingen noemen dertig tot vijftig procent van hetstof in de atmosfeer een direct gevolg van menselijkingrijpen aan het aardoppervlak. Het stofareaalreageert op eventuele klimaatveranderingen; het dijtuit bij verdroging en wordt minder effectief als hetvaker regent.Saharastof boven de Canarische Eilanden, 11 februari 2001. Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project. Een detail uit dit beeldmet wervels en andere effecten achter de Canarische Eilanden is te zien op pag. 64 bij hoofdstuk 9 (Bewolkingspatronen achter bergachtigeeilanden).76 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 15:55 Pagina 7712. As van vulkanen bedreigtvliegveiligheidVulkaanuitbarstingen vormen een dankbaar onderwerpvoor satellietbeelden en ruimtefoto’s en leverenfascinerende plaatjes op. Voor de bemanningen enpassagiers van vliegtuigen valt echter minder tegenieten; de vulkanische as vormt een regelrechtebedreiging voor de vliegveiligheid. De berichtgevingover locaties en verwachte verplaatsing van dezeaswolken maakt onderdeel uit van de meteorologischewaarschuwingen voor het vliegverkeer, die verdermelding maken van bijvoorbeeld tropische cyclonen,zware onweersbuien, stof- en sneeuwstormen,ijsaanzetting en turbulentie.Vulkanische asIn tegenstelling tot wat de naam doet vermoeden, isvulkanische as geen verbrandingsproduct dat vergelekenkan worden met de as van verbrand hout, bladof papier. Het bestaat namelijk uit kleine, ruwe stukjesrots, mineralen en vulkanische glas (zie rechtsboven),of soms ook uit het veel kleinere vulkanisch stof. De1. Een stukje vulkanische as.Duidelijk is te zien hoe ruw hetis. De aangegeven lengtebedraagt 30 µm = 0.03 mm.grootste asdeeltjes zijn 2millimeter, de kleinste0,001 millimeter. Om zichlangere tijd in de atmosfeerte kunnen handhavenmogen ze niet groterzijn dan 0,01 millimeter.Het spul is keihard, lostniet op in water, heeft opoppervlakken waar hetmee in aanraking komteen effect als ruw schuurpapieren kan als het natis stroom geleiden. Vulkanischeas wordt gevormd tijdens explosieve vulkaanuitbarstingenals gassen in het magma uitzetten enmet bruut geweld ontsnappen. Een zelfde effecttreedt op als magma in contact komt met water.De producten die een vulkaan uitstoot, vormen eenkolom van vaak meer dan tien kilometer hoog. Degrotere brokstukken en -stukjes komen gewoonlijk▲N▲▲▲▲▲ ▲▲ ▲ ▲▲ ▲▲▲ ▲ ▲▲▲▲▲ ▲▲ ▲▲ ▲ ▲ ▲ ▲▲▲ ▲ ▲▲▲▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲ ▲ ▲▲ ▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲ ▲ ▲▲▲▲ ▲▲▲▲ ▲ ▲ ▲ ▲▲▲ ▲▲▲▲▲Evenaar▲▲▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲▲ ▲▲ ▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲ ▲▲ ▲ ▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲ ▲ ▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲ ▲▲ ▲▲▲ ▲▲ ▲▲ ▲ ▲▲ ▲▲▲▲▲ ▲ ▲▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲ ▲ ▲▲▲▲▲ ▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲ ▲ ▲▲▲▲▲▲ ▲ ▲▲ ▲▲ ▲ ▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲ ▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲ ▲▲ ▲ ▲▲ ▲ ▲ ▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲ ▲▲ ▲ ▲ ▲▲ ▲ ▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲Evenaar▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲ ▲▲ ▲▲▲ ▲▲▲▲ ▲ ▲▲▲▲▲▲▲ ▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲Actieve vulkanen.AS VAN VULKANEN BEDREIGT VLIEGVEILIGHEID 77

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:46 Pagina 78Aspluim tijdens een uitbarsting van de Etna, 30oktober 2002. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFCMODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:46 Pagina 79binnen enkele kilometers van de krater op de grondterecht, maar vulkanische as en stof worden meegevoerddoor de wind en vormt een eruptiewolk. Deeltjesin zo’n wolk kunnen duizenden kilometers afleggenen soms zelfs de hele aarde rondgaan. Zo dreef deaswolk van de Pinatubo op de Filippijnen in 1991 innog geen drie dagen naar de oostkust van Afrika, eenafstand van achtduizend kilometer.Wereldwijd zijn er 1500 vulkanen, waarvan er zeshonderdactief zijn. Per jaar zijn er ongeveer zestig vulkaanuitbarstingen;acht tot tien daarvan producerenaswolken die de hoogte bereiken waarop lijnvluchtenplaatsvinden en die gemiddeld twintig dagen per jaartot op vele honderden kilometers van een uitbarstendevulkaan een bedreiging vormen voor het vliegverkeer.GevarenDe gevaren van vulkanische as blijken duidelijk uiteen dramatisch voorval dat KLM-vlucht 867 overkwamop 15 december 1989. Het toetstel vloog op eenvan de drukke vliegroutes van Oost-Azië over hetnoordelijk deel van de Stille Oceaan naar Alaska enhad daar als bestemming Anchorage. Tien uur nadatde op ongeveer 250 kilometer afstand van Anchoragegelegen Redoubt actief was geworden, begon debemanning boven het Talkeetnagebergte met de afdaling.Kort daarna kwam de Boeing 747-400 in eenaswolk terecht die niet op de radar van het toestelzichtbaar was en ook niet op die van de verkeersleiding.Daarop vielen alle vier motoren uit, waarmeetevens de instrumenten aan boord onbruikbaarwaren geworden voorzover ze niet op batterijen werkten.Terwijl de bemanning driftig trachtte de motorente herstarten en het buiten donker leek te zijn geworden– op wat oplichtende deeltjes, het zogeheten St.Elmusvuur, na – drong bruin stof het toestel binnen.Tevens ontstond er een penetrante zwavellucht. Vijfminuten lang viel het toestel met 231 doodsbenauwdepassagiers naar beneden en verloor daarbij meer dandrie kilometer hoogte. Na zeven of acht pogingen demotoren te herstarten, kreeg de bemanning er tweeweer aan de praat. Pas op twee kilometer boven hetruige, bergachtige en besneeuwde terrein lukte het,na veel verdere pogingen tot herstarten, alle viermotoren weer draaiend te krijgen. De ramen van decockpit leken te zijn gezandstraald; je kon er niet meerdoorheen kijken. Om iets te zien moesten de pilotennaar opzij buigen en zo goed en zo kwaad als het gingdoor een zijraampje naar voren kijken. Gelukkigslaagde de bemanning erin het gloednieuwe, maarzwaargehavende toestel veilig aan de grond te zetten.Een rookpluim ontsnapt uit de vulkaan Sakura-Jima op Japan(midden op het satellietbeeld. Meer naar links is een zogehetenwervelstraat van Von Kármàn te zien achter het Zuid-Koreaanseeiland Cheju (zie hoofdstuk 9, Bewolkingspatronen achter bergachtigeeilanden). Datum: 7 december 1999. Satelliet: SeaStar. Instrument:SeaWifs. Bron: NASA.De motoren waren geheel afgeschreven en de totaleschade bedroeg tachtig miljoen Amerikaanse dollars.Dergelijke voorvallen komen vaker voor, al gaat het erniet altijd zo spectaculair aan toe. Zo was in 1982 –toen een Boeing 747 van British Airways op 24 juniboven Indonesië in de aswolk van de op West-Javagelegen vulkaan Galunggung terechtkwam – al geblekendat motoren kunnen uitvallen, dat instrumentenhaperen of onjuiste waardes tonen en dat ramen vande cockpit en voorranden van vleugels, motoren enstaartvlakken als het ware gezandstraald worden. Nogzo’n geval: tijdens een uitbarsting van de GuagaPichincha in het Andes-gebergte in Ecuador landt ernog een Boeing 747-200 van Atlas Air op de nabijgelegenluchthaven van Quito, die vervolgens tien dagendicht bleef. Zo’n landing is sowieso al riskant, omdatde landingsbanen bij een laagje vulkanische as en stofvan slechts vijf millimeter dikte al te glad zijn voor veiligevliegoperaties. Om de schade die het vliegtuig inde aswolk had opgelopen, te herstellen en het toestelweer vliegklaar te maken, waren twee technici achtdagen fulltime in touw.Totaal zijn in de afgelopen decades meer dan negentigtoestellen door aswolken van vulkanen gevlogen.Gelukkig vielen er in geen van die gevallen slachtoffers.Wel schatten experts de schade op minstens250 miljoen dollar.AS VAN VULKANEN BEDREIGT VLIEGVEILIGHEID 79

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:47 Pagina 80Aswolk boven de vulkaan Ruang, Indonesië, 25 september 2002. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.80 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:47 Pagina 81DetectieHet lijkt vrij eenvoudig met gedetailleerde satellietbeeldenzoals die hierbij zijn afgebeeld, wolken metvulkanische as te lokaliseren en het vliegverkeer tewaarschuwen. Toch voldoet het huidige systeem vanwaarnemingssatellieten niet aan de vereisten die degebruikers in de luchtvaart daaraan stellen. Dat komtdoordat de diverse gebieden op aarde slechts een ofenkele malen per dag met de getoonde detaillering inbeeld gebracht kunnen worden. Bij de uitbarsting van1980 van de St. Helens in de staat Washington in de VShad de aswolk slechts vijf minuten nodig om de hoogtete bereiken waarop het luchtverkeer plaatsvindt; in dietijd legt een lijnvliegtuig 65 kilometer af. Daarom wilmen al binnen vijf minuten worden gewaarschuwd.Met het thans beschikbare netwerk van satellieten iseen dergelijke waarschuwingssnelheid niet mogelijk.Satellieten boven de evenaar, zoals de EuropeseMETEOSAT’s en de Amerikaanse GOES-satellieten,leveren hun data gewoonlijk ‘slechts’ eenmaal perhalfuur. Om de vulkanische as goed te kunnen zien, iseen nabewerking nodig die gebruikmaakt van satellietmetingenmet verschillende golflengten, veelal inhet infrarood; met het uitvoeren van die nabewerkingis ook tijd gemoeid. Met de Total Ozone Spectrometer(TOMS), waarmee verscheidene polaire satellietenzijn uitgerust, kan vulkanische as eveneens wordenopgespoord, maar ook hier is de frequentie te laag enwordt zeker geen waarschuwingstijd gehaald van vijfminuten. Er is dan ook aanvullende informatie nodigvanaf de grond. Voor een aantal vulkanen is dat geenprobleem; die worden door vulkanologen vanaf nabijgelegenwaarnemingsposten onafgebroken in degaten gehouden. Bij sommige vulkanen staan bovendienal webcams, maar bij de meeste andere is datniet het geval. Daar kan in de toekomst apparatuurworden geplaatst die vulkanische as detecteert volgenshetzelfde principe dat de satellieten gebruiken.Verder wordt er ook gewerkt aan instrumenten metinfraroodsensoren die op vliegtuigen geplaatst kunnenworden. Men verwacht dat zo’n apparaat vulkani-Aswolk na een uitbarsting van de vulkaan Anathan in de Stille Oceaan, een van de eilanden van de Marianen. Datum: 6 april 2005, 00.35 UTC,ongeveer zes uur na het begin van de uitbarsting. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:47 Pagina 82Vulkanische as van een eerdere uitbarsting is door een stevige wind opgepikt, zodat zich opnieuw een aswolk vormt boven de Golf van Alaskaen het eiland Kodiak. De as is uiteraard net zo gevaarlijk als de as van een actieve vulkaan. Datum: 21 september 2003. Satelliet: Aqua. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.sche as kan zien tot op tachtig kilometer afstand;daarmee krijgen de piloten voldoende tijd om vankoers te veranderen en andere vliegtuigen te waarschuwen.Voor zo’n apparaat is ongetwijfeld een goede markt.Zo zijn er elke dag driehonderd transatlantischevluchten tussen Europa en Noord-Amerika die dichtlangs IJsland komen, waar zich meer dan zeventigvulkanen bevinden. Boven het noordelijk deel van deStille Oceaan, waar het vliegverkeer plaatsvindt tussenOost-Azië en Alaska, is het ongeveer even druk; devliegroutes liggen boven of in de buurt van ongeveerhonderd vulkanen in Japan, Rusland en Alaska.WaarschuwingenIncidenten zoals hierboven beschreven, sloegen in deluchtvaartwereld in als en bom. Vooral het bijnaongelukmet het KLM-toestel in 1989 gaf de aanzet tottalrijke maatregelen ter verhoging van de vliegveiligheid.Tot nog toe waren er geen slachtoffers te betreurenen dat wil men graag zo houden. Piloten envluchtplanners proberen dan ook koste wat het kostaswolken van vulkanen te mijden. Zo doet de KLMalleen overdag vliegvelden aan in Ecuador, waar vulkanenvan de Andes naast of op geringe afstand vande velden liggen; de piloten kunnen eventuele vulkanischeactiviteit dan direct zien en de vereiste actieondernemen. Men is tijdens alle vluchten extra op82 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:47 Pagina 83Aspluim op het schiereilandKamchatka, Oost-Rusland.Datum: 10 oktober 2004.Satelliet: Terra. Bron:NASA/GSFC MODIS LandRapid Response Team.zijn hoede bij verschijnselen als elektrische ontladingen(St. Elmusvuur), het binnendringen van donkerbruinstof in de cockpit of de cabine, een zwavellucht,ongebruikelijk scherpe schaduwen van de landingslichtenop wolken, problemen met de motoren en hetteruglopen van de door de boordinstrumenten aangegevenvliegsnelheid. Al deze verschijnselen kunnenduiden op vulkanische as. Mocht een toestel toch nogonverhoopt een aswolk binnenvliegen, dan zal mende wolk zo snel mogelijk weer verlaten, desnoodsdoor rechtsomkeert te maken. Verder zal men in dewolk zo min mogelijk motorvermogen vragen en landenop het dichtstbijzijnde vliegveld.Piloten en vluchtplanners maken gebruik van de specialeberichtgeving over wolken met vulkanische as,die internationaal is opgezet. Doordat de verplaatsingvan de aswolken wordt bepaald door de wind, lag hetvoor de hand om de waarschuwingen voor dit verschijnselop te dragen aan meteorologische dienstenen onderdeel te maken van de routinematige meteorologischeberichtgeving. Samenwerking met waarnemingsstationsvan vulkanen en met de luchtverkeersleidingblijft echter geboden. Om dit te regelenwerden in 1995 op een bijeenkomst van de InternationaleOrganisatie voor Burgerluchtvaart (ICAO) in Darwin(Australië) Adviescentra voor vulkanische as(VAAC’s) in het leven geroepen, die elk verantwoordelijkzijn voor de berichtgeving over een bepaaldgebied van het aardoppervlak. Zij dragen er zorg voordat de waarschuwingen voor vulkanische as via de inde luchtvaart gebruikelijke kanalen terechtkomen bijde belanghebbenden. Ook leveren ze prognoses overde verplaatsing van de aswolken.Niet alleen luchtvaartAs van vulkanen brengt niet alleen voor de luchtvaartgevaar en overlast. Dat bleek bijvoorbeeld in het oostenvan de Amerikaanse staat Washington tijdens deuitbarsting van de St. Helens in 1980, toen de donkerewolken die zich boven het gebied samenpakten geenonweerswolken bleken te zijn, maar aswolken. Wezagen reeds dat onder dergelijke omstandighedenstart- en landingsbanen glad worden; hetzelfde geldtvoor autowegen. Bij snelheden van tien kilometer peruur of meer warrelt er bovendien zoveel stof op dathet zicht wordt belemmerd en er zich ook daardoorverkeersongevallen voordoen. Door het gewicht vanhet as storten daken in. Nat vulkanische as is extrazwaar en bovendien geleidend; dit kan kortsluitingveroorzaken in apparatuur en transformatoren vanhoogspanningsleidingen. Het as verstopt luchtfilters,waardoor apparaten oververhit raken en uitvallen.Verder veroorzaakt het as ademhalingsproblemen,brengt het schade aan landbouwgewassen en vormthet een bedreiging voor met name grazend vee, datverhongert, uitdroogt of vergiftigd raakt.AS VAN VULKANEN BEDREIGT VLIEGVEILIGHEID 83

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:47 Pagina 8413. Rook van bosbranden en anderevormen van luchtverontreinigingIn de vorige hoofdstukken zagen we reeds dat de luchtin de dampkring allerlei verontreinigingen bevat.Woestijnen zijn een bron van stof- en zanddeeltjes inde atmosfeer (hoofdstuk 11) en vulkanen leveren as(hoofdstuk 12). In dit hoofdstuk komen verdere verontreinigingsbronnenaan bod. De belangrijkste daarvanzijn de bos- en natuurbranden die in lange, heteen droge zomers herhaaldelijk in het nieuws zijn.Daarnaast raakt de lucht bij bepaalde weersituatiesverontreinigd door menselijke activiteiten, zoalsindustrie en verkeer.VuurdriehoekBos- en natuurbranden doen zich voor als aan drievereisten is voldaan, de zogeheten vuurdriehoek (zietekening linksonder). Dezelfde voorwaarden geldenoverigens ook voor andere branden. Allereerst moet ervoldoende brandstof zijn. Daarnaast is er zuurstofnodig. Tenslotte moet de temperatuur hoog genoegzijn om ontbranding te doen plaatsvinden.Het weer speelt bij het vervullen van elk van dezevoorwaarden een belangrijke rol. Een bos bevatnatuurlijk altijd voldoende hout, maar dat moet weldroog genoeg zijn om te kunnen branden. Drooghout, met hooguit een of twee gewichtsprocent water,ontbrandt bijna net zo makkelijk als benzine; nat houtmet vijftien tot twintig procent vocht wil nauwelijksbranden. Dat komt doordat hout ontvlamt bij 390 graden,een temperatuur die veel hoger ligt dan het kookpuntvan water. Daardoor moet eerst alle water verdamptzijn, voor de ontbrandingstemperatuur kanworden bereikt. Vandaar dat tijdens een langdurigedroogteperiode de kans op bosbranden in de loop vande tijd toeneemt. Hoe hoger de temperatuur en hoelager de vochtigheid van de lucht, des te sneller vindtde uitdroging van het bos plaats. De fijne brandstoffen,zoals grassen, blad, naalden en kleine takjesdrogen al in enkele uren, maar bij het grovere houtduurt dit dagen of zelfs weken. De kans op een bosbrandhangt daardoor mede af van het weer tot tweeof meer weken terug.Ook bij het vervullen van de tweede voorwaarde, voldoendezuurstof, is het weer belangrijk. De lucht diede zuurstof bevat, wordt namelijk aangevoerd door dewind; hoe harder het waait, des te meer zuurstof komter beschikbaar. De wind kan ook een rol spelen omN▲LuchtVuurHitteLonden■Parijs■■Hamburg■ Keulen■MilaanMarseille■De vuurdriehoek.BrandstofConcentraties van stof- en roetdeeltjes kleiner dan een honderdstemillimeter in de atmosfeer, 23 maart 2003. Oranje duidt op hogeconcentraties, blauw op lage. De foto op de rechter pagina is hetbijbehorende satellietbeeld. Bron: Universiteit van Keulen.84 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:47 Pagina 85Verontreinigde lucht boven Groot-Brittannië, Ierlanden het aansluitende zeegebied. Door degrauwsluier heen blijft het landoppervlak redelijkgoed zichtbaar. De rode punten in het oostenvan Ierland bij Dublin, in het westen bij Galawayin Wales, ongeveer 60 km ten zuidwesten vanLiverpool, markeren vuren, waarvan de rook zichbij de reeds aanwezige luchtverontreinigingenvoegt. De verontreinigde lucht wordt als hetware in de wervel gezogen van de depressievoor de westpunt van Bretagne. Een kaartje metgemeten concentraties van de luchtverontreinigingis gegeven als figuur b. Datum: 23 maart2003. Satelliet Aqua. Bron: NASA/GSFC MODISLand Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:48 Pagina 86Bosbranden in Portugal en Spanje tijdens de droge hete zomer van 2003. Datum: 4 augustus 2003. De vuurhaarden zijn rood gemarkeerd.Satelliet Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.86 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:48 Pagina 87Natuurbranden, aangestokendoor blikseminslag en doorpyromanen, bedreigen de buitenwijkenvan Sydney op 25december 2001. De vuurhaardenzijn rood gemarkeerd.Satelliet Terra. Bron:NASA/GSFC MODIS LandRapid Response Team.aan de derde voorwaarde te voldoen: hij voert somsvonken of andere brandende materialen van eengewone brand, een barbecue of een kampvuur meenaar plaatsen waar een bosbrand kan ontstaan. Eenbos kan door blikseminslag eveneens in brand raken;in Noord-Amerika is dat de oorzaak van veertig procentvan alle bosbranden.Wind en weerDe wind is meer dan alleen leverancier van zuurstof.Hij helpt bij het drogen van de brandstof en speelt eenbelangrijke rol bij de uitbreiding van het vuur. Zovoert hij de hete lucht van de plaats waar de brandwoedt naar het gebied waarheen de brand zich gaatuitbreiden. Verder doet de wind de vlammen naarvoren overhellen, zodat ook de warmtestraling van devlammen voorwerk kan verrichten voor een uitbreidingvan de brand. Dit stralingseffect wordt nog versterktop berghellingen, waartegen een bosbrand danook razendsnel op kan kruipen. Ten slotte voert dewind, zoals reeds genoemd, soms vonken en lichte,brandende materialen uit het brandende bos naarplaatsen waar nog geen brand is uitgebroken.De wind beïnvloedt de intensiteit van de brand,bepaalt in welke richting het vuur zich uitbreidt enspeelt ook een rol bij hoe snel dat zal gebeuren; de snelheidwaarmee een vuur zich uitbreidt, kan uiteenlopenvan bijna nul tot ruim 6,5 meter per seconde. Daardooris het, ook al voor de veiligheid van de brandbestrijders,ROOK VAN BOSBRANDEN EN ANDERE VORMEN VAN LUCHTVERONTREINIGING 87

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:48 Pagina 88Een stevige oostenwind doet de blauwgrijze rook van bosbranden in Californië, Verenigde Staten, uitwaaieren over de Stille Oceaan. De vuurhaardenzijn rood gemarkeerd. Datum: 12 oktober 2004. Satelliet Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.88 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:48 Pagina 89Ten zuiden van de Alpen ligt in Noord-Italië de Povlakte. Deze is berucht om de perioden van luchtverontreiniging die daar geregeld optreden.De verontreinigde lucht ligt als een grijs waas over het gebied. Datum: 9 februari 2005. Satelliet Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land RapidResponse Team.van het grootste belang de wind en de veranderingendaarin precies te kennen en te voorspellen. Daarbijmoet met allerlei meteorologische factoren rekeningworden gehouden. Zo werken veranderingen in hetgrootschalige luchtdrukpatroon door in veranderingenin de wind. Bij frontpassages kan de wind bovendienaanwakkeren, vlageriger worden en vrij plotseling vanrichting veranderen. Ook buien gaan vaak vergezeldvan een vlagerige, sterk veranderlijke wind, zelfs opplaatsen waar geen regen valt.Daarnaast doen bosbranden zich geregeld voor ingebieden met lokale winden. Zo treden ze veelal op inde buurt van de kust; dat was in de extreem droge enhete zomer van 2003 bijvoorbeeld het geval in Zuid-Frankrijk, Portugal (foto’s op pag. 86 en 90) en Australië(foto pag. 87; zie ook de foto op pag. 106-107, hoofdstuk16). Bij het invallen van de zeewind verandert dewind plotseling van richting. Berggebieden kennenhun eigen windcirculaties, zoals de föhn, een somsdagenlang stevig doorstaande warme en droge windachter grote bergketens. Verder waaien hellingwindenoverdag langs de door de zon verhitte berghellingenomhoog en kunnen zo bosbranden eveneens een flinkeimpuls geven.Tevens is de temperatuuropbouw van de atmosfeervan belang. In een stabiele atmosfeer zijn de brandenminder hevig dan in een onstabiele. Dat komt doordatin een stabiele atmosfeer stijgende luchtbewegingenworden tegengewerkt. Daardoor neemt het luchtaanzuigend,ventilerend vermogen van het vuur af. Vaakverandert het temperatuurprofiel van de atmosfeer inde loop van de ochtend van stabiel naar onstabiel. Opdat moment trekt de wind aan en neemt de relatievevochtigheid af. Bovendien loopt de temperatuur naarmatede dag voortschrijdt verder op, zodat het vuuroverdag aanwakkert. In de avond en nacht vindt eenovergang van onstabiel naar stabiel plaats, waarbij dewind weer afneemt en het vuur minder kansen krijgt.Doordat in de loop van de nacht ook de temperatuurdaalt en de vochtigheid toeneemt, is de kans om eenROOK VAN BOSBRANDEN EN ANDERE VORMEN VAN LUCHTVERONTREINIGING 89

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:48 Pagina 90Rook van een bosbrand in Portugal (rechtsboven in beeld) waaiertuit over de Atlantische Oceaan. De vuurhaarden zijn rood gemarkeerd.Tegelijkertijd bevindt zich boven de Atlantische Oceaan uitde kust van Marokko bruinachtig Saharastof (zie hoofdstuk 11,Stofstormen). Midden links in beeld is door de stofdeken heenMadeira te zien; linksonder liggen de Canarische Eilanden. Datum:13 september 2003. Satelliet Aqua. Bron: NASA/GSFC MODISLand Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:49 Pagina 91vuur onder controle te krijgen in de vroege ochtendhet grootst. De bosbranden tonen dus niet alleen eenjaarlijkse gang, met de meeste branden in het zomerseizoen,maar ook een dagelijkse gang.Om het vuur te doven moet ten minste een van de elementenvan de vuurdriehoek onschadelijk wordengemaakt: de brandstof moet opraken, de zuurstoftoevoerstagneert of de temperatuur zakt onder de ontbrandingstemperatuur,bijvoorbeeld door bluswater.Eigen regimeDe samenhang tussen weer en bosbranden is ingewikkelddoordat niet alleen het weer invloed heeft opde bosbranden, maar de bosbranden op hun beurtook het kleinschalige weer mede bepalen. Dat maaktde branden extra grillig en hindert de bestrijding. Ditgrillige gedrag resulteert soms in onverwacht snelleuitbreiding van de brand. Verder kan de brand zichvan het aardoppervlak verplaatsen naar de boomkruinen,waar het vuur zich zeer snel kan voortplanten. Erzijn bij deze zogeheten kruinbranden vlamlengteswaargenomen van vijftig meter, terwijl het vuur zichmet een snelheid van 3,5 meter per seconde voorwaartsverplaatste. Tegen zoveel geweld zijn de brandgangenin de bossen niet opgewassen. De kruinbrandenverbruiken veel meer brandstof dan deoppervlaktebranden, zijn veel heter en brengen deverbrandingsproducten hoger in de atmosfeer.In het brandende gebied treden verder soms ‘vuurhoosjes’op, te vergelijken met de stof- en zandhoosjesdie vaak te zien zijn boven heet en droog zand. Dezevuurhoosjes kunnen honderden meters hoog zijn enbrandend materiaal ver omhoog voeren, dat vervolgensop grote afstand neerkomt en nieuwe brandenveroorzaakt. Het deels afgebrande bos toont soms desporen van andere opgetreden luchtcirculaties. Zokomen er lijnvormige patronen voor met afwisselendEen grauwsluier van verontreinigdelucht bedekt China,waar ’s winters steeds meerkolen en hout worden verstookt.Een stevige windblaast de verontreinigingenook naar zee en brengt tevenshet water van de Gele Zee inberoering. Opwellend sedimentgeeft het zeewater lichtbruineen turkooise tinten (zieook hoofdstuk 17, Kleurrijkoceaanwater). Het sediment,deels afkomstig uit de Jangtsekiang,kleurt het kustwatersoms zo bruin dat het nauwelijksnog te onderscheiden isvan het vasteland. AchterKorea en Japan zijn wervelpatronenzichtbaar (zie hoofdstuk9, Bewolkingspatronen achterbergachtige eilanden). Datum:15 februari 2004. Satelliet:Seastar. Bron: NASA/GSFCSeaWiFS Project.ROOK VAN BOSBRANDEN EN ANDERE VORMEN VAN LUCHTVERONTREINIGING 91

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:49 Pagina 92verbrande en niet verbrande delen bos, die grote gelijkenisvertonen met het patroon van wolkenstraten(zie hoofdstuk 6).Branden schering en inslagBos- en natuurbranden zijn een ‘normaal’ natuurverschijnsel;ook zonder menselijk ingrijpen doen ze zichvoor. Dit laat natuurlijk onverlet dat sommige bosbrandenmet opzet kunnen zijn aangestoken. Debranden schonen het bos op en maken ruimte voornieuwe bomen of struikgewas. Er zijn zelfs dennensoortendie zich voortplanten met behulp van bosbranden:de hitte maakt de zaden vrij en het nieuwezaaigoed heeft alle licht en ruimte om zich te ontwikkelen.Bij natuurlijke branden gaat jaarlijks minstenseen miljoen vierkante kilometer bos verloren. Veelbranden laat men gewoon uitwoeden; er is geen geldom elke brand ver van de bewoonde wereld te bestrijden.Zo bedraagt het areaal aan bos in Noord-Amerikaen op het Euraziatische continent boven de 48ebreedtegraad naar schatting 14,3 miljoen vierkantekilometer; het is daarmee veel te groot om onafgebrokenbrandvrij te houden. In Canada woeden gemiddeldnegenduizend bosbranden per jaar; het isondoenlijk die allemaal te bestrijden.Naast de natuurlijke branden zijn er ook nog de aangestokenbranden. Sinds mensenheugenis worden zegebruikt om bouwland op te schonen en er voedingstoffenaan toe te voegen. Verder dienen ze om bossente verwijderen voor ander gebruik dan natuur of bosbouw.Ook worden branden wel ingezet bij het beheervan de bossen, bijvoorbeeld om verjonging mogelijkte maken of om ‘brandstof’ te verwijderen en zooncontroleerbare bosbranden in de toekomst te voorkomen.De schattingen over de hoeveelheid bos- engrasland die door de mens wordt afgebrand, lopenuiteen van 0,5 tot 8,2 miljoen vierkante kilometer perjaar.LuchtverontreinigingNiet alleen bosbranden brengen verontreinigendestoffen in de atmosfeer. Ook door activiteit van deindustrie en door het verkeer raakt de atmosfeer verontreinigd,vooral tijdens langdurige perioden metzonnig en rustig weer. Deze hangen vaak samen metkrachtige, standvastige hogedrukgebieden. De luchtdrukverschillenzijn in de buurt van hogedrukcentragewoonlijk klein; daardoor staat er weinig wind enkrijgt het weer zijn rustige karakter. Het ontbreken vanbewolking is een gevolg van het optreden van dalendeluchtbewegingen in het gebied waar de hogedrukzonehaar invloed doet gelden. Dalende lucht warmt open droogt daardoor uit, zodat eventueel aanwezigebewolking op den duur verdwijnt.Schaduwzijde van het zonnige weer is een toenemendekans op luchtverontreiniging; deze treedt op in deonderste honderden meters van de atmosfeer, dezogeheten atmosferische grenslaag. De dalendebewegingen in het hogedrukgebied warmen uitsluitendde lucht boven de grenslaag op; in een grenslaagkan zich vooral ’s winters of boven de oceanen danook wél bewolking of mist handhaven. Net boven degrenslaag is het een paar graden warmer dan erin;men spreekt in zo’n geval van een inversie aan debovenkant van de grenslaag. Een inversie gaat stijgendeluchtbewegingen tegen en verhindert daarmeetevens de uitwisseling tussen de lucht in de grenslaagen die erboven; ze vormt al het ware een deksel op degrenslaag. Verontreinigingen die zich in de grenslaagbevinden, kunnen daaruit niet naar boven toe ontsnappen,zodat de concentraties ongewenste stoffenhoog blijven. De zwakke wind kan de verontreinigingenniet snel afvoeren, waardoor verdere ophopingvan verontreinigingen plaatsvindt. Dit proces gaatdoor tot de weersomstandigheden veranderen. Sommigegebieden zijn extra gevoelig voor zich ophopendeluchtverontreiniging, zoals vlaktes met veel industriedie zijn ingesloten door gebergten. De Povlakte iseen bekend voorbeeld (foto pag. 89).De meeste luchtverontreiniging is afkomstig van menselijkebedrijvigheid in de grenslaag. Vooral de grotesteden, met hun concentraties aan industrie en hunverstikkende verkeersstromen, vormen een bron vanverontreinigingen. Vaak gaat het om stoffen diegezondheidsrisico’s met zich meebrengen. Veelal zijnhet gassen die stank verspreiden, irritaties teweegbrengenaan huid en slijmvliezen of zelfs kankerverwekkendzijn. Naast gassen worden ook stof- en roetdeeltjesin de dampkring gebracht. Vooral dieselmotorenstaan in dit opzicht in een kwade reuk.Onder het mooi-weerscenario kunnen verontreinigingengeruime tijd gevangen blijven in de grenslaag.Daarbinnen verplaatsen ze zich wel, vaak over groteafstanden, zodat ook het niet-stedelijk gebied metluchtverontreiniging te kampen krijgt.De gasvormige verontreinigingen zijn meestal kleurloosen met het blote oog niet te zien; ze zijn evenminwaarneembaar op satellietbeelden. Voor de stof- enroetdeeltjes ligt dit anders. Ook al zijn ze heel klein enbeperkt men zich bij de metingen tot deeltjes kleinerdan een honderdste millimeter, ze zijn toch zichtbaardoordat ze heiigheid veroorzaken en het zicht doenafnemen. Vanuit een satelliet is de met deeltjes vervuildelucht waarneembaar (foto pag. 85).92 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:49 Pagina 9314. Vliegtuigwolken‘In onze tijd van druk vliegverkeer is de vorming vanvliegtuigwolken een verschijnsel dat ons allen vertrouwdis geworden,’ zo schreef de bij sterrenkundigenen meteorologen bekende professor Minnaert in1975 in het tweede deel van De Natuurkunde van ’tvrije veld. Uit zijn beschrijving van het verschijnselkun je opmaken dat hij met veel plezier de vorm enhet gedrag van deze kunstmatig opgewekte bewolkingheeft bestudeerd. Inmiddels is het vliegverkeer drastischtoegenomen. De vertrouwdheid met vliegtuigwolkenis er nog steeds, maar het enthousiasme istanende. In de komkommertijd tijdens de zomervakantiebevatten de opiniepagina’s van de dagbladengeregeld inzendingen van lezers die door het verschijnseleen zonnige dag aan hun neus voorbij ziengaan. Ook wie de sterrenhemel wil waarnemen, is nietblij met de extra bewolking die de vliegtuigen veroorzaken.Daarnaast zijn de contrails, zoals de vliegtuigwolkenook wel genoemd worden, in een kwaad daglichtkomen te staan door een mogelijke rol bij klimaatveranderingen.Vliegtuigwolken hangen op vlieghoogte, zo’n acht tottwaalf kilometer hoog; ze ontstaan in delen van dedampkring waar het min veertig graden is of kouder.De vliegtuigwolken bestaan dan ook hoofdzakelijk uitijskristallen. De vereiste vlieghoogte werd voor de eerstemaal bereikt in de Eerste Wereldoorlog; de oudstewaarnemingen van vliegtuigwolken dateren van 1915.Sinds de jaren zestig van de vorige eeuw zijn ze eengeregelde verschijning geworden aan de hemel. Vanafdat moment is het vliegverkeer per jaar gemiddeldnegen procent toegenomen.Vliegtuigwolken beginnen op een afstand van tien totdertig meter achter de motoren van het toestel (fotopag. 94 boven) en kunnen onder daarvoor gunstigeVliegtuigwolken. Foto: Kees Floor.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:49 Pagina 94Vliegtuigwolken beginnen opeen afstand van tien tot dertigmeter achter de motoren vanhet toestel. Foto: Brian Barnett,NASA.omstandigheden tientallen tot honderden kilometerslang worden. Daardoor zijn ze soms ook urenlangzichtbaar.SatellietbeeldenDe condensatiesporen van vliegtuigen zijn op satellietbeeldengeregeld waar te nemen, vooral als ze zichaftekenen tegen een contrasterende ondergrond.Meestal gaat het om rechtlijnige, dunne strepen.Evenals een waarnemer vanaf het aardoppervlak doorverwaaiende vliegtuigwolken heen de blauwe hemelkan zien, is van boven af het aardoppervlak zichtbaardoor de uitwaaierende contrails. Als de vliegtuigwolkenzich boven andere wolken bevinden, zijn ze nietof nauwelijks te zien, tenzij ze een schaduw werpenop die onderliggende bewolking.Naast de gewone, rechtlijnige vliegtuigwolken, wordenin uitzonderlijke gevallen, afhankelijk van vluchtpatroonen wind, ook spiraalvormen waargenomen.De foto op pag. 96 linksonder geeft een voorbeeld.Zo’n patroon ontstaat als het vliegtuig ‘in de holding’hangt en rondjes vliegt. Zonder wind zou een cirkelvormigecontrail te zien zijn, met wind ontstaat eenspiraal. In het getoonde voorbeeld stond er op devlieghoogte van ongeveer negen kilometer een noordelijkewind van 110 kilometer per uur.Vliegtuigwolken bestaan grotendeels uit ijs. Dat blijktzowel uit metingen ter plekke als uit het optreden vanbijzonnen en andere haloverschijnselen in de contrails;van haloverschijnselen is namelijk bekend datze zich uitsluitend voordoen in ijskristallen. Toch vormenzich in de waterdamp die bij de verbranding inde motoren vrijkomt, eerst waterdruppeltjes. Datkomt doordat ijskristallen alleen direct uit waterdampkunnen ontstaan met behulp van zogeheten sublimatiekernenen die zijn vrij zeldzaam. Ook bij de vormingvan wolkendruppeltjes zijn kernen nodig, maardeze zogenoemde condensatiekernen zijn meestalOntstaanVliegtuigwolken boven het noordelijk deel van de Atlantische Oceaanbij Labrador, Newfoundland. Datum: 7 mei 1999. Satelliet:Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.94 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:49 Pagina 95overvloedig aanwezig: zelfs buiten de uitlaatgassenvan vliegtuigen bevat lucht gewoonlijk al zo’n honderdcondensatiekernen per kubieke centimeter diegeschikt zijn om druppelvorming op gang te brengen.Bovendien vraagt de directe overgang van waterdampnaar ijs om een hogere luchtvochtigheid dan de overgangvan waterdamp naar vloeibaar water, dus is dekeuze voor de atmosfeer niet zo moeilijk. De waterdruppeltjeskunnen ontstaan doordat de lucht in dewarme, vochthoudende uitstoot van de vliegtuigmotorenbij menging met de koude omgevingslucht tijdelijkoververzadigd raakt ten opzichte van waterdamp.De waterdruppeltjes bevriezen overigens snel; bijtemperaturen van min veertig of daaronder zijn daarvoorgeen vrieskernen meer nodig. Zolang er nogvloeibaar water in het condensatiespoor aanwezig is,groeien de ijskristallen aan ten koste van de overgeblevenwolkendruppeltjes. Boven ijs is de dampspanningnamelijk lager dan boven vloeibaar water; ijstrekt daardoor als het ware de waterdamp bij dewaterdruppeltjes naar zich toe. Na verloop van tijd iser in de vliegtuigwolk geen vloeibaar water meer over.Vliegtuigwolken met hun schaduwen boven het Bovenmeer en hetMichiganmeer en omgeving, 9 oktober 2000. Satelliet: Seastar.Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.Vliegtuigwolken boven Het Kanaal, 9 december 2003. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 20-06-2005 17:50 Pagina 96Vliegtuigwolken boven de Noordzee. De tinten van het zeewater rond Denemarken wijzen op algenbloei (zie hoofdstuk 17: Kleurrijk oceaanwater).Datum: 1 juni 2004. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.Spiraalvormigevliegtuigwolk bovende Duitse Bocht, 22mei 1998, 1236 UT.Opname van deAmerikaanse weersatellietNOAA 14.BeeldbewerkingDLR Institut für Physikder Atmosphäre,Oberpfaffenhofen,Duitsland.Het verschil in dampspanning boven water en bovenijs maakt ook dat ijskristallen kunnen overleven ingebieden waar waterdruppeltjes verdampen en waarhet dus, afgezien van de condensatiesporen van devliegtuigen, onbewolkt is. Vliegtuigwolken die zichlang handhaven, bevinden zich steeds in lucht dieoververzadigd is voor ijs, maar nog niet verzadigdvoor vloeibaar water. Als de lucht wel verzadigd zouzijn ten opzichte van vloeibaar water, zou er allangbewolking zijn. De voor de vorming van vliegtuigwolkenvereiste omstandigheden komen in de atmosfeerop vlieghoogte geregeld voor: naar schatting tien tottwintig procent van de tijd. De contrails treden vooralop in een zone direct voor het gebied van de hogerebewolking van een warmtefront. Daarnaast doen zezich voor aan de zuidzijde van de zogeheten straalstroomen zo nu en dan tevens in heldere lucht verweg van depressies.96 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:51 Pagina 9715. ScheepswolkenVliegtuigen zijn niet de enige veroorzakers van condensatiestrepen.Naast het vliegverkeer levert ook descheepvaart zijn ‘bijdrage’. Bij rustig weer aan de flankvan hogedrukgebieden boven de oceaan laten schepennamelijk af en toe wolkensporen achter. De sporenzijn langwerpig, waaieren enigszins uit, lijkensoms wat te zigzaggen en hebben daardoor wel watweg van rookpluimen. Ze lijken zich weinig aan tetrekken van de heersende windrichting. De scheepswolkenkunnen tot duizend kilometer lang worden envariëren in breedte van enkele kilometers, dicht bijhet schip, tot enkele tientallen kilometers op grotereafstand. De wolkenpluimen blijven enkele uren totenkele dagen in tact. Op satellietbeelden zijn ze geregeldte zien, waarmee zelfs schepen die zich onderbewolking proberen te verschuilen tegen spionagesatellieten,hun aanwezigheid verraden. Daar was deAmerikaanse marine natuurlijk niet zo blij mee; vandaardat ze reeds in de jaren zeventig van de vorigeeeuw onderzoek begon te verrichtten of te financierennaar het optreden van dit verschijnsel. De weersomstandighedenwaaronder scheepswolken ontstaan,konden zo verder worden vastgelegd. Naast de reedsgenoemde nabijheid van een hogedrukgebied en dezwakke tot matige wind bleek een hoge luchtvochtigheidvereist van negentig procent of meer. Het zeewateris dan meestal net iets warmer dan de lucht erboven.Vaak is het enigszins mistig of zit er een dunnelaag bewolking – in het meteorologisch jargon stratusScheepswolken boven de Noordzee, 30 maart 2004. Bron:NOAA/Institut für Meteorologie, Freie Universität, Berlijn.of stratocumulus – op geringe hoogte. Soms valt er uitde stratocumulus wat lichte motregen. In gevallenwaarin het temperatuurverloop met de hoogte konworden vastgesteld, bleek er een dunne, onstabiele envochtige luchtlaag boven de oceaan aanwezig: dezogenoemde maritieme grenslaag. Aan de bovenzijdedaarvan blijft de temperatuur constant of neemt zezelfs iets toe, een zogeheten inversie. Deze inversiewordt veroorzaakt door dalende luchtbewegingen diekenmerkend zijn voor hogedrukgebieden en heetdaarom ook wel subsidentie-inversie. Eventuele stratus-of stratocumulusbewolking bevindt zich neta b c dna 5 min. na 1 uur na 2 uur na 4-16 uurDe vorming van scheepswolken in zijaanzicht (boven) en achteraanzicht(onder):a. De verbrandingsgassen van scheepsmotoren zijn warmer dan deomringende lucht en stijgen langzaam op naar de bovenkant vande maritieme grenslaag.b. De verbrandingsproducten van de scheepsmotoren bevattenonder andere zwaveldioxide, dat hygroscopische sulfaatdeeltjeskan vormen. De sulfaatdeeltjes fungeren als werkzame condensatiekernen.Het aantal druppeltjes in de wolk neemt daardoor toeen de wolk gaat meer zonlicht terugkaatsen.c. Verdere uitbreiding en uitdunning van het wolkenspoor naarboven toe wordt tegengegaan door de subsidentie-inversie, die alseen deksel op de maritieme grenslaag ligt. Soms ontstaan aanbeide zijden van het wolkenspoor neerwaartse bewegingen die deeventueel aanwezige bewolking naast de scheepswolken doenverdwijnen.d. Als het proces van wolkenvorming enige tijd heeft geduurd, ishet schip zo ver weg dat geen nieuwe uitlaatgassen de wolk nogkunnen bereiken. Het wolkenspoor dijt uit en wordt breder dan eenjonger gedeelte van dezelfde scheepswolk.➤➤SCHEEPSWOLKEN 97

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:51 Pagina 98

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 16:25 Pagina 99Scheepswolken boven de Golf van Biskaje en de AtlantischeOceaan; 27 januari 2003. Rechts is de Franse westkust in beeld,rechtsonder de Spaanse noordkust. Satelliet: Aqua. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 16:25 Pagina 100Scheepswolken boven deStille Oceaan, 29 april 2002.Satelliet: Terra. Bron:NASA/GSFC MODIS LandRapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:52 Pagina 101onder de inversie en datzelfde geldt voor de scheepswolken,indien die zich vormen.WolkenfysicaHet optreden van wolkensporen achter schepen herinnertons eraan dat er bij een verklaring van wolkenvormingmeer komt kijken dan condensatie vanwaterdamp in tijdens al dan niet gedwongen opstijgingafgekoelde lucht. De waterdamp is afkomstig vanhet aardoppervlak; de zon levert de benodigde verdampingswarmteen klaar is Kees. Als dit het hele verhaalwas, zouden de schepen geen invloed hebben opdetails van de bewolking die bij aanwezigheid van dewolkensporen zichtbaar is. Dat dit in werkelijkheidwel het geval is, komt doordat in de atmosfeer het procesvan wolkenvorming op gang wordt gebracht doorcondensatiekernen, zo leert ons de wolkenfysica. Wolkenfysicais het onderdeel van de meteorologie datgaat over de vorming en het oplossen van bewolking.Condensatiekernen zijn microscopisch kleine,onzichtbare, maar overvloedig aanwezige deeltjes inde lucht. De meeste condensatiekernen zijn vannatuurlijke oorsprong; daarnaast is een deel afkomstigvan menselijke activiteit, met name verbrandingvan fossiele brandstoffen of biomassa. Zonder condensatiekernenzou het op aarde steeds onbewolktzijn en zou de lucht waarin we leven altijd vettig envochtig zijn; satellietfoto’s zouden een oeverloze herhalingvormen van wat we al kennen van de Bosatlas.De eigenschappen van de kleine deeltjes in de luchtlopen uiteen; vooral als ze makkelijk oplossen inwater, blijken ze een grote aantrekkingskracht voorwaterdamp te bezitten en een sterke stimulans te vormenvoor het ontstaan van wolken. Deeltjes met dezeeigenschap noemt men hygroscopisch. De rook vanschepen bevat zwaveldioxide, dat hygroscopische sulfaatdeeltjeskan vormen. In de rookpluim is het aantaldeeltjes dat voor druppelvorming beschikbaar is, veelgroter dan daarbuiten. Dit geldt des te sterker voor delucht waarin de scheepswolken zich gewoonlijk vormen;deze blijkt namelijk van zichzelf relatief schoonte zijn en weinig werkzame condensatiekernen tebevatten. Daarom zien we de scheepswolken ookalleen op de oceanen. Boven de Middellandse Zee ofde Oostzee zijn ze nooit waargenomen omdat delucht er altijd over land komt aanwaaien en daardoorniet zuiver genoeg is. Boven de Noordzee doen dewolkensporen van schepen zich wel eens voor. Bijnoordwestenwinden kan de zuivere oceaanluchtnamelijk ook over de Noordzee uitstromen.Het beschikbare vocht verdeelt zich in de rookpluimvan schepen over veel meer condensatiekernen dandaarbuiten. Wolken met veel kleine druppeltjes reflecterenopvallend zonlicht sterker dan andere wolkenmet evenveel water erin, maar verdeeld over een kleineraantal grotere druppels. Op deze manier waren dewitte pluimen op de satellietfoto’s verklaard. Meteorologenkunnen de gebieden aangeven waar zichgemakkelijk scheepswolken vormen en militairenkunnen er bij hun manoeuvres rekening mee houden.OpenluchtlaboratoriumOok al leek het verschijnsel nu volledig verklaard, tochbleven onderzoekers geïnteresseerd in de scheepswolken.Na de militaire invalshoek van de jarenzeventig van de vorige eeuw, werd in de decenniadaarna het onderzoek naar klimaat en klimaatveranderingende drijfveer. Men vermoedt dat bewolkingbij die klimaatveranderingen een belangrijke rolspeelt; daarom wilde men meer te weten komen overde processen die met wolkenvorming gemoeid zijn.Ook de invloed van menselijke activiteit op het gedragvan bewolking moet daarbij in kaart worden gebracht.Scheepswolken vormen in dat kader een dankbaarstudieobject; bovendien zijn de omstandigheden omdat onderzoek uit te voeren in de regio’s waar descheepswolken optreden, ideaal. Over het algemeenkomt daar namelijk weinig turbulentie of convectievoor, wat erop neerkomt dat de atmosfeer er rustigeris dan boven land.Daarnaast vormt de subsidentie-inversie aan debovenzijde van de maritieme grenslaag als het wareeen deksel op die laag die voorkomt dat de te onderzoekenstoffen te sterk verdunnen. Zoals gezegd ontstaanscheepswolken uit een bron van verontreinigingin relatief schone lucht; aan die verontreiniging kandaardoor makkelijk gemeten worden.Vergelijk dit met de situatie boven land, waar zoveeluiteenlopende verontreinigingsbronnen zijn die vanuitverschillende locaties stoffen in de dampkringbrengen, dat je het overzicht snel kwijt bent. Bovendienis de uitwisseling met hoger gelegen luchtlagenboven land over het algemeen veel intensiever, zodatde te meten stoffen sterker verdund raken en moeilijkermeetbaar zijn. We zagen reeds dat de scheepswolkenzich enkele uren tot enkele dagen kunnen handhaven;dat is lang genoeg om de onderzoekers,meestal wolkenfysici, rustig hun werk te laten doen.Kortom, de gebieden waarin zich wolkensporen vanschepen bevinden, vormden een ideaal openluchtlaboratoriumvoor wolkenfysici, die daar dan ookdankbaar gebruik van maakten. De werkvoorbereidingvond thuis of op een instituut plaats aan dehand van satellietfoto’s; voor het eigenlijke meetwerkSCHEEPSWOLKEN 101

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:52 Pagina 102moest men met meetvliegtuigen naar het openluchtlab.Dat leverde onder meer de volgende onderzoeksresultatenop: in de scheepswolken bleek het aantalwaterdruppeltjes per kubieke centimeter het dubbelevan wat daarbuiten werd gemeten. De diameter vande druppeltjes was zes procent kleiner, veelal te kleinom nog motregen te kunnen opleveren. De hoeveelheidwolkenwater per kubieke meter bleek verdubbeld!Vooral dat laatste was totaal onverwacht; voor deverklaring van scheepswolken zoals die hierbovenwerd gegeven, was een toename van de waterinhoudRook van branden in Oregan en Californië is weggedreven naar de Stille Oceaan en steekt geelbruin af tegen de overige bewolking. Ten noordenen ten westen van de rookpluim zijn scheepswolken te zien. Ten zuiden van de rook ligt de tropische cycloon Elida. Datum: 29 juli 2002.Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.102 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:53 Pagina 103Scheepswolken voor de oostkust van de verenigde Staten. Datum: 11 mei 2005. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land RapidResponse Team.namelijk niet noodzakelijk. Het reflecterend vermogenvan de scheepswolken wordt door dit effect extraopgevoerd. Satellietdata lieten zien dat de scheepswolkendertien procent helderder zijn dan de omringendebewolking.Gevolgen voor klimaatveranderingDe onderzoeksresultaten zijn belangrijk voor de studievan klimaatverandering. Kennelijk bevordert deuitstoot van zwaveldioxide (SO 2 ), dat naast koolstofdioxide(CO 2 ) vrijkomt bij de verbranding van fossielebrandstoffen, de wolkenvorming. Tevens verhoogt hetde reflectiviteit van bewolking en onderdrukt het deneerslag. Zonlicht dat door wolken wordt teruggekaatst,bereikt het aardoppervlak niet meer en kanook niet worden vastgehouden door het broeikaseffect.Mogelijk verklaart deze gang van zaken dat detemperatuurstijging op het zuidelijk halfrond, waarminder menselijke activiteit plaatsvindt en waar minderbiomassa wordt verbrand, groter is dan op hetnoordelijk halfrond.Dit betekent overigens niet dat we de opwarming vande aarde kunnen tegengaan door meer fossiele brandstoffente gebruiken. Het CO 2 verblijft jaren in deatmosfeer en verspreidt zich over de hele aardbol. Desulfaatdeeltjes vallen langzaam naar beneden of regenenuit, verblijven daardoor korter in de dampkringen steken vrijwel nooit de evenaar over. De opwarmingdoor CO 2 is dus mondiaal terwijl de temperingvan de aanwarming door SO 2 en daarvan afgeleidestoffen slechts regionaal plaatsvindt.SCHEEPSWOLKEN 103

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:53 Pagina 10416. Weerspiegelingen van zonlichtGeregeld tonen satellietbeelden weerspiegelingenvan zonlicht op het aardoppervlak en dan met namein het water van zeeën en oceanen. In de zones metzonneglinstering komen soms zaken naar voren, dieonder normale omstandigheden aan het oog ontsnappenof onzichtbaar zijn.Spiegelgladde zeeDe weerspiegelingen van zonlicht op satellietbeeldenmanifesteren zich als heldere, zilverwitte plekken ofbanen tegen een donkere achtergrond. Deze achtergrondis boven zeeën en oceanen donker doordatwater slechts ongeveer 10 procent van het opvallendezonlicht terugkaatst; dat resulteert in een donkerblauwe,haast zwarte tint (zie ook hoofdstuk 17, Kleurrijkoceaanwater). Heldere plekken ontstaan alleen alsaan de voorwaarde is voldaan dat satelliet en zon dejuiste positie hebben – ten opzichte van zowel hetwateroppervlak als van elkaar – om de zonnestralenzo van richting te veranderen dat ze de satelliet kunnenbereiken.Een volkomen gladde zee fungeert als een perfectespiegel; in dat geval beslaan de reflecties van het zonlichtop satellietbeelden een langgerekt, ovaal gebieden zijn ze uitzonderlijk helder. Ook in rustig oppervlaktewatertreden identieke, felle weerkaatsingen op.De langgerekte lichtvlek heeft eenzelfde oriëntatie alsde baan van de overkomende satelliet (foto onder enop pag. 106-107).Golvend wateroppervlakMeestal is het wateroppervlak gerimpeld, wat er in depraktijk op neerkomt dat er niet één aaneengeslotenspiegelend oppervlak is, maar dat in een brederestrook op het zeeoppervlak van elke golf een deel dejuiste stand kan hebben om reflecties in de richtingvan de satelliet mogelijk te maken. Binnen het ovalegebied waar bij windstil weer een felle reflectie op zoutreden, resulteert dit in een afname van de intensiteitvan het weerkaatste zonlicht, al kan de weerspiegelingdaar nog steeds erg fel zijn. Buiten het weerkaatsingsgebied-bij-spiegelgladde-zeebevinden zich nu echtereveneens golven die maken dat een deel van hetwateroppervlak de juiste oriëntatie heeft om reflectiesop het satellietbeeld te veroorzaken. Overigens moethet wel rustig weer zijn; als het zeeoppervlak te ruw is,blijven duidelijk zichtbare weerspiegelingen uit.Uiteindelijk toont het satellietbeeld daardoor bij rustig,maar niet geheel windstil weer een minder felle,maar bredere witte band: de zone met zonneglinstering.Valt de wind helemaal weg, dan verdwijnt deweerspiegeling en resteert er een donkere band in eenoverigens zilverwit gebied (foto rechter pagina). Dergelijkeomstandigheden komen voor in centra vanhogedrukgebieden, die door dit effect gelokaliseerdkunnen worden.Luwte van eilandenZonneglinstering boven Nederland, de Waddenzee en de Noordzee.De weerspiegelingen in de oppervlaktewateren van Frieslanden Noordwest-Overijssel tonen een langgerekt patroon. BovenPolen zijn wolkenstraten (zie hoofdstuk 6, Wolkenstraten) engesloten cellen (zie hoofdstuk 7, Celvormige bewolkingspatronen)te zien. Datum: 13 juli 2003. Satelliet: NOAA. Beeldbewerking DLRInstitut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland.Zonneglinstering maakt niet alleen hogedrukkernenzichtbaar. Ook verschillen in windsnelheid, ondieptenin zee en golfverschijnselen in de oceaan verradenhun aanwezigheid in zones met zonneglinstering. Heteffect van verschillen in windsnelheid is geregeld tezien achter vulkanische eilanden in de oceaan. Insommige gevallen is het relatief beschutte gebied achterhet eiland donker van tint (foto pag. 108). Dan is erte weinig golfslag en zijn er geen geschikte golfhellingenom nog reflecties te krijgen van zonlicht naar desatelliet. In andere gevallen is het zeegebied achterdezelfde eilanden juist lichter (foto’s pag. 109 en 110).104 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:53 Pagina 105De tropische cycloon Frances bij de Bovenwindse Eilanden, 30 augustus2004. Over het satellietbeeld loopt een zilverwitte band met zonneglinstering.Midden onder in die band bevindt zich een gebied waar deoceaan vrijwel spiegelvlak is. Dat levert enerzijds in het midden van deband een helderder reflectie op, maar veroorzaakt naast die markanteweerspiegeling een donker gebied zonder reflecties. Hoofdstuk 3 geeftmeer informatie over tropische cyclonen. Satelliet: Aqua. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:54 Pagina 106

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:54 Pagina 107Satellietbeeld met onder andere weerspiegeling van zonlichtboven de Stille Oceaan (rechts). Het beeld is samengestelduit gegevens van de satellieten Terra en Aqua. De satellietenvolgen verschillende banen en komen onder een andere hoekover. Daardoor hebben ook de zones met zonneglinsteringverschillende oriëntaties. In Australië woeden bosbranden.De rook ervan waait tot op duizenden kilometers van debrandhaarden over de oceaan uit. Hoofdstuk 13 bevat meerinformatie over bosbranden. Datum: 19 januari 2003. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:54 Pagina 108Patroon met zonneglinstering bij noordoostenwind achter de Kaapverdische Eilanden. De eilanden lijken een donker spoor te trekken door deAtlantische Oceaan. De lichte tint van de rechterhelft van het satellietbeeld wordt veroorzaakt door Saharazand, dat vanaf het Afrikaanse vastelandonderweg is naar de eilandengroep (zie verder hoofdstuk 11, Stofstormen). Datum: 4 februari 2004. Satelliet Terra. Bron: NASA/GSFCMODIS Land Rapid Response Team.Inwendige golvenN▲0 25 kmlichter water▲VlissingenZeebruggezwaarder watergolftop vaninwendige golfOostendeNieuwpoortBruggeBELGIËInwendige golven doen zich voor onder het wateroppervlak aanhet grensvlak tussen lagen met verschillende dichtheden. Dedichtheidsverschillen kunnen samenhangen met verschillen intemperatuur of in zoutgehalte.Patroon van banken en ondiepten voor de kust van Zeeland enVlaanderen.108 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:55 Pagina 109De oostelijk gelegen eilanden van de Hawaï-groep liggen in een zilveren band met zonnespiegelingen. Het wateroppervlak is niet overal in hetgebied even rustig of onrustig, zodat sommige gebieden meer zonlicht reflecteren dan andere. De twee meest zuidoostelijk gelegen eilandenvan de groep zijn Hawaï of ‘Big Island’ en Maui. De zuidwestkant van de eilanden is tevens de lijzijde; het water is er rustiger en de zilvertintis helderder. Merk op dat aan de noordoostkant van de eilanden, de loefzijde, de meeste plantengroei optreedt; daar wordt de aangevoerdelucht gedwongen op te stijgen tegen de vulkaanhellingen en valt de meeste regen. Datum: 27 mei 2003. Satelliet Terra. Bron: NASA/GSFCMODIS Land Rapid Response Team.De zee buiten het beschutte gebied is dan te ruw omals spiegel te kunnen optreden; in de luwte van deeilanden lukt dat wel.Inwendige oceaangolvenInwendige oceaangolven treden niet op aan hetwateroppervlak, maar aan een grensvlak onder watertussen lagen met verschillende dichtheden (tekeningpag. 108 linksonder). De dichtheidsverschillen kunnensamenhangen met verschillen in temperatuur ofin zoutgehalte. Gewone oppervlaktegolven krijg je alsje een steen in het water gooit of als het gaat waaien.Bij inwendige golven wordt de verstoring meestal veroorzaaktdoor het getij. De waterbeweging is in situatiesmet inwendige golven het grootst aan het grensvlakwaarlangs de golven zich voortplanten en neemtzowel naar boven als naar onderen af. In eerste benaderingveroorzaken de inwendige golven daardoorgeen op- en neergaande bewegingen van het wateraan het oppervlak. Wel treden er in horizontale richtingstromingen op langs het oppervlak; in wisselwerkingmet de oppervlaktegolven veroorzaken dezestromingen verschillen in de ruwheid van de zee. Alsde golven zich voordoen in een gebied waar toevallignet weerspiegelingen van zonlicht optreden in hetzeeoppervlak, zijn deze ruwheidsverschillen zichtbaar.In sommige gebieden heeft de zee op het satellietbeelddan een grijze tint; dat is het geval op plaatsenwaar de zee ruwer is door de wisselwerking van dedoor inwendige golven in gang gezette stromingenaan het wateroppervlak en de oppervlaktegolven zelf.Boven rustiger, maar niet spiegelglad water is de tintlichter.WEERSPIEGELINGEN VAN ZONLICHT 109

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:55 Pagina 110Patroon met zonneglinstering bij noordoostenwind achter deKaapverdische Eilanden in de Atlantische Oceaan ten westenvan de Afrikaanse kust. De eilanden trekken een zilverwit spoordoor de oceaan. Datum: 7 maart 2003. Satelliet Aqua. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.110 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:55 Pagina 111Inwendige golven in de Rode Zee tussen Egypte en Saoedië-Arabië. Verschillen in de ruwheid van het zeeoppervlak veroorzaken verschillen inde mate waarin zonlicht wordt weerspiegeld; daardoor zijn de inwendige golven zichtbaar geworden. Satelliet: Terra. Datum: 26 juli 2003,ochtendbaan. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.TsoenamiSommige aardbevingen onder de zeebodem brengende oceaan erboven in beweging. De golven die daarbijontstaan, heten tsoenami’s. Op zee worden de golvennauwelijks opgemerkt, maar in ondiep water neemtde golfhoogte snel toe. Langs de kust vervormen ze toteen muur van water, die in incidentele gevallen veelschade veroorzaakt en talrijke slachtoffers eist. Datwas bijvoorbeeld het geval in de Indische Oceaan op26 december 2004.Het rimpelpatroon op de foto van pag. 113 voor dekust van Sri Lanka markeert ongeveer de rand van hetcontinentale plat en wordt veroorzaakt door wisselwerkingtussen diepe golven en de bodem van de oceaan,vermoedelijk teruggekaatste golven van de tsoenami.De rimpels zijn zichtbaar doordat ze zichvoordoen in een gebied met zonneglinstering.Nederland en omgeving, 10 augustus 2003. In de zone met zonneglinsteringboven de Noordzee zijn voor de Zeeuwse kust ondieptenzichtbaar. In het Westland lichten broeikassen op. Satelliet:NOAA, middagbaan. Beeldbewerking DLR Institut für Physik derAtmosphäre, Oberpfaffenhofen, Duitsland.WEERSPIEGELINGEN VAN ZONLICHT 111

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:55 Pagina 112Inwendige golven in het overgangsgebied tussen de Golf van Oman en de Indische Oceaan, zichtbaar gemaakt door zonneglinstering. Linksonderde noordoostpunt van Somalië; de eilanden horen bij Jemen. Datum: 27 augustus 2003. Satelliet: Aqua, middagbaan. Bron: NASA/GSFCMODIS Land Rapid Response Team.ZandbankenHet kleine satellietbeeld op pag. 111 onderaan toonteen golfpatroon voor de Zeeuwse kust dat veel wegheeft van een patroon met inwendige oceaangolven.Toch zijn dergelijke golven in dit geval niet de verklaringvoor het patroon; het wordt hier veroorzaakt doorbanken en ondiepten voor de kust. Inwendige golvenkomen in de Noordzee niet voor. Bovendien tonen deoriëntaties van het patroon op het satellietbeeld en datvan de zandbanken een grote overeenkomst (vergelijkde tekening op pag. 108 rechtsonder). Kennelijk beïnvloedende ondiepten de golfhellingen die ter plekkeoptreden. Ondiepten brengen soms een ‘gladheid’ van112 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 16:37 Pagina 113het wateroppervlak teweeg, die het bijvoorbeeld ervarenvissers mogelijk maakt de banken op zee te herkennen.Het effect treedt enorm versterkt op bij rustigweer. Golfmetingen uit het gebied voor de Zeeuwse enHollandse kust laten zien dat er op 10 augustus 2003,de dag waarop het satellietbeeld betrekking heeft,inderdaad sprake was van rustig weer. De golven –voorzover nog aanwezig – van de gladde zee boven dezandbanken, hebben een onvoldoende helling omnog zonlicht naar de satelliet te kunnen weerkaatsen.De ondiepten hebben daardoor een tint die donkerafsteekt tegen de omgeving, waar wél reflecties vandaankomen. Zo blijken niet alleen inwendige golvenen golven van een tsoenami, maar ook met ondieptensamenhangende verschijnselen aan het zeeoppervlakonder ‘sunglintcondities’ met het blote oog zichtbaar.Uitstroom rivieren en broeikaseffectDe Zeeuwse en Vlaamse zandbanken zijn niet de enigeveroorzakers van effecten in het patroon van zonneglinsteringop de foto van pag. 111 rechtsonder. De uitstroomvan rivieren lijkt ook invloed te hebben op deruwheid van het zeeoppervlak en daarmee op de totalehelderheid van de reflecties van zonlicht. We zienbeïnvloeding van de zonneglinstering bij de uitstroomvan de Nieuwe Waterweg, de Schelde en in minderemate de Thames. De uitstroom van de Nieuwe Waterwegis aan de noordzijde vrij schep begrensd. Linksbovenbevindt zich een mistveld dat de zonneglinsteringaan het oog onttrekt.Dezelfde foto toont nog een ander interessant detail.Boven Zuid-Holland, en dan vooral in het Westland,zijn enkele markante witte vlekken zichtbaar. Ongetwijfeldgaat het hier weer om weerspiegelingen vanzonlicht, ditmaal in daar overvloedig aanwezige tuinbouwkassen.Evenals delen van golven op een wateroppervlakde juiste helling kunnen hebben om zonlichtte weerkaatsen naar de satellietsensor, kan dathet geval zijn bij de glazen daken van broeikassen. Wekunnen dan ook spreken van een broeikaseffect opsatellietbeelden.Golven en tsoenamischade bij de zuidwestkust van Sri Lanka. Degolven hangen samen met de tsoenami en zijn zichtbaar door zonneglinstering.De bruine tinten van het zeewater bij de kust, veroorzaaktdoor sediment, puin en wrakstukken, wijzen erop dat ookde westkant van het eiland tsoenamischade opliep, zij het minderdan de oostkant. Golven van tsoenami’s buigen namelijk om eilandenheen, zodat ook de van een aardbeving af gerichte kustengevaar lopen. Datum: 26 december 2004. Satelliet: Terra. Bron:NASA/GSFC/LaRC/JPL, MISR Team.WEERSPIEGELINGEN VAN ZONLICHT 113

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 16:38 Pagina 11417. Kleurrijk oceaanwaterHet aardoppervlak bestaat voor tweederde uit water.Geen wonder dat de kunstmanen die in een baan omde aarde zijn gebracht om haar onafgebroken te kunnenbestuderen, een veelheid van beelden genererenvan zeeën en oceanen. De satellietfoto’s tonen eenminder eenzijdig beeld van al die grote wateroppervlakkendan je in eerste instantie wellicht zou verwachten.Dat komt doordat er in de oceaan, van allesaan de hand is. Bijgaande figuren geven een indrukvan wat er zo al te zien is.Als zonlicht invalt op het oceaanoppervlak, tredenverscheidene effecten op die bekend zijn uit de optica.De belangrijkste daarvan zijn terugkaatsing, verstrooiingen absorptie. De terugkaatsing van zonlichtis gewoonlijk een weinig efficiënt proces, zodat ermaar weinig licht van de oceaan de sensor van eensatelliet kan bereiken. Absorptie verwijdert selectiefbepaalde kleuren uit het licht, terwijl andere kleurenjuist worden doorgelaten. Bij de verstrooiing zijnvooral deeltjes betrokken die in het water rondzweven,bijvoorbeeld aangevoerd door rivieren; deabsorptie wordt vooral veroorzaakt door het chlorofylvan eventueel aanwezig fytoplankton. Het resultaatvan de interactie tussen de verschillende optischeprocessen is wisselend, en daarmee ook de tint en dekleur van de oceaan zelf. Doorgaans heeft helder oceaanwaterop satellietbeelden een diepblauwe tint; hetmeeste licht dat vanuit de oceaan door watermoleculenwordt teruggestrooid is namelijk blauw van kleur.De blauwe kleur is onder meer duidelijk te zien op deMiddellandse Zee in de foto hieronder. De diepblauwetinten doen zich vooral voor in diep water; bovenondiepe banken kan de zee in helder water veel lichtereblauwtinten vertonen (zie de foto op pag. 116-117).Oceaanwater kan echter meer bevatten dan alleenmaar water. Soms aanwezig zand en slib doet het oceaanoppervlakhet van tint veranderen. Dat gebeurt inde buurt van de kust, waar rivieren in zee uitkomen enAlgenbloei in de Zwarte Zee;de Middellandse Zee heeftzijn normale kleur. Datum: 13juni 2000. Satelliet: Seastar.Bron: NASA/GSFC SeaWiFSProject.114 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:56 Pagina 115Door Myanmar (Birma) stromenderivieren voeren zand enslib naar de Indische Oceaan.Datum: 4 december 2002.Satelliet: Terra. Bron:NASA/GSFC MODIS LandRapid Response Team.

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:56 Pagina 116Het water van de Caribische Zee en de AtlantischeOceaan is over het algemeen diepblauw. Bovenondiepe banken is de tint in uiterst helder water,zoals op dit satellietbeeld van Florida, Cuba en deBahama’s, aanzienlijk lichter van tint. De bankenmaken deel uit van het continentale plat en liepenonder na het smelten van de ijskap na de laatsteijstijd. Datum: 24 januari 2004. Satelliet: Terra.Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid ResponseTeam.

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:57 Pagina 117

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:57 Pagina 118Algenbloei in de Barentszee ten noorden van Noorwegen. Datum: 19 juli 2003. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid ResponseTeam..waar het ondiepe water door getijwerking en stormenzo sterk in beroering wordt gebracht dat ‘wolken’zand- en slibdeeltjes van de bodem omhoogkomenen het wateroppervlak een bruinige tint doen aannemen.Dat is bijvoorbeeld te zien op pag. 115, waardoor Myanmar (Birma) stromende rivieren sedimentafvoeren naar de Indische Oceaan.FytoplanktonEen andere, veel belangrijker oorzaak van afwijkendekleuren van het oceaanoppervlak vormt fytoplankton.Fytoplankton is een verzamelnaam voor microscopischkleine, eencellige planten in de oceaan. Hetkomt er in grote hoeveelheden in voor en vormt debasis van de voedselketen. Het dient als voedsel voorkleine visjes, maar ook voor sommige soorten walvissen.Grotere vissen eten de kleintjes en worden ophun beurt door vogels gegeten of komen terecht in denetten van vissers om vervolgens door de mens teworden verorberd.Om te groeien heeft fytoplankton zonlicht, water envoedingsstoffen nodig. Het water vormt in de oceaanuiteraard geen probleem. Doordat het meeste zonlichtbeschikbaar is aan het oceaanoppervlak, komtfytoplankton daar het vaakst voor. Net als bomen,planten en struiken op het vasteland, bevat fytoplanktonde kleurstof chlorofyl die verantwoordelijk is vooreen groene kleur. Chlorofyl wordt gebruikt voor dezogeheten fotosynthese, waarbij zonlicht benut kanworden als energiebron voor de plant. Deze energie isnodig om uit water en koolstofdioxide (CO 2 ) koolwaterstoffente verkrijgen die dienen als bouwstenenvoor groei. Naast water en CO 2 , beide in ruime matevoorradig, zijn er echter ook nog andere voedingstoffennodig om te overleven, zoals ijzer. Deze extra voedingsstoffenzijn vooral te vinden in gebieden metkoud oceaanwater, waar voedselrijk oceaanwater uitde diepte omhoogkomt in een proces dat ‘opwelling’wordt genoemd. Ook dragen rivieren niet alleenwater, maar ook voedingsstoffen naar de zee. Grotehoeveelheden fytoplankton worden dan ook vooral118 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:57 Pagina 119Zwavelpluim voor de kust van Namibië. Datum: 9 januari 2003. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.KLEURRIJK OCEAANWATER 119

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 16:42 Pagina 120aangetroffen in gebieden met opwelling en in debuurt van de kust, waar rivieren in zee uitkomen.Opwelling treedt onder andere op bij Afrika voor dekust van Namibië en bij Zuid-Amerika voor de kustvan Peru. Als het oppervlaktewater voor de kust vanPeru warmer is dan normaal, wordt de opwellingtegengewerkt en verdwijnt het fytoplankton, evenalsde vissen en de zoogdieren die ervan afhankelijk zijnvoor hun voeding. Dergelijke perioden staan bekendals El Niño.Ook al zijn afzonderlijke organismen microscopischklein, toch kan het fytoplankton tijdens algenbloeiimmens gedijen en de kleur van het oceaanoppervlakzo sterk beïnvloeden dat het vanuit de ruimte kanworden waargenomen. Door de aanwezigheid vanchlorofyl gaat het, afhankelijk van de fytoplanktonsoort,om groene of blauwgroene tinten. Het tintverschilwordt duidelijk door vergelijking van de waterkleurvan de Middellandse Zee (blauw, weinig of geenfytoplankton) en de Zwarte Zee (algenbloei) op pag.114. Fytoplankton leeft ongeveer twee dagen; daarnasterft het af en zinkt het naar de bodem. Daar wordende restanten afgebroken door bacteriën.ZwavelAlgenbloei op de Noordzee tussen Nederland en Engeland. BovenNoord-Duitsland, Nederland, België, Noord-Frankrijk, Engeland enWales zijn wolkenstraten zichtbaar (zie hoofdstuk 6, Wolkenstraten).Rechtsonder is een wolkenpatroon met gesloten cellen (ziehoofdstuk 7, Celvormige bewolkingspatronen). De bewolkingboven Ierland toont een ribbelpatroon (zie hoofdstuk 10, Wasbordpatroonin bewolking achter bergen en eilanden).Satelliet: Seastar. Bron: NASA/GSFC SeaWiFS Project.Een gebied waar van tijd tot tijd door opwelling veelvoedingstoffen aan het wateroppervlak komen,bevindt zich op de zuidelijke Atlantische Oceaan voorde kust van Namibië. Daar komt algenbloei dan ookgeregeld voor. Soms treden echter afwijkende kleurenop; vergelijk bijvoorbeeld het melkachtig groen van defoto op pag. 119 met de tinten van de algenbloei in deBarentszee (foto pag. 118) en de Zwarte Zee (foto oppag. 114). Dergelijke melkgroene tinten ontstaan als debacteriën die zich ophouden bij de bodem en normaliterde restanten van het fytoplankton afbreken, allezuurstof verbruikt hebben. De afbraak van de fytoplanktonrestenwordt dan overgenomen door eenandere bacteriesoort. Deze bacteriën maken bij hetafbraakproces gebruik van een vorm van zwavel enhebben als bijproduct zwavelwaterstofgas (H 2 S). Aanvankelijkhoudt het sediment op de bodem het gas nogvast. Als de opslagcapaciteit echter is uitgeput, ontsnapthet gas uit de zeebodem en stijgt op naar hetwateroppervlak. Wanneer het gas in de bovenste lagenvan de oceaan in een zuurstofrijkere omgeving terechtkomt,wordt het deels omgezet in zwavel. De zwavel isgeelwit van tint en veroorzaakt de melkgroene kleur opde foto van pag. 119. Naarmate het proces langer voortduurt,wordt de kleur groener, een combinatie van hetgeel van het zwavel en het blauw van het water.De locale bevolking langs de kust van Namibië isgewend aan de incidentele rotte-eierenlucht van zwavelwaterstofgas,al blijft het gas giftig en de geuronaangenaam. De dieren en organismen die de zeebodembevolken hebben echter een grote hekel aande zuurstofarme omgeving met het stinkende en giftigeH 2 S. De kreeften in dat gebied maken dat ze wegkomenen trekken soms massaal het strand op, waar zedoor de plaatselijke bevolking gemakkelijk ‘geraapt’kunnen worden. De tegelijkertijd optredende vissterftemaakt het foerageren voor de zeemeeuwen zeereenvoudig.120 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:57 Pagina 12118. TemperatuurbeeldenDe meeste afbeeldingen in dit boek zijn zichtbaarlichtbeelden,gebaseerd op metingen van instrumentenop satellieten. Ze tonen een momentopname vanhet aardoppervlak en eventuele bewolking daarboven.Mogelijk wordt daarmee de suggestie gewekt datsatellieten slechts ordinaire, zij het kwalitatief hoogwaardige,fototoestellen in de ruimte zijn. Ze blijkenechter tot veel meer in staat en hebben meer takendan alleen foto’s maken. Daartoe bevinden zich aanboord van de satellieten verschillende instrumentendie ons in staat stellen de aarde op allerlei manieren tebekijken. Zo vormen bijvoorbeeld infraroodbeeldeneen zeer gangbaar product van weersatellieten. Dezebeelden tonen de temperatuur van het landoppervlak(foto’s pag. 123 boven en pag. 125) en het zeewater(pag. 126 boven) op het moment van overkomst vande satelliet. Infraroodbeelden kunnen ook in de nachtworden gemaakt. Door alle temperatuurgegevensover een periode van dagen, maanden of jaren te verzamelenen te middelen, ontstaan kaarten met bijvoorbeeldgemiddelde zeewatertemperatuur (pag.123 onder). Ook kunnen temperaturen van verschillendejaren worden vergeleken, zoals is gedaan bij hetbeeld hieronder.Temperatuurafwijkingen °CHittegolf in Frankrijk: verschil in gemiddelde maandtemperatuur van het aardoppervlak in juli 2003 en juli 2001. Satelliet: Terra. Bron:NASA/Earth Observatory/ MODIS Land Science Team.TEMPERATUURBEELDEN 121

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:57 Pagina 122Dikke laag zand en stof boven het zuiden van Afghanistan en het noorden van Pakistan, 14 juni 2004. Het zand stroomt rond de Chagai Hills,de donkere plek in het midden. Aan de zuidzijde voorkomt de Siahan Mountain Range in Pakistan dat het stof verder oprukt. Meer informatieover stofstormen is te vinden in hoofdstuk 11, Stofstormen. Zichtbaarlichtbeeld in ware kleuren. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODISLand Rapid Response Team.MODIS, SeaWiFS en AVHRRHet leeuwendeel van de gedetailleerde satellietbeeldenin dit boek is afkomstig van een instrument datwordt aangeduid als MODIS. Het acroniem staat voorModerate Resolution Imaging Spectroradiometer.MODIS is het belangrijkste instrument op de Terra ende Aqua, twee geavanceerde satellieten van het EarthObservation Program. Ook de beelden van de voorlopervan de MODIS, de Sea-viewing Wide Field-of-viewSensor (SeaWiFS) op de satelliet Seastar, tonen veeldetail en niet alleen op zee, zoals de naam van hetinstrument ten onrechte doet vermoeden. Daarnaastzijn er beelden geplaatst van de Advanced High ResolutionRadiometers (AVHRR) op de operationeleNOAA-weersatellieten.De satellietbeelden van MODIS en SeaWiFS onderscheidenzich op verscheidene punten van de klassiekebeelden van operationele weersatellieten. Zo zijn erbeelden beschikbaar in ‘ware kleuren’; de klassiekezichtbaarlichtbeelden van de operationele NOAAweersatellietentonen slechts grijstinten of zijn kunstmatigeingekleurd op basis van aanvullende informatieuit het infraroodkanaal van de AVHRR (false color, deNOAA-beelden bij de voorgaande hoofdstukken, bijvoorbeeldpag. 11 boven). Daarnaast tonen de beeldenvan de nieuwe generatie satellieten veel meer detail: deresolutie van MODIS-beelden bedraagt zelfs 250 meter,tegen een kilometer of meer bij de meeste operationeleweersatellieten. MODIS heeft elke plaats op aarde bijdaglicht dagelijks in beeld, als tenminste de satellietenTerra en Aqua beide actief zijn. Mocht een van de satellietenbuiten bedrijf zijn, dan vallen er gaten in de dekkingen zijn sommige plekken slechts om de andere dag122 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:58 Pagina 123Temperatuur van het aardoppervlak en van stof en zand tijdens de zandstorm van 14 juni 2004 (foto links).Als het zand en stof omhoog wordt gevoerd, koelt het sterk af. De temperatuur van het aardoppervlak isop de heetste plekken 57 graden; aan de bovenkant van de stoflaag ligt de temperatuur maar liefst veertiggraden lager. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.Temperatuur van het zeewater,gemiddeld over de maand mei2001. Satelliet: Terra. Bron:NASA/GSFC MODIS OceanGroup.TEMPERATUURBEELDEN 123

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:58 Pagina 124Spanje en Portugal op 1 juli 2004. Alleen langs de noordkust zit wat schaduwgevende bewolking; elders schijnt de zon volop. Ten westen vande Straat van Gibraltar is een strook met zonneglinstering zichtbaar (zie hoofdstuk 16, Zonneglinstering). Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFCMODIS Land Rapid Response Team.te zien (vergelijk de foto op pag. 11 onder). Hetzelfdegeldt voor de beelden van de SeaWiFS, die op slechtséén satelliet wordt meegevoerd (pag. 126 onder). DeAVHRR van traditionele weersatellieten die vergelijkbarebanen rond de aarde volgen en waarvan er tweetegelijkertijd operationeel zijn, heeft elk punt op aardeenkele malen per dag in het vizier.MissieDe lagere frequentie van de MODIS- en SeaWiFSbeeldenhangt samen met het beoogde gebruik, dezogeheten missie, van de satellieten. De gegevens zijnniet in eerste instantie bedoeld voor de dagelijkseweersverwachting, maar veeleer voor het klimaatonderzoek.Daarvoor is eerst nodig het huidige klimaatsysteemin kaart te brengen, inclusief de rol van menselijkeactiviteiten daarin.De MODIS bekijkt de aarde door 36 verschillende brillen;satellietontwerpers spreken van 36 kanalen ofvensters. Door het grote aantal kanalen en door deaanwezigheid van aanvullende instrumenten, kunnende Terra en de Aqua veel meer informatie opleverendan alleen maar beelden met de posities vanbewolking en weersystemen. Boven land sporen deTerra en de Aqua gemakkelijk brandhaarden op. Dezeworden vaak als rode stippen in de ‘gewone’ satellietbeeldenopgenomen (zie diverse beelden bij hoofdstuk13, Rook van bosbranden en andere vormen vanluchtverontreiniging). Verder leveren de satellieten124 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:58 Pagina 125Temperatuurbeeld van Spanje en Portugal tijdens een hittegolf van hetzelfde moment als de foto hiernaast, 1 juli 2004. Het landoppervlak isplaatselijk 59 graden. Waarneemstations rapporteerden een luchttemperatuur van meer dan veertig graden. Satelliet: Aqua. Bron:NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.informatie over landgebruik en veranderingen daarindoor verstedelijking of door de omzetting van bossenen regenwoud in landbouwgrond. De temperatuurvan het landoppervlak en de vochtigheid van debodem worden eveneens gemeten. Daarnaast helpende satellietgegevens bij het in kaart brengen van detoestand van de vegetatie en bij het signaleren vaneventuele vulkaanuitbarstingen (zie hoofdstuk 12, Asvan vulkanen bedreigt vliegveiligheid). Ook de oceaanis geregeld in beeld. De satelliet meet zeewatertemperatuur(foto pag. 126 boven), bepaalt windrichting en-snelheid nabij het zeeoppervlak en legt de kleur vande oceaan vast (zie hoofdstuk 17, Kleurrijk oceaanwater).De kleur van de oceaan hangt onder andere afvan de hoeveelheid fytoplankton en is daarmee eenmaat voor de ‘gezondheid’ van de oceaan. Op verschillendeniveaus in de atmosfeer bepalen de satellietende temperatuur en vochtigheid. Tevens wordende karakteristieken van stofdeeltjes in de atmosfeer,het zogeheten aerosol, en van bewolking onderzochtmet meetgegevens afkomstig van de MODIS. Datzelfdegeldt voor de stralingshuishouding van de atmosfeeren voor neerslag. Ten slotte wordt ook de sneeuwbedekkingen de aanwezigheid van zee-ijs met behulpvan de MODIS gemeten en bestudeerd.Wetenschappers hebben hun handen vol aan hetinterpreteren van alle gegevens die de satellieten naarde aarde sturen. Ze doen hun best de metingen om teTEMPERATUURBEELDEN 125

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 16:42 Pagina 126zetten in beelden en de interessantste daarvan vooralle belangstellenden beschikbaar te maken. Dankzijhun inspanningen kan iedereen nu zelf de aarde vanuitde ruimte bekijken en werd de basis gelegd voor devele beelden in dit boek.Momentopname van de temperatuurvan de Warme Golfstoomvoor de oostkust van deVerenigde Staten, 8 mei 2000.De Warme Golfstroom begintin de Golf van Mexico, looptlangs de oostkust van deVerenigde Staten en steektvervolgens de AtlantischeOceaan over naar de BritseEilanden. De temperaturenvariëren in dit beeld van 7 tot22 graden.Bron NASA/University ofMiami.Saharastof boven de AtlantischeOceaan, 28 februari 2000.Het beeld toont het gebied datde satelliet Seastar op eendag bestrijkt; niet alle plaatsenkomen dagelijks in beeld.Bron: NASA/GSFC SeaWiFSProject.126 HET WEER OP SATELLIETBEELDEN

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:58 Pagina 127Van dezelfde auteur verscheen eerderWEERKUNDEMeteorologie voor iedereenISBN 90389 1489 XKees Floor was tot voor kort in dienst bij het KNMI als metereoloog. Hij heeft een bijzondere fascinatie voor dehaarscherpe satellietbeelden van NASA van de weergebieden boven aarde.

Opmaak-Satelliet-pam 21-06-2005 08:58 Pagina 128