Earth Science

Lesson Objectives

• bespreek het verschil tussen Weer en Klimaat.
• Beschrijf de relatie tussen luchttemperatuur en luchtvochtigheid, inclusief het concept Dauwpunt.
• Geef een overzicht van de basisprincipes van de verschillende cloudtypen en wat ze aangeven over het huidige en toekomstige weer.
• leg uit hoe de verschillende soorten neerslag ontstaan.

woordenschat

• wolk
• Dauwpunt
• relatieve vochtigheid

Inleiding

als iemand in het hele land u vraagt hoe het weer er vandaag uitziet, moet u rekening houden met verschillende factoren. Luchttemperatuur, vochtigheid, windsnelheid, de hoeveelheid en soorten wolken en neerslag zijn allemaal onderdeel van een grondig weerbericht. In dit hoofdstuk leert u meer over veel van deze functies in meer detail.

Wat is weer en Klimaat?

het weer is wat er gebeurt in de atmosfeer op een bepaalde plaats op een bepaalde tijd. Het weer kan snel veranderen. Het weer van een locatie hangt af van:

• luchttemperatuur
• luchtdruk
• mist
• vochtigheid
• bewolking
• neerslag
• windsnelheid en-richting

al deze factoren houden rechtstreeks verband met de hoeveelheid energie in het systeem en waar die energie is. De ultieme bron van deze energie is de zon.

het klimaat is het gemiddelde van het weer in een regio in de loop van de tijd. Het klimaat voor een bepaalde plaats is stabiel, en verandert slechts zeer langzaam. Het klimaat wordt bepaald door vele factoren, waaronder de hoek van de zon, de kans op bewolking en de luchtdruk. Al deze factoren zijn gerelateerd aan de hoeveelheid energie die wordt gevonden in die locatie in de tijd.

vochtigheid

vochtigheid is de hoeveelheid waterdamp in de lucht op een bepaalde plaats. We gebruiken de term meestal om relatieve vochtigheid te betekenen, het percentage waterdamp dat een bepaald volume lucht vasthoudt ten opzichte van de maximale hoeveelheid die het kan bevatten. Als de luchtvochtigheid vandaag 80% is, betekent dit dat de lucht 80% bevat van de totale hoeveelheid water die het bij die temperatuur kan vasthouden. Wat gebeurt er als de luchtvochtigheid stijgt tot meer dan 100%? Het overtollige water condenseert en vormt neerslag.

aangezien warme lucht meer waterdamp kan bevatten dan koele lucht, kan het verhogen of verlagen van de temperatuur de relatieve vochtigheid van de lucht veranderen (figuur hieronder). De temperatuur waarbij lucht verzadigd raakt met water wordt het dauwpunt van de lucht genoemd. Deze term is zinvol, omdat water condenseert uit de lucht als dauw, als de lucht ‘ s nachts afkoelt en 100% vochtigheid bereikt.

wolken

wolken hebben een grote invloed op het weer:

• door te voorkomen dat zonnestraling de grond bereikt.
• door het absorberen van warmte die uit de grond wordt teruggevoerd.
• als de bron van neerslag.

wanneer er geen wolken zijn, is er minder isolatie. Daardoor kunnen de dagen zonder wolken extreem warm zijn en de nachten zonder wolken erg koud. Om deze reden hebben bewolkte dagen meestal een lager temperatuurbereik dan heldere dagen.

wolken vormen zich wanneer de lucht zijn Dauwpunt bereikt. Dit kan op twee manieren gebeuren: (1) de luchttemperatuur blijft hetzelfde, maar de luchtvochtigheid neemt toe. Dit is gebruikelijk op locaties die warm en vochtig zijn. (2) vochtigheid kan hetzelfde blijven, maar de temperatuur daalt. Wanneer de lucht voldoende afkoelt om 100% vochtigheid te bereiken, vormen zich waterdruppels. Lucht koelt af wanneer het in contact komt met een koud oppervlak of wanneer het stijgt.

stijgende lucht creëert wolken wanneer deze op of nabij de grond is opgewarmd en vervolgens over een berg of bergketen wordt geduwd of over een massa koude, dichte lucht wordt geduwd.

waterdamp is niet zichtbaar, tenzij het condenseert tot een wolk. Waterdamp condenseert rond een kern, zoals stof, rook of een zoutkristal. Dit vormt een kleine vloeibare druppel. Miljarden van deze waterdruppels vormen samen een wolk.

wolken worden op verschillende manieren geclassificeerd. De meest voorkomende classificatie die vandaag wordt gebruikt, verdeelt wolken in vier afzonderlijke wolkengroepen, die worden bepaald door hun Hoogte (figuur hieronder).

hoge wolken

hoge wolken (figuur hieronder) ontstaan uit ijskristallen waar de lucht extreem koud is en weinig waterdamp kan bevatten. Cirrus, cirrostratus en cirrocumulus zijn allemaal namen van hoge wolken.

Cirrocumuluswolken zijn kleine, witte klodders die over de hemel rollen, vaak in rijen. Cirruswolken kunnen erop wijzen dat er een storm op komst is.

middelste wolken

middelste wolken, waaronder altocumulus-en altostratus-wolken, kunnen bestaan uit waterdruppels, ijskristallen of beide, afhankelijk van de luchttemperatuur (figuur hieronder).

dikke en brede altostratus wolken zijn grijs of blauwgrijs. Ze bedekken vaak de hele hemel en betekenen meestal dat er een grote storm, met veel neerslag, op komst is.

lage wolken

lage wolken (figuur hieronder) zijn bijna alle waterdruppels. Stratus, stratocumulus en nimbostratus wolken zijn veel voorkomende lage wolken.

nimbostratus wolken zijn dik en donker. Ze brengen constante regen of sneeuw.

verticale wolken

wolken met het voorvoegsel “cumulo -” (figuur hieronder) groeien verticaal in plaats van horizontaal en hebben hun bases op lage hoogte en hun toppen op hoge of middelste hoogte. Wolken groeien verticaal wanneer sterke luchtstromen omhoog stijgen.

een online gids voor cloudontwikkeling en verschillende cloudtypes van de Universiteit van Illinois is hier te vinden: http://ww2010.atmos.uiuc.edu/%28Gh%29/guides/mtr/cld/home.rxml.

mist

mist (figuur hieronder) is een wolk op of nabij de grond . Wanneer vochtige lucht in de buurt van de grond afkoelt Onder het dauwpunt, wordt mist gevormd. De verschillende soorten mist die elk op een andere manier vormen.

• Stralingsmist ontstaat ‘ s nachts wanneer de lucht helder is en de relatieve luchtvochtigheid hoog is. Als de grond afkoelt, koelt de onderste laag lucht onder het dauwpunt. Tule mist is een extreme vorm van straling mist gevonden in sommige regio ‘ s. San Francisco, Californië, is beroemd om zijn zomermist. Warme, vochtige Stille Oceaan lucht waait over de koude Californische stroom en koelt onder zijn Dauwpunt. Zeebries brengt de mist aan land.
• stoom mist verschijnt in de herfst wanneer koele lucht beweegt over een warm meer. Water verdampt van het meeroppervlak en condenseert als het afkoelt, verschijnen als stoom.
• warme vochtige lucht reist een heuvel op en koelt Onder het dauwpunt af om opwaartse mist te creëren

KQED: Science on the SPOT: the Science of Fog

het Mistniveau neemt af langs de Californische kust als het klimaat opwarmt. De verandering in mist kan grote ecologische veranderingen voor de staat. Meer informatie vindt u op: http://science.kqed.org/quest/video/science-on-the-spot-science-of-fog/.

neerslag

neerslag (figuur hieronder) is een extreem belangrijk onderdeel van het weer. Sommige neerslag vormt op zijn plaats .

de meest voorkomende neerslag komt uit wolken. Regen-of sneeuwdruppels groeien als ze luchtstromen in een wolk rijden en andere druppels verzamelen (figuur hieronder). Ze vallen als ze zwaar genoeg zijn om te ontsnappen aan de stijgende luchtstromen die ze in de wolk houden. Eén miljoen wolkendruppels zullen samen maar één regendruppel maken ! Als de temperaturen koud zijn, zal de druppel de grond raken als een sneeuwvlok.

andere minder vaak voorkomende vormen van neerslag zijn sneeuw (figuur hieronder).