30 augustus 2020 - 9 min. lezen
3 reacties 3

Op 10 en 11 augustus raasde er stevig noodweer doorheen de Midwest van de USA. Vooral in de staten Nebraska, Illinois, Iowa and Indiana was er aanzienlijke schade en vielen zelfs dodelijke slachtoffers door het toedoen van zware windstoten. Windsnelheden tot maar liefst 200 km/h werden op sommige plaatsen gemeten, maar schattingen op basis van schade wijzen zelfs op nog krachtigere windstoten.

Boosdoener van dit alles was een zogenaamde “derecho”, een niet al te vaak voorkomende cluster van onweersbuien. Wat is dit fenomeen juist? Hoe ontstaat het en waarom richtte het zoveel schade aan?

Deelnemen aan discussie? Ben je geĆÆnteresseerd om deel te nemen als weeramateur of liefhebber van het weer aan het weerforum? Onderaan dit artikel krijg je bliksemsnel & gratis toegang tot alle reacties. Je kan ook je eigen weerfoto’s opladen.

Deel jouw eigen passie? Ben je geĆÆnteresseerd om als vrijwilliger weergerelateerde artikels te schrijven? Contacteer ons dan via jobs@noodweer.be

Wat is een derecho?

Om te beginnen verduidelijken we de term “derecho” even. Een derecho is met name een cluster van meerdere onweersbuien die zich georganiseerd hebben in een lijnvormige structuur. De term “derecho” betekent in het Spaans dan ook zoiets als lijnvormig, recht of lijnrecht. Dit type van onweer is dan ook duidelijk te herkennen en identificeren op radarbeelden. Typisch is windschade de grootste boosdoener bij dit soort systemen. Voor het ontstaan van dit type onweer moeten echter een aantal processen op hun plaats vallen en samen voorkomen. Hieronder gaan we daar verder op in.

forse shelfcloud verbonden aan bow echo
Derechos worden vaak vooraf gegaan door fraaie wolkenstructuren, zoals shelfclouds.

Hoe ontstaan derechos?

Voor het ontstaan van derechos zijn zoals eerder gezegd dus een aantal voorwaarden nodig. We overlopen ze hieronder.

Hoge atmosferische onstabiliteit (CAPE)

Een eerste ingrediĆ«nt dat nodig is voor het ontstaan van zulke systemen is atmosferische onstabiliteit. Of met andere woorden: de wolken moeten voldoende kunnen doorgroeien tot sterke onweersbuien. Dit wordt samengevat in de parameter “CAPE”. Het duidt de hoeveelheid energie aan die aanwezig is in de atmosfeer die gebruikt kan worden voor het vormen van onweersbuien.

Indien een hoge CAPE aanwezig is, kunnen de wolken goed verticaal doorgroeien tot onweersbuien.

Hoe hoger die parameter, hoe zwaarder de onweersbuien zijn met sterke stijgstromen en bijbehorende randverschijnselen zoals regen, hagel en windstoten. Voor een derecho zijn erg hoge waardes nodig, veelal rond een CAPE van 2000 J/kg of meer. Deze hoge waarden komen in onze regio’s niet zo heel vaak voor. Zulke waarden voor CAPE kunnen echter bereikt worden als het aan de oppervlakte erg warm en vochtig is, maar in de bovenlucht daarentegen koud.

Bij een hogere waarde voor CAPE kunnen zwaardere onweersbuien voorkomen. Dit kan bij warme, vochtige lucht aan de oppervlakte en koude lucht bovenaan in de atmosfeer.

Sterke downdrafts (DCAPE) en/of precipitation loading

Een derecho bestaat echter niet uit Ć©Ć©n enkele onweersbui, maar het is een cluster van verschillende buien. Een tweede ingrediĆ«nt dat nodig is om tot zulk een cluster van meerdere buien te komen is een sterke “downdraft” (de dalende bewegingen vanuit de onweersbui richting de oppervlakte). De sterkte van die neerwaartse bewegingen wordt omvat in de parameter “DCAPE”. Hoge waarden worden bijvoorbeeld bereikt bij droge en/of koude lucht op hoogte omdat die lucht zwaarder is en neigt naar beneden te vallen. Ook precipitation loading kan belangrijk zijn. In dat geval wordt lucht mee naar beneden gesleurd door sterke regen.

Wanneer die neerwaartse bewegingen plaatsvinden, worden dus grote hoeveelheden lucht naar beneden gestuwd die vervolgens botsen met het aardoppervlak. Daar spreidt de outflow (de ā€˜uitvloeiā€™) zich horizontaal uit en krullen ze opnieuw naar omhoog door de gegenereerde vorticiteit (zie afbeelding hieronder).

Een downdraft is een sterke neerwaartse beweging in een onweersbui. Wanneer deze lucht botst met het aardoppervlak, spreidt ze horizontaal uit en krult ze terug omhoog.
Bij een hogere waarde voor DCAPE kunnen grotere en krachtigere downdrafts zich voordoen (bovenaanzicht). De uitvloei beslaat dan een grotere oppervlakte. Hoge DCAPE ontstaat bij warme lucht aan de oppervlakte en koude/droge lucht bovenaan in de atmosfeer.

De randen van deze uitvloei worden dan de “outflow boundaries” genoemd. Omdat de koude lucht van de “outflow” denser is dan de warme lucht, zal deze zich onder de warme lucht proberen dringen. Op die manier zijn deze soms dan ook in staat om de warme, vochtige lucht die zich rondom hen bevindt mee omhoog te dwingen, waardoor er nieuwe buien ontstaan. Hoge DCAPE zorgt er dus voor dat nieuwe buien kunnen ontstaan doordat de outflow de omringende lucht omhoog dwingt (zie figuren hieronder). Voor een derecho zijn typisch DCAPE-waarden van 1000 J/kg of meer nodig.

Hoge unidirectionele windshear

Nu hebben we al twee ingrediƫnten die ervoor zorgen dat we enerzijds sterke onweersbuien hebben (hoge CAPE) en dat er meerdere onweersbuien kunnen ontstaan door sterke downdrafts (hoge DCAPE). Een laatste ingrediƫnt moet er nu voor zorgen dat de onweersbuien zich kunnen organiseren in een lijnvormige structuur.

Hiervoor is een hoge unidirectionele windshear nodig, bij voorkeur meer dan 20 kts in de 0-3 km laag. Kort samengevat betekent unidirectionele wind shear dat de windsnelheid sterk verandert met de hoogte, maar dat de windrichting min of meer gelijk blijft (zie figuur hieronder).

Wind shear betekent dat de windsnelheid- en richting verandert met de hoogte. Unidirectionele wind shear ontstaat als enkel de snelheid verandert met de hoogte.

Hoe zorgt de wind shear er nu voor dat een buiencluster ontstaat? Dit gebeurt eigenlijk door een samenwerking tussen de “outflow boundaries” en de wind shear. Beide processen genereren een soort van vorticiteit, een kolkbeweging in de lucht, die het ontstaan van nieuwe buien nog meer faciliteert. Beiden werken namelijk samen zodat de lucht makkelijker kan stijgen op de rand van de “outflow boundaries” (zie figuur hieronder).

De samenwerking tussen wind shear en de “outflow”: beiden genereren vorticiteit (een kolkbeweging) die het makkelijker maakt om lucht te laten stijgen en nieuwe buien te vormen.

De “outflow boundaries” van een sterke onweersbui zorgen er dus samen met de unidirectionele wind shear voor dat er nieuwe buien kunnen ontstaan op de randen van de uivloei (tijdstip 1 in de figuur onderaan). Doordat het systeem door de unidirectionele stroming steeds verder stroomt in de richting van die nieuw ontstane buien, klonteren ze snel samen en zo kan het systeem telkens meer en meer uitbreiden aan Ć©Ć©n of beide randen (tijdstip 2).

Uiteindelijk ontstaat er zo een lijnvormige structuur van buien die zichzelf steeds versterkt en uitbreidt: de derecho (tijdstip 3).

De 3 elementen (CAPE, DCAPE en unidirectionele wind shear) werken samen om een derecho te laten ontstaan. De nieuw gevormde buien worden opgenomen door de buiencluster en groeit daarme steeds verder uit tot een lijnvormige structuur.

Derecho van augustus 2020 in de USA

Ideale atmosferische omstandigheden

Op 10 augustus vielen bovengenoemde elementen allemaal samen en was de omgeving geschikt voor het ontstaan van een derecho. Een sounding van de atmosfeer laat duidelijk een hoge CAPE (bijna 4800 J/kg) en DCAPE (1300 J/kg). De combinatie van een warme/vochtige temperatuur aan de oppervlakte en droge, koude bovenluchten waren hier de oorzaak van (zie hieronder). De unidirectionele wind shear (enkel snelheid verandert met de hoogte) bedraagt zo’n 21 kts in de 0-3 km laag.

Een sounding van Davenport (Iowa) op 10 augustus 2020 (NOAA).

Onder deze ideale omstandigheden lag de weg open voor de vorming van een derecho. Op de radarbeelden was het ontstaan van de structuur dan ook goed te volgen. We kunnen zien dat er steeds nieuwe buien voor het systeem uit ontstonden. Deze klonterden samen met de eerder gevormde buiencluster, zodat het systeem meer en meer uitgroeide tot een lijnvormige structuur.

Derecho richt aanzienlijke schade aan in Midwest USA

De derecho richtte aanzienlijke schade aan in de staten Nebraska, Iowa, Illinois en Indiana. Voorlopige cijfers duiden op meer dan 700 meldingen van windschade in bovengenoemde staten. De schade was in vele gebieden dan ook ernstig door windsnelheden van meer dan 200 kilometer per uur. Derechos van zulke grootte-orde zijn in dit gebied uitzonderlijk.

Het voorkomen van derecho’s in de USA (Accuweather).

De hoogst gemeten windsnelheid was 203 km/u of 56,3 m/s, terwijl de hoogste schatting op basis van schade 225 km/u of 62,6 m/s bedraagt, wat overeenkomt met een orkaan van categorie 4 of een F-2 tornado. In totaal produceerde de derecho daarnaast ook nog 20 echte tornado’s, veelal van de klasse F-0 tot F-1.

De grootste schade deed zich voor in het oosten van Iowa, waar de hoogste windsnelheden werden geregistreerd, en in het noordwesten van Illinois, waar de meeste tornado’s ontstonden. Daarbij was er schade aan apparaten voor nutsvoorzieningen en telecommunicatie, huizen, gebouwen en/of andere constructies en de landbouw. Ook zijn er ondertussen enkele sterfgevallen bekend.

Beelden van de derecho

Verschillende beelden van de derecho werden gedeeld op sociale media, waarbij de kracht en uiteindelijke schade van de storm duidelijk wordt.

Derecho richt aanzienlijke schade aan in Midwest USA

Op 10 en 11 augustus 2020 waren de atmosferische omstandigheden ideaal voor het ontstaan van een “derecho” in de midwest USA. Hoge CAPE, DCAPE en unidirectionele wind shear zorgden voor het ontstaan van een lijnvormige buiencluster met bijzonder sterke windstoten. Schattingen op basis van schade suggereren daarbij windsnelheden tot meer dan 200 km/u. Er was dan ook bijzonder veel schade in de getroffen regio’s, met zelfs dodelijke slachtoffers. Een derecho van zulke grootte-orde is bijzonder uitzonderlijk en komt dus niet zo heel vaak voor.

Yoni

Door Yoni

Afgestudeerd geograaf aan de KULeuven en doctorandus binnen klimatologie/glaciologie aan de VUBrussel. Binnen NoodweerBenelux ben ik vooral bezig met het schrijven van artikels en het programmeren van tools om bepaalde weerelementen te voorspellen.


Verder lezen

Alles bekijken
64 Prognose

Kletsnat weekend, later droger en rustiger?

1 dag geleden - 4 min. lezen

Maart 2021 was zonnig en vrij droog

2 dagen geleden - 4 min. lezen
2

Zeewatertemperatuur gedurende het jaar

3 dagen geleden - 6 min. lezen