Onweerskansen 9 augustus 2019

Vrijdag staat er ons nog een warme, maar ook wisselvallige dag te wachten met mogelijk pittige (onweers)buien. Voor het ontstaan van stevige onweersbuien zijn doorgaans 3 ingrediënten nodig: een onstabiele atmosfeer, een dynamisch aspect en een ‘trigger’ die de buien tot ontwikkeling brengt. De onstabiliteit bepaalt de ontwikkelingsgraad van de buien, het dynamisch aspect de levensduur en de organisatiegraad en de ‘trigger’ bepaalt of er zich überhaupt wel buien kunnen vormen.

Hieronder verdiepen we ons in deze 3 aspecten en proberen we ze toe te passen op de situatie van vrijdag. Vooral voor centraal/oost België en het midden/zuidoosten van Nederland zijn er behoorlijke onweerskansen na de initiële passage van een stratiforme neerslagband tijdens het eerste deel van de dag. Vragen omtrent de onweerskansen? Schrijf ze onderaan.

Onstabiliteit tijdens onweer

Onstabiliteit wordt bepaald door enerzijds een groot temperatuurverschil tussen de oppervlakte en de hogere lagen in de atmosfeer, alsook door de beschikbaarheid van vocht. Aan de grond moet het dus best zo warm en vochtig mogelijk worden, terwijl er hogerop best zeer koude lucht aanwezig is. Dit komt omdat de lucht dan beter kan opstijgen en dus wolkenvorming in de hand kan gewerkt worden. We vergelijken het principe met een kookpot: de damp die vrijkomt tijdens het koken is warmer dan de koudere omgevingstemperatuur in de keuken, waardoor je de damp omhoog ziet gaan. Hoe meer water we aan de kookpot toevoegen, hoe meer damp er dan ook zal opstijgen. In de atmosfeer gebeurt eigenlijk hetzelfde en betekent dit dus snellere wolkenvorming. Hoe hoger de onstabiliteit, hoe hoger de ontwikkelingsgraad van de buien en hoe meer er kans is op stevige randverschijnselen…zoals hagel bijvoorbeeld.

Op vrijdag wordt het in België zo’n 25-27 graden, iets meer in de Kempen en het zuidoosten van Nederland, een aantal graden minder in het westen, de Ardennen en het noorden van Nederland. Een enkel weermodel laat in het oosten van België mogelijk zelfs temperaturen tot 29 graden zien, afhankelijk van de bewolkingsgraad. Ook wordt er vochtige lucht aangevoerd: de dauwpunten liggen in België rond 20 graden of zelf iets meer.

Anderzijds zien we hogerop in de atmosfeer een hoogtetrog naderen vanuit het westen. Dit is eigenlijk een lagedrukgebied in de hoogte dat gevuld is met koude lucht (blauwe pijlen op figuur 1). Deze verstoring zal bijdragen aan de ontwikkeling van onstabiliteit op vrijdag. Dit alles zit omvat in de CAPE-parameter, die aangeeft hoe onstabiel de atmosfeer is: morgen loopt deze in de loop van de dag op tot 800-1000 J/kg, plaatselijk tot 1500 J/kg (figuur 2). In het oosten van België en zuidoosten van Nederland kunnen de wolkentoppen doorgroeien tot ca. 12 km hoogte, in de rest van België en het grootste deel van Nederland is dat tot 8 à 10 km.

Een hoogtetrog nadert de Benelux.
Er wordt onstabiliteit gegenereerd op vrijdag 9 augustus 2019

Dynamiek

Voor dynamiek kijken we naar de verandering van de windsnelheid en -richting met de hoogte. De dynamiek wordt beschreven aan de hand van ‘wind shear‘ en bepaalt de levensduur van de buien, alsook de organisatiegraad (het ‘samenklonteren’). Hoe groter het verschil tussen de windsnelheid aan de grond en hogerop, hoe groter de kans op dynamische buien. Krijgen we daarbij ook nog een grote verandering van de windrichting met de hoogte, dan zijn er pas echt stevige buien mogelijk.

Bekijken we de windprofielen (figuur 3), dan zien we dat we vooral de snelheidsverandering in de gaten moeten houden en dat de windrichting eigenlijk niet zoveel verandert. De deep layer shear (het verschil tussen de grond, ca. 10-20 km/h en op 6 km hoogte, ca. 90-100 km/h) bedraagt plaatselijk meer dan 50-60 kts, wat erg veel is en voldoende moet zijn voor goede organisatie (figuur 4). In principe is dit zelfs genoeg om de buien wat supercellulaire trekjes te geven, desondanks de unidirectionele achtergrondstroming (waarmee bedoeld wordt dat de windrichting doorheen de verticale doorsnede van de atmosfeer min of meer constant uit het zuidwesten komt).

Dynamisch windprofiel voor stevige onweersbuien
In de onderste 6 km van de troposfeer neemt Deep Layer Shear toe tot 100 km/u

Trigger voor onweersbuien

Om de buien te laten ontstaan is soms ook een triggermechanisme nodig, iets wat de wolkenontwikkeling in gang steekt. Soms is dat nodig omdat de buien vanzelf niet kunnen ontstaan. Keren we terug naar onze kookpot, dan moeten we ons inbeelden dat we de pot afsluiten met een deksel: de lucht wil wel stijgen, maar kan niet. In de atmosfeer gebeurt dit door een inversie en in de meteorologie noemt dit bijbehorende dekseltje ‘CIN‘ of ‘Convective Inhibition’ (figuur 5). Hoe negatiever die waarde, hoe steviger het deksel en hoe onwaarschijnlijker dat de buien vanzelf tot ontwikkeling zullen komen door middel van de stijgende lucht. Deze waarde is morgen echter ongunstig en bovendien wordt de convectietemperatuur zo goed als nergens bereikt.

Dus er zal een trigger nodig zijn die, ofwel het dekseltje van de pot kan doen verwijderen en de lucht omhoog zal forceren zodat buien vanaf de grond ontstaan (‘cap layer cooling’), ofwel een trigger die stijgbewegingen veroorzaakt boven dit dekseltje en de buien vanaf zekere hoogte en niet vanaf de grond zal laten ontstaan (‘elevated convection’). Die trigger kan zowel van boven uit de atmosfeer komen (lucht wordt van bovenuit aangezogen) of van onderuit (lucht wordt van onder het dekseltje naar omhoog geduwd).

CIN wordt verwijderd in de loop van de namiddag. Buien zien hun kans om zich verticaal te gaan ontwikkelen.

Convectie zal op vrijdag op sommige plaatsen vanaf de grond al gebeuren indien het warm genoeg wordt, maar elders zal forcering vooral moeten komen van bovenluchtdivergentie en de passerende occlusiefronten. Divergentie betekent dat de lucht op hoogte divergeert, i.e. uit elkaar gaat doordat de lucht met verschillende snelheden naar verschillende richtingen gaat (zwarte pijlen op figuur 1). Hierdoor ontstaat er een tekort aan lucht op die plaats, dat aangevuld moet worden van onderuit. De occlusiefronten zullen tevens ook de lucht dwingen te stijgen. Op een aantal plaatsen zal het niet lukken om het dekseltje volledig te kunnen verwijderen (de convectietemperatuur wordt niet bereikt en CIN blijft kleiner dan 0), dus zal op die plaatsen elevated convection zorgen voor de buien, getriggerd door occlusiefronten en bovenlucht-divergentie).

Onweersverwachting vrijdag 9 augustus 2019

Op vrijdag starten we de dag met veel bewolking (vooral hoge en middelhoge stratiforme bewolking) doordat een warmtefront de oversteek maakt over de Benelux. In het westen van België is er tijdens de ochtend daarbij al een neerslagkans {met beperkte onweerskans} op de eerste occlusie, terwijl het oosten hier en daar nog enkele opklaringen meepikt. In de loop van de voormiddag trekt dit neerslaggebied verder door naar het centrum/noorden van België en later komt ook het zuiden en oosten van Nederland aan de beurt, waar de temperaturen ondertussen opgelopen zijn naar 22-25 graden. Ook dit zal eerder stratiforme neerslag zijn met beperkte onweerskans (figuur 6). In het oosten van België en zuiden van Nederland kan het ondertussen nog wat opwarmen (ca. 25-28 graden, mogelijk hoger, afhankelijk van de opklaringen) en is de neerslagkans initieel wat kleiner ondanks dat ook daar de bewolking steeds dikker wordt.

In de loop van de namiddag schuiven er vanaf het zuidwesten opnieuw wat opklaringen binnen, waardoor het na de passage van het eerste neerslaggebied opnieuw wat kan opwarmen, richting 25-27 graden in centraal België. Een tweede ronde buien passeert dan, waar nu de onweerskans wel groter geworden is. Hier krijgen vooral het centrum/oosten van België en het midden/zuidoosten van Nederland mee te maken in de loop van de namiddag en avond, al is een bui in het westen ook niet helemaal uitgesloten, zij het dan wel minder intens (figuur 7). Door de hoge organisatiegraad zullen de buien ook meer en meer gaan klonteren.

Bij deze buien is het dan ook, door het uitgesproken onstabiele en dynamische aspect, uitkijken voor hagel (tot 2-3 cm), stevige windstoten en veel neerslag (lokaal is 20-30 mm zeker mogelijk, figuur 8). De hevigste exemplaren zijn daarbij vooral weggelegd voor zuidoost België en Nederland in de latere namiddag/vooravond, omdat daar de hoogste onstabiliteit verkregen wordt door de hogere temperaturen. In de loop van de avond en nacht wordt het vanuit het zuidwesten droger en klaart het meer op.

Tijdens de namiddag stijgt de convectieve component.
Lokaal valt er veel regen door onweersbuien die meerdere malen boven éénzelfde regio trekken.