Orografische effecten op neerslag

Orografische neerslag is de overkoepelende term voor neerslag die ontstaat door het stromen van lucht over reliëf. Denk daarbij aan bergen of heuvels. Maar, naast de gekende windwaartse triggering van neerslag zijn er ook nog een aantal andere orografische effecten op neerslag. In welke mate spelen deze processen een rol binnen het weerbeeld en het neerslagpatroon in de Benelux?

• Volg de weerupdates op de voet via Facebook en Twitter
• Volgen jullie al de livestreams op Youtube?
• Bekijk het weerbericht voor de komende dagen

Deelnemen aan discussie? Ben je geïnteresseerd 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.

Omvang en vorm van het reliëf

De vorm en grootte van een heuvel of berg heeft een groot effect op de uiteindelijke verdeling van neerslag. Waterdruppels en ijskristallen hebben tijd nodig om het neerslagstadium te bereiken. Of en waar ze die tijd krijgen hangt af van het reliëf. Bij geïsoleerde bergen bijvoorbeeld kan de stuwing (net) niet voldoende zijn om aan de windwaartse zijde de triggering te bevorderen. In dit geval kunnen de neerslagdruppels sneller migreren naar de lijzijde van de berg en is het effect gering.

Bij grootschalige, brede en/of hoge bergen hebben waterdruppels en ijskristallen vaak weinig kans om de andere kant van de berg te bereiken. Het effect aan de loefzijde is hier maximaal. In valleien die naar de dominante windrichting gericht staan, heeft orografische neerslag een zeer groot effect, terwijl in afgesloten valleien de windpatronen een kleinere rol spelen. Al deze “natuurlijke effecten” bepalen de lokale gunstige of ongunstige omstandigheden.

• Hoe stelt een meteoroloog een weerbericht op? Je leest er meer over in dit boek!

Stuwing

Stabiele atmosfeer

Dit is de meest bekende vorm van orografische neerslag. Vochtige, stabiele lucht wordt aangevoerd en volgt het terrein omhoog. De verticale component (langs de bergflank) zorgt voor een stijgende luchtbeweging, afkoeling, condensatie, de vorming van een wolk aan de windwaartse zijde. Aan de lijzijde zorgt verdamping voor het oplossen van de wolken.

Dit effect kan voorkomen in geïsoleerde regio’s en omstandigheden, maar het komt meestal voor bij grootschalige frontale systemen. Bij dit effect is de geometrie van de berg van cruciaal belang. Hoe groter/breder de berg, hoe kleiner de kans dat de neerslag aan de lijzijde geraakt. Maar ook, hoe kleiner de tijdschaal voor de vorming van de neerslag (reeds verzadigde lucht), hoe lager aan de windwaartse kant de neerslag een maximum zal kennen. Niet per se valt de meeste neerslag dus aan de top van de berg.

• Benieuwd hoeveel regen er in jouw omgeving valt? Koop dan nu deze pluviometer!

Onstabiele atmosfeer

Wanneer een onstabiele luchtlaag gedwongen wordt te stijgen, kan het zijn dat deze luchtlaag boven de LFC (level of free convection) stijgt. De wolken stijgen vervolgens automatisch verder waardoor convectieve wolken gevormd worden. Deze kunnen uitgroeien tot cumulonimbus wolken met de vorming van onweer en hevige neerslag. Dit gebeurt meestal in een conditioneel onstabiele atmosfeer waarbij de orografie de trigger is. In de Alpen gebeurt dit vaak bij een zogenaamde Südstau met vochtige onstabiele luchtmassa’s van over de Middellandse Zee die opboksen tegen de Alpen.

Dagelijkse cyclus

Orografische neerslageffecten met betrekking tot de dagelijkse gang zijn convectieve situaties waarbij buien door temperatuurverschillen getriggerd worden. De linkse situatie (zie hieronder) toont de situatie waarbij zonne-instraling in de bergen een luchtstroming genereert van de vallei naar de bergen. In de bergen zorgt convergentie voor een stijgende luchtbeweging en de vorming van buien. Dit effect is het grootst op het warmste moment van de dag.

De rechtse afbeelding toont de nachtsituatie waarbij buien in de vallei getriggerd worden. Hoger gelegen gebieden die ’s nachts sneller afkoelen brengen een luchtstroming van de bergen naar de vallei op gang. In de vallei ontstaat convergentie en een stijgende luchtbeweging. Dit kan ook in gang gezet worden door felle buien in de bergen waarvan de outflow over de bergflanken naar beneden glijdt.

Seeder-feeder

Soms kan het ook gebeuren dat een wolk die over een berg/reliëf hangt (de basiswolk) gevoed wordt door een wolk die in een hogere luchtlaag aanwezig is. Dit orografische effect heet het “seeder-feeder” effect. Het komt echter ook voor in niet-berggebieden. De neerslagintensiteit van de meest laaghangende wolk wordt dan verhoogt door het accretie proces van waterdruppels in de lagere wolk. Het effect is het grootst aan de windwaartse zijde (loefzijde) waar de neerslag door het voeden van bovenuit sterk kan toenemen.

Lijzijde neerslag

Soms kan er ook neerslag aan de lijzijde van een berg/reliëf ontstaan. Dit komt voornamelijk door lijzijde golven (zwaartekracht golven) die in parallelle zones aan de lijzijde van de berg genoeg verticale beweging kunnen veroorzaken om door het LFC te breken of om het neerslagstadium te bereiken. Dit gebeurt vooral wanneer de longitudinale helling aan de lijzijde stijgend is. Vaak is dit patroon terug te zien in neerslagbanden die parallel liggen aan de lijzijde van het reliëf.

De zwaartekrachtgolven aan de lijzijde van een berg kunnen ook interageren met low-level luchtstromingen. In dit geval wordt een sterke verticale luchtstroming in gang gezet en ontstaan er ook vaak felle buien aan de lijzijde (rechtste afbeelding hierboven). Op onderstaande animatie zijn de golven zeer duidelijk te zien.

Lijzijde storm convectie

Soms kan de stroomafwaartse luchtstroming aan de lijzijde (droge lucht – subsidentie) een inversie creëren die een deksel op de onstabiele luchtlaag daaronder vormt. Onder deze inversie kan de onstabiliteit in die mate opbouwen tot een extreme convectieve situatie ontstaat wanneer de inversie doorbroken wordt. Dat kan bijvoorbeeld door een van de mechanismes hierboven, maar bijvoorbeeld ook door een inkomend front, een outflow boundary etc. Dit zijn de meest spectaculaire onweerssituaties die we in de Benelux ook kennen wanneer er veel CIN is, tot de temperaturen na de middag stijgen om de droge laag te doorbreken.

Het is duidelijk dat er verschillende orografische effecten zijn op neerslag. Heeft u foto’s of verhalen van/over een bepaald fenomeen? Stuur dan zeker naar media@noodweer.be!

Bronnen:

• Robert Houze: Orographic effects on precipitating clouds, Reviews of Geophysics, https://10.1029/2011RG000365, 2012
• Lee, D.S., Kingdon, R.D., Garland, J.A. Jones, B.M.R.:Parametrisation of the orographic enhancement of precipitation and deposition in a long-term, long-range transport model, Annales Geophysicae 18, 1447–1466, https://doi.org/10.1007/s00585-000-1447-2, 2000

Sommige linkjes bevatten affiliate