Wolken: we kennen ze in allerlei soorten en formaten. Een zeer veel voorkomende wolkensoort in de Benelux is de stapelwolk. Ook deze kent verschillende varianten en groottes, vaak samenhangend met een specifiek weertype. Maar wat hebben schapenwolkjes en onweerswolken met elkaar gemeen? Meer dan u op het eerste zicht zou denken… !

Deelnemen aan discussie?Ben je geïnteresseerd om deel te nemen als liefhebber van het weer en klimaat 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 geïnteresseerd om als vrijwilliger weergerelateerde artikels te schrijven? Contacteer ons dan via jobs@noodweer.be

Stapelwolken (ook wel cumuluswolken of cumuli) zijn zeer typische verschijnselen in de Benelux. Ze zijn vaak prachtig in opbouw en spreken bij velen tot de verbeelding. Wat mij betreft, is het ook één van de mooiste wolkentypes die er bestaan. Dat vinden/vonden ook vele schilders zoals bv. de bekende Nederlandse 17e eeuwse schilder Jacob Van Ruisdael, die gefascineerd was door cumuli en talrijke Hollandse wolkenluchten schilderde met stapelwolken in allerlei vormen, kleuren en formaten.

  • Begrijp en voorspel het weer met een grondige achtergrondkennis. Dit boek is geschikt voor de nieuwe en gevorderde weeramateur.
Schilderij genaamd “Gezicht op Amsterdam vanop de Amsteldijk” (1681-1682) van Jakob van Ruisdael. Het is duidelijk dat de stapelwolken de aandacht trekken op dit schilderij, eerder dan het landschap op de voorgrond.

Ontstaan stapelwolken

Stapelwolken kunnen van verschillende oorsprong zijn. Zo zien we ze niet enkel verschijnen op mooie zomerdagen, maar komen ze bijvoorbeeld ook vaak voor bij koufronten en dan vooral in maritieme (polaire) luchtmassa’s.

Dat ze vooral in maritieme luchtmassa’s verschijnen is niet onlogisch, aangezien deze vaak beladen zijn met vocht. De aanwezigheid van vocht in de atmosfeer is een belangrijke factor die cumuluswolken kan doen ontstaan. Je zal ze zelden zien ontstaan in oostelijke of zuidoostelijke luchtstromingen, aangezien deze continentaal van aard zijn en te weinig vocht bevatten om ze te doen ontstaan.

  • Herken de wolken zelf en voorspel het weer voor de komende uren. Een must-have boek voor iedere weerliefhebber.

Enkel vocht is echter niet voldoende om stapelwolken te doen ontstaan. Om deze te laten vormen heb je daarnaast ook nog een mechanisme nodig dat de lucht doet stijgen. Dit stijgingsmechanisme kan vele verschillende vormen aannemen.

Fronten

Koufronten brengen vaak cumuliforme wolken met zich mee. Bij een koufront wordt koude lucht aangevoerd. Hierdoor wordt warme lucht geforceerd om te stijgen aan de voorzijde ervan. Dat zorgt voor opwaartse luchtbewegingen, waardoor cumuli kunnen ontstaan die op het front kunnen doorgroeien tot buienwolken (cumulonimbui, zie verder).

Voorbeeld van een aankomend koufront en de ontwikkeling van cumuliforme wolken (Cb) aan de voorzijde. Deze ontstaan doordat de lucht aan de voorzijde gedwongen wordt te stijgen (Donald Ahrens, Meteorology today, 2009).

Lagedrukgebieden

Lagedrukgebieden gaan gepaard met opwaartse luchtbewegingen. Dat zorgt er an sich al voor dat de onstabiliteit vergroot en er zich makkelijk wolken kunnen vormen.

Een handig trucje om makkelijk het ontstaan van stapelwolken te voorspellen, is het detecteren van cyclonale krommingen van de isobaren (kromming naar onderen op de weerkaart in het noordelijk halfrond). Als je dit waarneemt, kan je ervan uit gaan dat er stapelwolken kunnen gevormd worden. Dat is bijvoorbeeld ook het geval op zogenaamde “thermische vores”, kleine lagedrukgebiedjes die in de zomer ontstaan als gevolg van felle opwarming en een onstabiele atmosfeer.

Orografie

Ook bergen kunnen helpen bij het ontstaan van (stapel)wolken. Aan de voet van de berg wordt de lucht gedwongen te stijgen a.g.v. het obstakel dat de berg vormt. Door deze stijgbeweging kunnen daarbij onderweg ook cumuliforme wolken gevormd worden.

Orografische wolkenvorming aan de voet van de berg (Ahrens, 2009).

Opwarming en convectie

De meest gekende wijze van ontstaan voor stapelwolken is nog steeds convectie. Dit proces doet zich vaak voor op mooie zomerdagen, wanneer de zon het aardoppervlak opwarmt en er op die manier warme luchtbellen (thermiek) opstijgen. Die luchtbellen kunnen stijgen, omdat ze warmer zijn dan de omgevingslucht.

  • Meet je graag alle weergegevens zoals windsnelheid, windrichting, temperatuur en neerslag. Dan is dit weerstation van Alecto een ideale middenmotor om mee te starten.

Onderweg koelen deze luchtbellen af, zetten uit en op een bepaald punt zullen deze beginnen condenseren en wolken vormen. Dit gebeurt op het zogeheten condensatielevel. Hier is de temperatuur van de luchtbel gelijk aan die van de dauwpuntstemperatuur . Vanaf dit niveau worden dan wolken gevormd, en de stapelwolk is geboren.

Stapelwolken zijn ook vaak plat aan de onderkant. Dit omwille van het feit dat deze allemaal op hetzelfde (condensatie)niveau gevormd worden.

Het proces van convectie. Warme luchtbellen stijgen op en vormen stapelwolken op het condensatieniveau. Dit gebeurt typisch wanneer de convectie temperatuur is bereikt (Ahrens, 2009).

Soorten stapelwolken

Er zijn verschillende soorten stapelwolken te onderscheiden, afhankelijk van hun grootte en verticale ontwikkeling. Er zijn algemeen gesproken 4 stadia van cumuli: humilis, mediocris, congestus en cumulonimbus.

Cumulus humilis

Cumulus humilis vertaal je letterlijk als “bescheiden gestapeld”. Het is dan ook de kleinste en meest onschuldige variant van de stapelwolken. In de volksmond wordt deze ook wel de “mooiweerwolk” genoemd, aangezien je ze vaak kan waarnemen tijdens de zomer op een mooie dag. Deze cumuluswolk is vaak gering van omvang en heeft een zeer bescheiden verticale structuur.

Cumulus humilis wolken , of ook wel “mooiweerwolken” in de volksmond.

Cumulus humulis vereist lichte maar beperkte onstabiliteit in de atmosfeer. De temperaturen moeten hoog genoeg oplopen om de convectie te laten starten, zodat luchtbellen makkelijk genoeg kunnen stijgen (convectietemperatuur wordt bereikt). De onstabiliteit moet echter genoeg onderdrukt worden, zodat de stapelwolken niet te veel verticaal kunnen groeien. Dit kan bijvoorbeeld als condities van hogedruk primeren en er subsidentie optreedt op hogere niveaus in de atmosfeer.

Op een sounding kan je dan ook meteen zien wanneer cumulus humilis kan ontstaan en niet verder kan doorgroeien, door subsidentie of de aanwezigheid van een inversie (temperatuur die stijgt met de hoogte).

Cumulus humilis zijn meestal onschuldig van aard als ze in de loop van de dag ontstaan. Zie je ze echter reeds ’s morgens ontstaan, dan is de kans groot dat de onstabiliteit verder zal toenemen en de cumuli kunnen doorgroeien tot grotere, meer verticaal opgebouwde cumulusvarianten, al dan niet met regen en onweer later op de dag.

Typische sounding die het ontstaan van ondiepe cumulus humilis voorspelt. Subsidentie en een inversie tussen 900 en 800 hPa verhindert dat de stapelwolk zich verder verticaal kan ontwikkelen. Onderaan rond 900 hPa kan de cumuluswolk zich vormen (Waar temperatuur en dauwpunt elkaar raken).

Cumulus mediocris

Cumulus mediocris betekent letterlijk “middelmatig gestapeld”. Deze stapelwolk is reeds iets dikker en verticaal al iets meer ontwikkeld. Hij vormt in feite het tweede cumulus stadium, na de cumulus humilis. Meestal is ook deze wolk eerder onschuldig van aard, tenzij die vroeg op de dag wordt waargenomen.

  • Wist je dat een stormglas een voorspellingswaarde heeft? De kristallen in de vloeistof veranderen van structuur bij onweer!
Cumulus mediocris.

Cumulus mediocris vereist een iets onstabieler atmosferisch profiel, waarbij de onstabiliteit nog steeds deels wordt onderdrukt door een zwakke subsidentie of een zwakke inversie.

Sounding die het ontstaan van cumulus mediocris voorspelt. Er is duidelijk al wat minder verticale onderdrukking door subsidentie, en het profiel is al iets vochtiger. De wolk vormt zich hier tussen 1000 en 900 hPa. Het profiel is echter nog niet onstabiel genoeg voor cumulus congestus.

Cumulus congestus

Cumulus congestus verwijst letterlijk naar “sterk gestapeld”. Deze stapelwolk is zichtbaar sterk verticaal ontwikkeld (vaak tot zo’n 6 km hoogte) en door de turbulentie vertoont deze woelige structuren die de stapelwolk doen lijken op een bloemkool.

In tegenstelling tot de cumulus humilis en mediocris is deze stapelwolk echter niet altijd meer onschuldig en bestaat de kans dat op een bepaald moment het buienstadium wordt bereikt.

Cumulus congestus.

Op een sounding kan je deze wolk herkennen aan het onstabiele atmosferisch profiel, waarbij er een beperkte hoeveelheid CAPE aanwezig is, die ervoor kan zorgen dat stapelwolken zich sterk verticaal kunnen ontwikkelen.

De diepte van de CAPE laag (waar de temperatuur van de luchtbel hoger blijft dan de omgevingslucht) bepaalt de hoogte van de stapelwolk. De wolkentop bevindt zich op het punt waar de luchtbel opnieuw kouder wordt dan de omgeving. We noemen dit ook wel het “level of neutral buoyancy”.

Sounding voor cumulus congestus. De atmosfeer is duidelijk onstabiel (CAPE is aanwezig in het roze gebied) en vochtig genoeg voor het ontstaan van goed verticaal ontwikkelde stapelwolken. De wolk ontstaat rond (of iets onder) 900 hPa en kan verder ontwikkelen tot 550 hPa (level of neutral buoyancy). Het profiel is echter niet onstabiel genoeg voor cumulonimbus.

Cumulonimbus

De cumulonimbus is de koning der wolken! Deze soort stapelwolk is het sterkst ontwikkeld verticaal en kan je duidelijk herkennen aan z’n aambeeldachtige structuur (uitspreiding aan de top van de wolk). Deze stapelwolk ontwikkelt zich na de cumulus congestusfase en gaat vaak gepaard met overvloedige neerslag, onweer, hagel en felle rukwinden.

Van op afstand ziet deze aambeeldwolk er zeer majestueus uit, maar als deze boven uw hoofd hangt, gaat deze vaak gepaard met dreigende wolkenluchten en gure weersomstandigheden. Vaak worden dan ook spectaculaire wolkensoorten (zoals een arcus of shelfcloud) gespot aan de voorzijde van de cumulonimbus.

Cumulonimbi ontstaan enkel als het temperatuursprofiel zeer onstabiel is van opbouw. Dat betekent dat door de thermiek bellen ongehinderd kunnen door stijgen tot kilometers hoog in de atmosfeer. Hiervoor heb je hoge CAPE waardes nodig (de luchtbellen moeten continu warmer zijn dan hun omgeving over een grote verticale afstand).

  • Haal dit indrukwekkend canvas in huis van een supercell. De koning onder de onweersbuien.

De wolkentop van de cumulonimbus bevindt zich meestal aan de top van de troposfeer, net onderaan de stratosfeer, op het punt waar de atmosfeer terug stabiel wordt. Hier botst de wolk als het ware met z’n hoofd tegen de stratosfeer en kan deze niet verder verticaal ontwikkelen, waardoor deze zich horizontaal uitspreidt en een aambeeld wordt gevormd.

Typische sounding voor een cumulonimbus. De atmosfeer is duidelijk zeer onstabiel en ook vochtig genoeg voor de ontwikkeling van zeer diepe verticaal ontwikkelde stapelwolken. De wolkenbasis ligt hier rond 950 hPa en de top bevindt zich aan de stratosfeer rond 400 hPa. Tussenin zit een diepe laag CAPE.

Van schapenwolk tot onweer

Wat onthouden we hiervan? Dat schapenwolkjes meestal zeer onschuldig zijn, tenzij deze zich vroeg op de dag ontwikkelen. Als de atmosfeer echter onstabiel genoeg is, kunnen deze potentieel doorgroeien tot cumulonimbuswolken en aanleiding geven tot onweer! Na het lezen van dit artikel zal u nooit nog een ‘schapenwolk’ of ‘bloemkoolwolk’ zien, maar wel ‘cumulus’ en ‘cumulonimbus’!

Sommige linkjes bevatten affliate