Wat bepaalt de snelheid en richting van de wind?
Regelmatig gebeurt het al eens: een flinke storm met zware windstoten die over de Benelux heen raast. Door de hoge windsnelheden en rukwinden, zeker bij die hoger dan 100 km/uur, is er dan traditioneel ook kans op schade, denk maar aan storm Ciara in 2020. Maar hoe ontstaat wind eigenlijk? Hoe komt het dat het soms hard waait en soms windstil is? Waarom waait het steeds het hardst aan de kust? En hoe kunnen we een stevig windveld herkennen op de weerkaarten?
- Volg de weerupdates op de voet via Facebook en Twitter
- Volgen jullie al de weerberichten 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.
Oppervlaktewind als balans tussen 3 natuurkrachten
Wat bepaalt nu de snelheid en richting van de wind? De windsnelheid en -richting die wij waarnemen aan de oppervlakte is het resultaat van 3 natuurlijke krachten: de drukgradiëntkracht, de Corioliskracht en de wrijvingskracht. Onderaan bespreken we kort elke kracht die een invloed heeft op deze oppervlaktewind en hoe het samenspel van deze krachten een storm kunnen veroorzaken.
De drukgradiëntkracht
De belangrijkste kracht is de drukgradiëntkracht. De term ‘druk’ verwijst hier naar de luchtdruk en ‘gradiënt’ verwijst naar het veranderen van de waarde van de luchtdruk over de afstand. Met andere woorden: wind waait doordat de luchtdruk van hoge naar lage druk verandert over een bepaalde afstand. Wind waait daarbij steeds van hoge naar lage druk.
De luchtdruk wordt op weerkaarten aangeduid met isobaren. Dit zijn lijnen die gebieden met een gelijke luchtdruk met elkaar verbinden. Hoe sneller de luchtdruk verandert over een bepaalde afstand, met andere woorden hoe dichter de isobaren bij elkaar liggen, hoe groter de drukgradiëntkracht. Dit wil zeggen dat de windsnelheid afgeleid kan worden op weerkaarten door te kijken hoe dicht de lijnen met gelijke druk tegen elkaar liggen! Een illustratie wordt weergeven in onderstaande afbeelding.
De Corioliskracht
Naast de drukgradiëntkracht heeft ook de Corioliskracht een invloed op de wind. Dit is een kracht die ontstaat uit het draaien of de rotatie van de Aarde. Het corioliseffect zorgt er zo namelijk voor dat lucht afbuigt naar een bepaalde richting. Het is hierbij wel belangrijk te weten dat de Corioliskracht enkel de windrichting beïnvloedt en niet de windsnelheid!
Zonder al te veel in detail te gaan over de fysica van deze natuurkracht betekent dit in de praktijk dat een luchtdeeltje geen recht pad volgt, maar afgebogen wordt. Bij ons, op het Noordelijk Halfrond, wordt een luchtdeeltje steeds naar rechts afgebogen. Op het Zuidelijk Halfrond is dit net het omgekeerde. Dit effect is het grootst nabij de polen en bestaat niet aan de evenaar.
De wrijvingskracht
Nabij de oppervlakte is nog een andere kracht belangrijk: de wrijvingskracht. In tegenstelling tot hogerop in de atmosfeer wordt de wind namelijk afgeremd en deels afgebogen door verschillende objecten die zich aan het aardoppervlak bevinden en turbulentie kunnen veroorzaken. Dit kunnen gebergten zijn, hoge gebouwen, bossen, enzovoort. Dit betekent dan ook dat, in normale omstandigheden, de wind het traagst waait aan de oppervlakte en sneller hogerop.
Boven zee is dit effect minder groot, doordat het wateroppervlak niet zo ruw is als in het binnenland. Er is bijgevolg dan ook minder wrijving, waardoor de wind logischerwijs ook sneller zal kunnen waaien nabij de kustregio’s. Traditioneel vinden we dan ook daar meestal de zwaarste windstoten terug.
De oppervlaktewind: snelheid en richting
Krachtenbalans
Het samenspel van bovenstaande krachten zorgt voor de uiteindelijke krachtenbalans van de oppervlaktewind. De drukgradiëntkracht, Corioliskracht en wrijvingskracht zorgen ervoor dat de wind niet loodrecht noch parallel op de isobaren waait. Uiteindelijk zal de oppervlaktewind namelijk met een kleine afwijking richting de lage druk waaien.
Om na te gaan hoe snel de wind zal waaien is het belangrijk om de drukgradiëntkracht (hoe dicht de isobaren bij elkaar liggen) en de wrijvingskracht (minder nabij de zee en de kust) na te gaan! Deze laatste is het laagst nabij de kust.
Herkennen op de weerkaarten
Op de weerkaarten zijn situaties van een stevig windveld dan ook makkelijk te herkennen door te kijken naar de isobaren. Hieronder zijn twee voorbeelden weergegeven. De eerste is een situatie met veel wind. De isobaren (witte lijnen) liggen dan ook dicht bij elkaar. Door de krachtenbalans buigt de wind licht af van de isobaren en waait met een hoek richting lage druk. In de tweede situatie is het omgekeerd: hier is er weinig wind omdat de isobaren (witte lijnen) verder uit elkaar liggen.
De situaties met een grote synoptisch gedreven windkracht zijn zo goed als altijd verbonden aan omvangrijke stormdepressies of bijvoorbeeld een zogenaamde ‘Kanaalrat‘. Dit zijn lagedrukgebieden die flink uitgediept zijn (een lage luchtdruk in de kern) en bijgevolg een grote drukgradiëntkracht genereren.
Conclusie
Wat bepaalt nu de snelheid en richting van de wind? De wind die wij waarnemen aan de oppervlakte is het resultaat van de krachtenbalans tussen de drukgradiëntkracht, de Corioliskracht en de wrijvingskracht. Op de weerkaarten kunnen we een stevig windveld herkennen door te kijken naar hoe dicht de isobaren tegen elkaar liggen. Vaak komt dit door omvangrijke stormdepressies of een Kanaalrat. Traditioneel vinden we daarbij de hoogste windsnelheden nabij de kust, doordat er daar minder wrijving is door het minder ruwe oppervlak.
