Isothermie in een luchtlaag betekent dat de temperatuur niet verandert met de hoogte. Dit komt soms voor bij felle neerslag wanneer de luchtkolom afkoelt tot een constante temperatuur. In de Alpen gebeurt dit vaak bij neerslag in afgesloten valleien waardoor de sneeuwgrens op korte tijd spectaculair kan zakken. Maar, ook in de Benelux kan isothermie (ofwel neerslagafkoeling) voorkomen en voor sneeuw zorgen.

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.

https://twitter.com/LanderVanTricht/status/1269608890787823618

Isothermische luchtlagen

De definitie van een isothermische luchtlaag is simpel. Een isothermische luchtlaag is een luchtlaag waarvan de temperatuur constant blijft met de hoogte. De lucht koelt dus niet af (normale luchtlaag) of warmt niet op (inversie) met de hoogte. Isothermische lagen komen relatief vaak voor in de onderste luchtlagen van de troposfeer bij differentiële advectie of door neerslagafkoeling.

Neerslagafkoeling zorgt voor isothermie

Een bekend weerfenomeen in de winter is het langzaam dalen van de sneeuwgrens bij aanhoudende intense neerslag. De temperatuur in de hele luchtkolom koelt af door het smelten van de sneeuwvlokken en het verdampen van vallende neerslag waardoor energie onttrokken wordt aan de omgeving.

Het proces gaat als volgt:

Zodra een sneeuwvlok de isotherm van 0°C passeert smelt zij. De overgang naar de vloeibare fase vereist energie (smeltenthalpie). Voor water bedraagt dit 339 kJ/kg. De energie wordt geleverd aan de omliggende lucht en watermoleculen waardoor deze afkoelen (de lucht koelt af). Wanneer deze druppels of smeltende sneeuwvlokken door een droge (niet verzadigde) luchtlaag vallen verdampt een deel. Deze keer zal er opnieuw energie uit de omgeving verwijderd worden (verdampingsenthalpie) welke voor water 2256 Kj/kg bedraagt (de lucht koelt af).

Word een Pro partner van NoodweerBenelux. Mail naar sales@noodweer.be

Bij intense neerslag zal dit proces de omgeving blijven afkoelen tot de luchttemperatuur 0°C bedraagt. Niet lager, omdat dan noch smelt noch verdamping optreedt. De volgende lading vlokken zal daardoor pas later in smeltfase treden, waardoor de sneeuwgrens geleidelijk naar beneden opschuift. Zodra de sneeuwgrens de oppervlakte bereikt (0°C tot aan de oppervlakte) is de hele luchtkolom isotherm en stopt het proces. Onderstaande soundings tonen het proces in 4 fases:

Isothermie/neerslagafkoeling in Zwitserland met een dalende sneeuwgrens als gevolg. (MeteoSuisse)
Isothermie in Zwitserland. De sneeuwgrens is aangeduid met de rode pijl. (MeteoSuisse).

Isothermie (ofwel neerslagafkoeling) kan daardoor tot spectaculaire sneeuwvalgrens dalingen leiden op een korte tijd.

Waar en wanneer komt isothermie het vaakst voor?

Er zijn twee noodzakelijke voorwaarden om isothermie/neerslagafkoeling te krijgen:

  1. Intense neerslag want anders koelt de lucht onvoldoende af
  2. Geen of zeer weinig wind zodat de isothermisch afgekoelde luchtlagen ter plaatse blijven hangen.

Deze twee voorwaarden maken de berg- of Alpenvalleien tot een bevoorrechte plaats tot isotherme fenomenen. De bergruggen houden de wind tegen (de vallei ontkoppelt van de omgeving) en de orografie zorgt vaak voor extra intense neerslag. Wie het Frans nog een keer wil bijschaven kan onderstaand filmpje zeker bekijken voor een visuele uitleg:

Een mooi voorbeeld zijn de inner-Alpiene gebieden. Voorbeelden daarvan zijn Ober-Wallis, Tarentaise, Engadin … Isothermie komt het vaakst voor bij warmtefronten. Bij koufronten zorgt de sterkere wind- en luchtstroming meestal voor een duidelijkere luchtstructuur. Bovendien is koude lucht zwaarder en kan deze sneller de valleien binnenstromen dan warme lucht.

Isothermie ook in België

Ook in België komt isothermie voor. De voorwaarden zijn hetzelfde. Intense neerslag en weinig wind. Wie herinnert zich nog 30 oktober 2018 toen het langs de grens met Frankrijk sneeuwde door neerslagafkoeling en isothermie?