Levenscyclus van een onweersbui

Of je nu een toeschouwer of een 'spook' bent, de kans is groot dat je het zicht of de geluiden van een naderende onweersbui. En het is geen wonder waarom. Dagelijks komen er wereldwijd meer dan 40.000 voor. Daarvan komen er dagelijks 10.000 alleen in de Verenigde Staten voor.

In de lente- en zomermaanden lijken onweersbuien als een uurwerk te voorkomen. Maar laat u niet misleiden! Onweersbuien kunnen het hele jaar door en op alle uren van de dag voorkomen (niet alleen 's middags of' s avonds). De atmosferische omstandigheden hoeven alleen maar goed te zijn.

Dus, wat zijn deze voorwaarden en hoe leiden ze tot stormontwikkeling?

Om een ​​onweer te kunnen ontwikkelen, moeten er 3 atmosferische ingrediënten aanwezig zijn: lift, instabiliteit en vocht.

Lift is verantwoordelijk voor het initiëren van de opwaartse luchtstroom - de migratie van lucht naar boven in de atmosfeer - die nodig is om een ​​onweerswolk (cumulonimbus) te produceren.

Lift wordt op een aantal manieren bereikt, de meest voorkomende is door differentiële verwarming, of convectie. Terwijl de zon de grond verwarmt, wordt de opgewarmde lucht aan de oppervlakte minder dicht en stijgt op. (Stel je voor dat luchtbellen opstijgen vanaf de bodem van een kokendwaterkan.)

Andere hefmechanismen zijn onder meer warme lucht die een koud front overheerst, koude lucht die een warm front ondermijnt (beide staan ​​bekend als frontale lift), waarbij lucht langs de zijkant van een berg omhoog wordt geduwd (bekend als orografische lift) en lucht die samenkomt op een centraal punt (bekend als convergentie.

Nadat lucht een opwaarts duwtje heeft gekregen, heeft het iets nodig om de stijgende beweging voort te zetten. Dit 'iets' is instabiliteit.

Atmosferische stabiliteit is een maat voor hoe drijvend de lucht is. Als de lucht onstabiel is, betekent dit dat het zeer drijvend is en zodra het in beweging wordt gezet, zal het die beweging volgen in plaats van terug te keren naar de startlocatie. Als een onstabiele luchtmassa door een kracht naar boven wordt geduwd, gaat deze naar boven door (of naar beneden geduwd, naar beneden).

Warme lucht wordt over het algemeen als onstabiel beschouwd omdat het, ongeacht de kracht, de neiging heeft om op te stijgen (terwijl koude lucht dichter is en zinkt).

Lift en instabiliteit zorgen voor opstijgende lucht, maar om een ​​wolk te vormen moet er voldoende vocht zijn binnen de lucht condenseert in waterdruppeltjes net zo het stijgt. Vochtbronnen zijn onder meer grote watermassa's, zoals oceanen en meren. Net zoals warme luchttemperaturen de lift en instabiliteit bevorderen, bevordert warm water de verspreiding van vocht. Ze hebben een hogere verdamping snelheid, wat betekent dat ze gemakkelijker vocht in de atmosfeer afgeven dan koeler water.

In de Verenigde Staten is de Golf van Mexico en de Atlantische Oceaan zijn belangrijke vochtbronnen voor het aanwakkeren van zware stormen.

Ja dat is cumulus als in mooi weer cumulus. Onweersbuien zijn eigenlijk afkomstig van dit niet-bedreigende cloudtype.

Hoewel dit in eerste instantie misschien tegenstrijdig lijkt, overweeg dit: thermische instabiliteit (die de ontwikkeling van onweer veroorzaakt) is ook het proces waardoor een cumuluswolk ontstaat. Terwijl de zon het aardoppervlak verwarmt, warmen sommige gebieden sneller op dan andere. Deze warmere luchtbellen worden minder dicht dan de omringende lucht, waardoor ze opstijgen, condenseren en wolken vormen. Echter, binnen enkele minuten na vorming verdampen deze wolken in de drogere lucht in de bovenste atmosfeer. Als dit lang genoeg gebeurt, bevochtigt die lucht uiteindelijk en vanaf dat moment gaat verder cloudgroei in plaats van het te onderdrukken.

Deze verticale wolkgroei, ook wel een opwaartse luchtstroom, is wat het cumulusstadium kenmerkt. Het werkt bouwen de storm. (Als je ooit een cumuluswolk van dichtbij hebt gezien, kun je dit echt zien gebeuren. (De wolk begint hoger en hoger de lucht in te stijgen.)

Tijdens de cumulusfase kan een normale cumuluswolk uitgroeien tot een cumulonimbus met een hoogte van bijna 20.000 voet (6 km). Op deze hoogte passeert de wolk het vriesniveau van 0 ° C (32 ° F) en begint zich neerslag te vormen. Naarmate neerslag zich ophoopt in de wolk, wordt het te zwaar om opwaartse luchtstromen te ondersteunen. Het valt in de wolk en veroorzaakt luchtweerstand. Dit creëert op zijn beurt een gebied van naar beneden gerichte lucht, aangeduid als a afzuiging.

Iedereen die een onweersbui heeft meegemaakt, kent het volwassen stadium - de periode waarin windstoten en hevige neerslag aan de oppervlakte worden gevoeld. Wat misschien niet bekend is, is het feit dat de bui van een storm de onderliggende oorzaak is van deze twee klassieke onweersbuien.

Bedenk dat als neerslag zich binnen een cumulonimbuswolk opbouwt, het uiteindelijk een neerwaartse beweging genereert. Welnu, terwijl de neerwaartse beweging naar beneden reist en de basis van de wolk verlaat, komt de neerslag vrij. Een stortvloed van door regen gekoelde droge lucht gaat ermee gepaard. Wanneer deze lucht het aardoppervlak bereikt, verspreidt deze zich voor de onweerswolk - een gebeurtenis die bekend staat als de windvlaag voorkant. Het windfront is de reden waarom koele, luchtige omstandigheden vaak worden gevoeld bij het begin van een stortbui.

Met de opwaartse luchtstroom van de storm naast de neerwaartse tocht, de onweerswolk blijft groeien. Soms reikt het onstabiele gebied zo ver als de bodem van de stratosfeer. Wanneer de opwaartse luchtstromen tot die hoogte stijgen, beginnen ze zich zijwaarts te verspreiden. Deze actie creëert de karakteristieke aambeeldtop. (Omdat het aambeeld zich zeer hoog in de atmosfeer bevindt, bestaat het uit cirrus / ijskristallen.)

Ondertussen wordt koelere, drogere (en dus zwaardere) lucht van buiten de cloud eenvoudigweg door de groei in de cloudomgeving gebracht.

Na verloop van tijd, naarmate de koelere lucht buiten de cloudomgeving steeds meer de groeiende onweerswolk binnendringt, haalt de downdraft van de storm uiteindelijk de opwaartse luchtstroom in. Zonder toevoer van warme, vochtige lucht om zijn structuur te behouden, begint de storm te verzwakken. De wolk begint zijn heldere, scherpe contouren te verliezen en ziet er in plaats daarvan rafeliger en vlekkeriger uit - een teken dat hij veroudert.

Het volledige levenscyclusproces duurt ongeveer 30 minuten. Afhankelijk van het type onweer, kan een storm er slechts één keer (enkele cel) of meerdere keren (meerdere cellen) doorheen gaan. (Het windfront veroorzaakt vaak de groei van nieuwe onweersbuien door als een bron van lift te fungeren voor aangrenzende vochtige, onstabiele lucht.)