METEOROLOGIE Meteorologie weerkunde het bestuderen van de condities

METEOROLOGIE Meteorologie (weerkunde); het bestuderen van de condities van de atmosfeer 1. De atmosfeer 2. Wind 3. Wolken en mist 4. Thermodynamica 5. Neerslag 6. Luchtsoorten en fronten 7. Druksystemen 8. Klimatologie 9. Vluchtgevaren 10. Meteo-informatie

1. De atmosfeer Ø Weerkaart voor zaterdag 9 januari 2010

1. De atmosfeer Ø Dampkring gezien vanuit de ruimte met op de achtergrond de maan.

1. De atmosfeer Ø De luchtlaag om de aarde noemen we dampkring of atmosfeer. De laag is ± 100 km dik. Ø Het weer speelt zich vooral af in de onderste 10 km. Ø De dampkring bestaat voor 78% uit stikstof en 21% uit zuurstof (plus andere gassen zoals koolstofdioxide en waterdamp.

1. De atmosfeer Ø Overdag worden aarde en lucht door de zon verwarmd en ‘s nachts koelen ze af. Ø De zon verwarmt sommige delen van de aarde beter en zo ontstaan: Þ temperatuursverschillen en daardoor drukverschillen Þ hierdoor gaat de lucht stromen (horizontaal en verticaal) Þ daardoor ontstaan bewolking, neerslag en lost bewolking op.

1. De atmosfeer Ø Overdag wordt de aarde en de dampkring verwarmt door de zon (zon ± 6000 °C). Ø ‘s Nachts straalt de aarde warmte uit. Ø In- en uitstraling zijn (ongeveer) in evenwicht Ø De gemiddelde temperatuur op aarde is 15 °C.

1. De atmosfeer Ø Temperatuursverschillen door zomer en winter. Ø ’s Nachts straalt de aarde warmte uit.

1. De atmosfeer Ø Lucht die warmer wordt, zet uit, wordt lichter en gaat omhoog (koudere lucht daalt). ØLigt koude lucht onder warme lucht dan gebeurt er niets (stabiel). Ø Ligt warme lucht onder koude lucht dan stijgt de warme lucht (onstabiel). Ø Warme lucht stijgt nooit verder dan de tropopauze (daarboven inversie = temperatuur stijgt met de hoogte).

1. De atmosfeer De standaardatmosfeer: Voor het ijken van instrumenten gaan we uit van een afgesproken standaardatmosfeer: 1. Temperatuur op zeeniveau van 15°C en een gelijkblijvende temperatuurafname van 0, 65° per 100 m hoogtetoeneming. 2. De druk op zeeniveau is 1013, 2 h. Pa en neemt in de onderste laag af met 12, 5 h. Pa per 100 m. Ø Op 5500 m is de druk 500 h. Pa

2. Luchtdruk en wind Ø Lucht heeft gewicht. Een m 3 lucht weegt 1, 25 kg op zeeniveau. Ø De kolom lucht boven ons hoofd noemen we de luchtdruk. Ø Op zeeniveau is de luchtdruk gemiddeld 76 cm kwikdruk = 1013 mb = 1013 h. Pa. Ø Op 5500 m is de druk 500 h. Pa.

2. Luchtdruk en wind Ø In Nederland varieert de druk tussen 965 en 1050 h. Pa. Ø Het gemiddelde is 1013 h. Pa. Ø Hoogtemeterinstellingen: 1. QFE = druk op veldniveau 2. QNH = druk gecorrigeerd naar zeeniveau 3. QNE = 1013 h. Pa Ø Isobaren zijn lijnen die punten van dezelfde luchtdruk verbinden.

2. Luchtdruk en wind Ø In een huiskamer stijgt warme lucht op en over de grond stroomt koudere lucht richting de verwarming. Daar warmt de koude lucht op en stijgt. Ø Bij de evenaar stijgt warme lucht op en koelere lucht stroomt naar de evenaar.

2. Luchtdruk en wind L H Koud Ø Warme lucht zet uit en daar ontstaat een hogere luchtkolom. H Ø Boven in die kolom wordt de druk hoger dan in de koudere kolom (op die hoogte) Þ er stroomt lucht van de hoge naar de koude kolom Þ de druk onder in de warme kolom daalt en stijgt L in de koude kolom Warm Þ er stroomt lucht naar de warme kolom.

2. Luchtdruk en wind Ø Een klein lokaal hoge- en lagedrukgebied Op zomerse dagen ontstaat bij weinig wind soms zeewind. Door de hoge temperatuur boven het land ontstaat er een drukverschil met de koudere lucht boven zee (=> einde thermiek aan de kust, kans op zeemist).

2. Luchtdruk en wind Ø Windgradiënt: door de wrijving met de grond neemt de windkracht (in vooral de onderste 10 meter) sterk af. Ø Bij sterke wind verhoog je daarom de landingssnelheid om de windgradiënt op te vangen.

2. Luchtdruk en wind Ø Windsterkte: Wind kracht Windsnelheid m/s km/h knopen Omschrijving van de wind 0 1 2 0 0, 2 0, 3 – 1, 5 1, 6 – 3, 3 <1 1 -5 6 - 12 1 1 -3 4– 6 Windstil Zwakke wind 3 4 3, 4 – 5, 4 5, 5 – 7, 9 13 - 19 20 - 28 7 - 10 11 - 16 Matige wind 5 6 7 8 9 10 11 12 8, 0 – 10, 7 10, 8 – 13, 8 13, 9 - 17, 1 17, 2 – 20, 7 20, 8 – 24, 4 24, 5 – 28, 4 28, 5 – 32, 6 > 32, 6 29 - 38 39 - 49 50 - 61 62 - 74 75 - 88 89 - 102 103 -117 > 117 17 - 21 22 - 27 28 - 33 34 - 40 41 - 47 48 - 55 56 - 63 > 63 Vrij krachtige wind Krachtige wind Harde wind Stormachtige wind Storm Zware storm Zeer zware storm Orkaan

3 Thermodynamica Ø Lucht die opstijgt, koelt af en kan minder waterdamp bevatten => er ontstaat condensatie (bewolking). Ø De relatieve vochtigheid is de verhouding van de hoeveelheid waterdamp die de lucht bij een bepaalde temperatuur bevat en maximaal zou kunnen bevatten (verzadigde lucht 100%). Ø De temperatuur waarbij condensatie optreedt heet dauwpunt. De hoogte waarop dit gebeurt condensatieniveau.

3 Thermodynamica Ø Lucht die opstijgt, koelt af en kan minder vocht bevatten => er ontstaat condensatie (bewolking). Ø Lucht die daalt, wordt warmer en kan meer waterdamp bevatten => de bewolking lost op.

3 Thermodynamica Voor het ontstaan van thermiek is onstabiele lucht nodig: Ø stabiel: na een verstoring wordt het evenwicht weer snel hersteld (knikker in een kom). De thermiek komt niet los. Ø onstabiel: na een verstoring wordt het evenwicht niet hersteld (knikker op een bol). De thermiek komt los.

3 Thermodynamica Ø Lucht is onstabiel als een pakketje stijgende lucht doorgaat met stijgen. Ø Dit gebeurt zo lang het pakketje stijgende lucht warmer is dan de temperatuur van de lucht waar het in stijgt.

3 Thermodynamica Ø Wanneer de zon schijnt komt er op de grond een meters dikke deken warmere lucht te liggen. Ø Door een verstoring komt de bel los en begint te stijgen. Ø Lucht die omhoog gaat, komt in een gebied met een lagere druk en zet uit. Om uit te zetten wordt arbeid verricht en daardoor koelt droge stijgende lucht 1°C per 100 m af (droogadiabaat). Na condensatie (komt warmte bij vrij) daalt de temperatuur minder snel natadiabaat

3 Thermodynamica Ø Stijgende lucht koelt sneller af en zal niet verder doorstijgen als de temperatuur ervan gelijk is aan de temperatuur van de omringende lucht. Ø De stijgende lucht duwt de aanwezige lucht opzij. Ø Er vindt weinig vermenging plaats. Ø In de kern van de bel is het stijgen groter dan het stijgen van de bel zelf.

3 Thermodynamica Ø De dagelijkse gang van de temperatuur. Ø Zomers staat de zon om 13. 40 uur het hoogst de hoogste temperatuur is om ± 15. 00 uur.

3 Thermodynamica Ø Wanneer je de gegevens van het weerbericht in deze tabel invult dan kun je berekenen hoe hoog de thermiek gaat. Ø De toestandskromme is de lijn die je kunt trekken nadat je de temperatuur op de verschillende hoogten hebt ingevuld.

3 Thermodynamica

3 Thermodynamica HOOGTEWINDEN EN TEMPERATUREN: 06 UTC: 0500 VT 130/10 -15 +15 1500 VT 110/05 +14 3000 VT 100/10 +12 FL 050 100/10 +08 FL 100 070/05 -02 7 -6 -08 THERMIEK: IN DE TWEEDE HELFT VAN DE PERIODE IN OPKLARINGSGEBIEDEN MATIG, LOKAAL VRIJ KRACHTIG. MAX. TEMPERATUUR: 22 TOT 25 GRADEN C, OP DE WADDEN EN IN ZEELAND ROND 17 GRADEN.

3 Thermodynamica Ø Lucht gaat ook stijgen als het over een berg heen moet. Ø Het stijgen zit aan de windzijde van de helling, aan de andere kant zit dalen. Ø Het stijgen langs de helling is niet gelijkmatig maar erg verstoord.

3 Thermodynamica Ø Bestudeer voor je gaat bergvliegen de literatuur over bergvliegen. Ø Neem voldoende checkstarts bij instructeurs die ruime bergvliegervaring hebben. Ø Laat je voor een solostart uitgebreid briefen door een instructeur en houd radiocontact. ØAltijd van de berg afdraaien (achten), nooit naar de berg toe

3 Thermodynamica Ø Houd altijd rekening met behoorlijke turbulentie en ga bij hellingvliegen sneller vliegen dan de normale thermieksnelheid. Ø Wijk tijdig uit. Ø Houd rekening met zeer zware turbulentie in de rotor. Ø Land voor de lokale zonsondergang. Ø Raadpleeg het handboek van het vliegtuig over maximale snelheden bij grote hoogte. Ø Boven 3500 m zuurstof gebruiken.

3 Thermodynamica Soms ontstaat er golf. Voorwaarden voor het ontstaan van golf zijn: Ø een krachtige bovenwind vrijwel loodrecht op een bergketen; Ø een onstabiele onderste laag die niet ver boven de toppen uit mag komen; Ø gevolgd door een dikke stabiele laag waarin de windsnelheid met de hoogte toeneemt; Ø daarboven weer een onstabiele laag

4 Wolken en mist Ø Indeling van de wolken: Niveau wolkenbasis geslacht Afk. ondergrens bovengrens hoog 5 -13 km Cirrus Ci 5000 m 13000 m Cirrocumulus Cc Cirrostratus Cs Altocumulus Ac 2000 m 7000 m Altostratus As Stratocumulus Sc 0 m 2000 m Stratus St Nimbostratus Ns Cumulus Cu 300 m 2000 m Cumulonimbus Cb 300 m 13000 m middelbaar 2 -7 km laag verticaal 0 – 2 km

4 Wolken en mist Ø 5 – 13 km Ø 2 – 7 km Ø 0 – 2 km Ø Cirrusbewolking bestaat uit ijs ‘windveren’ vaak een voorbode van een storing. Ø Cirrocumulus ‘fijne schaapjeswolken’ Ø Cirrostratus, egale sluier, geeft een halo (kring) om de zon. Geeft aan dat er een warmtefront komt.

4 Wolken en mist Ø Altocumulus, grove schaapjeswolken. ØAltostratus, een grijsachtige sluier, voorbode van slecht weer, de zon is nog net te zien maar wordt steeds vager. Ø Stratocumulus, grauwe wolken die soms nog stukjes van blauwe lucht laten zien.

4 Wolken en mist Ø Stratus, egaal grijs op geringe hoogte. Lijkt op mist maar raakt de grond niet. ØNimbostratus, regenwolken. Soms bereikt de regen de grond niet. Regengordijnen. Ø Cumulus; stapelwolken, bloemkoolwolken.

4 Wolken en mist Ø Cumulonimbus; lijkt op een cumulus maar dan veel groter en hoger. Ø Aan de bovenkant ontstaat vaak een aambeeld. Ø Kan hagel, hevige regen en onweer met zich mee brengen.

4 Wolken en mist Ø De hoeveelheid wolken wordt aangegeven met de bedekkingsgraad. Ø Om de bedekkingsgraad te schatten neem je een stuk lucht recht boven je (maximaal 45°). Dit doe je om het coulisseneffect’ te voorkomen. Ø Op de afbeelding is de bedekkingsgraad 4/8. Ø 0/8 is onbewolkt een 8/8 geheel bewolkt.

4 Wolken en mist Ø mist: het zicht < dan 1000 m Ø nevel: beperkt zicht maar > dan 1000 m Ø heiigheid: beperkt zicht door rook en stofdeeltjes. Ø ‘s Nachts straalt de aarde warmte uit, koelt af en daardoor koelt de onderste laag lucht af. Ø Mist ontstaat door afkoeling van vochtige lucht of door menging van koude lucht met vochtige lucht.

4 Wolken en mist ØStralingsmist: ontstaat op heldere nachten wanneer de onderste lucht wordt afgekoeld tot onder het dauwpunt. ØAdvectieve mist: dan schuift warme vochtige lucht over een koud oppervlak; bijv. zeemist; warme lucht van het land koelt boven een koude zee af en stroomt met zeewind het land op Ø Slootmist: ontstaat wanneer de lucht boven het land afkoelt, naar het laagste punt zakt waardoor daar de vochtige lucht boven de sloot condenseert Ø Regenmist: na een regenbui neemt de luchtvochtigheid zover toe dat er mist ontstaat.

5 Neerslag Ø In Nederland regent het ± 130 dagen (de meeste dagen maar een paar millimeter). Ø Wolkendruppels zijn zo klein en licht dat ze met de wolk meedrijven. Ø Een motregendruppel bestaat uit wel 1000 wolkendruppeltjes. Ø Is de temperatuur van de wolk hoger dan 0 °C dan bestaat de wolk geheel uit regendruppels. Ø Van 0 °C tot -12 °C dan blijft de wolk uit onderkoelde waterdruppels bestaan en tussen -12 tot -23 °C ontstaan ijskristallen.

5 Neerslag Ø Neerslag ontstaat doordat druppels samenvloeien tot grotere druppels. Ø Of doordat waterdruppels en tegen ijskristallen botsen en sneeuw ontstaat (-12 tot -23 °C). Ø Bij en temperatuur lager dan 23°C ontstaan soms zulke grote ijskristallen dat die omlaag vallen. Ø De meeste neerslag ontstaat uit sneeuw die tijdens het vallen smelt en als regen op de grond valt.

6 Luchtsoorten en fronten s t r o m i n g s p a t r o n e n

6 Luchtsoorten en fronten Ø De brongebieden met de verschillende luchtsoorten die Nederland kunnen bereiken zijn: Ø Arctische lucht Ø Polaire lucht Ø Tropische lucht Ø m = maritiem (vochtig) Ø c = continentaal (droog)

6 Luchtsoorten en fronten Weerkaart van 21 -12 -09 Ø Met hoge- en lagedrukgebieden. Ø De lijnen zijn de isobaren (lijnen die plaatsen met dezelfde druk verbinden). Ø Koufront Ø Warmtefront Ø Occlusiefront

6 Luchtsoorten en fronten

6 Luchtsoorten en fronten Ø

6 Luchtsoorten en fronten Ø Waar koude lucht op warme botst (of warme op koude) ontstaat een front. Ø Daar ontstaan depressies, draaikolken, een kern met lage druk. Die langzaam draaiende lucht trekt bij ons vaak van zuidwest naar noordoost.

6 Luchtsoorten en fronten Bij een koufront Ø schuift de koude lucht (zwaarder) onder de warme lucht en drukt deze omhoog. Ø De lucht die omhoog gedrukt wordt condenseert. Ø Een koufront is meestal maar 100 tot Na passage van een koufront 200 km breed. Korte zijn de vliegomstandigheden hevige regen gunstig (goed zicht en cu).

6 Luchtsoorten en fronten

6 Luchtsoorten en fronten Ø Bij een warmtefront schuift de warme lucht op de koude lucht. Ø De lucht die omhoog gedrukt wordt condenseert. Ø Het front kan wel 1000 km breed zijn Na passage warmtefront zijn en veroorzaakt vliegomstandigheden slecht. langdurige motregen.

6 Luchtsoorten en fronten

6 Luchtsoorten en fronten Ø Wanneer het koufront het warmtefront inhaalt ontstaat er een occlusiefront. Ø Op de afbeelding zie je een warmtefront, een koufront en een occlusiefront

7. Druksystemen Circulatieschema van de lucht rond de aarde. Ø De warme lucht van de evenaar daalt bij de subtropen. Ø Een deel stroomt terug naar de evenaar. Ø Een kleiner deel stroomt in onze richting.

7. Druksystemen Ø Een klein deel van de warme lucht van de evenaar bereikt de polen en een deel van de polaire lucht stroomt naar de evenaar. Ø Het polaire front verschuift met de seizoenen en door invloed van de bergen.

7. Druksystemen Ø Door ongelijke opwarming van de aarde ontstaan temperatuursverschillen Þ drukverschillen Þ de lucht gaat rond de aarde stromen Þ warmte en vocht worden over de aarde verdeeld.

7. Druksystemen

7. Druksystemen Ø De lucht stroomt van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied en ondervindt op het noordelijk halfrond door het draaien van de aarde een afwijking naar rechts Ø Bij de evenaar draait de aarde en de lucht met een snelheid van 1656 km/h. Dichter bij de noordpool langzamer => van snel naar langzaam (of langzaam naar snel) afwijking naar rechts.

7. Druksystemen Weerkaart van 21 -12 -09 met hoge- en lage drukgebieden. Ø De lijnen zijn de isobaren; lijnen die punten met de zelfde druk verbinden. Ø De lucht wil van een hoge- naar een lagedruk-gebied. Ø Waar isobaren dicht bij elkaar liggen waait het hard.

7. Druksystemen Ø De lucht wil van een hoge- naar een lagedrukgebied stromen. Ø Door de afwijking naar rechts stroomt de lucht bovenin een hoge- of lage drukgebied vrijwel gelijk aan de isobaren. Ø In de onderste kilometer wordt de lucht door wrijving met de aarde afgeremd en stroomt daar naar het lagedrukgebied.

7. Druksystemen Ø In een hogedrukgebied komt de lucht van boven binnen, draait rechtsom en stroomt over de grond uit naar het lagedrukgebied. Ø Bij een lagedrukgebied stroomt de lucht van de grond af binnen en stroomt bovenin uit.

7. Druksystemen Ø Bij de grond wordt de luchtstroming afgeremd door wrijving met de aarde. Ø Door de wrijving neemt de wind af en wordt de corioliskracht kleiner met als gevolg dat de stromingsrichting verandert. De wind buigt daar minder af naar rechts. De wind ruimt met de hoogte (gaat met de klok mee). .

7. Druksystemen Ø Een lage- druk gebied, draait tegen de klok in en een hogedrukgebied met de klok mee (op het noordelijk halfrond).

8 Klimatologie Ø Het klimaat is het weer bekeken over een lange periode. Ø Het klimaat op aarde wordt voor een groot deel bepaald door de zon. Gebieden waar de zon loodrecht boven staat, zoals de tropen, worden heet en de polen zijn koud.

8 Klimatologie Ø Ook de ligging van bergen, de invloed van golfstromen en de luchtcirculatie rond de aarde beïnvloedt het klimaat in een bepaald gebied. Ø Door de zon wordt heet bij de tropen. Daar stijgt de warme lucht tot de tropopauze en stroomt dan richting de polen.

8 Klimatologie ØWanneer de aarde niet zou roteren dan zou de lucht rechtstreeks naar de polen stromen. Ø Door de rotatie wijkt de luchtstroom af en ontstaan westoost stromingen. Ø Bij de 30 e breedtegraad daalt de lucht. Dalende lucht wordt warmer en kan meer waterdamp bevatten => de Sahara woestijn is kurkdroog.

8 Klimatologie Ø Van de polen stroomt koude lucht naar de 60 e breedtegraad om daar op te stijgen en voor een groot deel weer terug te keren naar de polen. Ø Bij de 60 e breedtegraad botst warme lucht van de subtropen met koude lucht van de polen en hierdoor ontstaan er steeds weer depressies.

8 Klimatologie Ø Landklimaat: midden Europa droog, hete zomers en koude winters. ØZeeklimaat: Nederland; nat, warme winters en koele zomers Ø Er ontstaan steeds weer depressies op de Oceaan en die trekken langs de kust naar Scandinavië.

9. Gevaarlijke vliegsituaties Risico’s bij onweer: Ø Blikseminslag (kabel 400 m bliksemaantrekker) Ø Draaiende wind, windstoten en turbulentie Ø Sterke windtoename en draaien windrichting (180°) Ø Zware neerslag, hagel, ijsafzetting en slecht zicht Ø Zeer sterk stijgen en sterk dalen Ø Lagere wolkenbasis Ø Stormopstelling/schuilen

9. Gevaarlijke vliegsituaties Ø Zeemist: de zeewind neemt koude vochtige zeemist mee waardoor vliegvelden vlak bij de kust ineens dicht komen te zitten. Ø Windgradiënt: door de wrijving met de grond neemt de windkracht in vooral de onderste 10 meter sterk af. Ø Turbulentie en wegvallen van de wind door obstakels.

9. Gevaarlijke vliegsituaties IJsvorming: 1. verslechtert het profiel 2. verkleint de lift 3. verhoogt het gewicht 4. verstopt de pitot en de statische openingen 5. kan de rolroeren blokkeren. Ø In wolken die kouder zijn dan 0°C ontstaat het gevaar van ijsvorming. Ø Zweefvliegtuigen mogen niet in de wolken vliegen.

10 Meteo informatie Ø Op www. zweefvliegopleiding. nl vind je onder de knop >>> zweefvliegweer links naar meteowebsites.

10 Meteo informatie Ø De belangrijkste site: http: //www. knmi. nl/waar schuwingen_en_verwac htingen/luchtvaart/weer bulletin_kleine_luchtvaa rt. html ØBestudeer op die site ook de TAF en de METAR Ø Een uitleg staat bij: achtergrondinformatie

10 Meteo informatie Ø Weerlimieten die op veel zweefvliegterreinen gehanteerd worden: wolkenbasis (minimaal) horizontaal zicht (minimaal) windsnelheid (maximaal) lierstart sleepstart 1000 ft (ca 300 m ) 1500 ft (ca 450 m ) 3 km 5 km 25 knopen (ca 12 m/s) 20 knopen (ca 10 m/s)