Wolken – Metlink | Weer & Klimaat leermiddelen

De aard van wolken
Soorten cloud
Cumulus
Cumulonimbus
Stratus
Stratocumulus
Altocumulus
Altostratus
Nimbostratus
Cirriform wolken

De aard van wolken

Een indeling van de wolken werd geïntroduceerd door Luke Howard (1772-1864) die latijnse woorden om te beschrijven hun kenmerken.

• Cirrus-a tuft of filament (bijv. van haar)
• Cumulus – a heap of pool
• Stratus – a layer
• Nimbus – regendrager

er zijn nu tien basic cloud types met namen gebaseerd op combinaties van deze woorden (het woord ‘alto’, wat hoog betekent maar nu gebruikt wordt om wolk op middelhoge hoogte aan te duiden, wordt ook gebruikt).

C. S. Broomfield (©Crown Copyright)

wolken vormen zich wanneer vochtige lucht zodanig wordt afgekoeld dat deze verzadigd raakt. Het belangrijkste mechanisme voor koellucht is om het te laten stijgen. Als de lucht stijgt zet het uit – omdat de druk afneemt met de hoogte in de atmosfeer – en dit zorgt ervoor dat het afkoelt. Uiteindelijk kan het verzadigd raken en de waterdamp condenseert dan tot kleine waterdruppeltjes, vergelijkbaar in grootte als die in mist, en vormt wolk. Als de temperatuur onder ongeveer min 20 °C daalt, zullen veel van de wolkendruppels bevroren zijn, zodat de wolk voornamelijk bestaat uit ijskristallen.

de belangrijkste manieren waarop lucht stijgt tot wolk

1. snelle lokale stijging bij verhitte lucht aan het aardoppervlak stijgt in de vorm van thermische stromen (convectie).
2. langzame, wijdverspreide massastijging waarbij warme vochtige lucht gedwongen wordt boven koude lucht uit te stijgen. De regio tussen warme en koude lucht wordt een ‘front’genoemd.
3. opwaartse beweging geassocieerd met turbulente draaikolken als gevolg van het wrijvingseffect van het aardoppervlak.
4. lucht die boven een barrière van bergen of heuvels moet stijgen.

de eerste daarvan heeft de neiging om cumulus-achtige wolken te produceren, terwijl de volgende twee gewoonlijk gelaagde wolken produceren. De laatste kan cumulus-achtige wolk of gelaagde wolk produceren, afhankelijk van de toestand van de atmosfeer. De verscheidenheid aan manieren waarop wolken kunnen worden gevormd en de variabele aard van de atmosfeer geven aanleiding tot de enorme verscheidenheid aan vormen, maten en texturen van wolken.

typen wolken

de tien belangrijkste typen wolken kunnen worden onderverdeeld in drie grote categorieën, afhankelijk van de hoogte van hun basis boven de grond: hoge wolken, middelmatige wolken en lage wolken.

hoge wolken bestaan meestal uitsluitend uit ijskristallen en hebben een basis tussen 5.500 en 14.000 meter.

• Cirrus-witte filamenten
• Cirrocumulus – kleine gerimpelde elementen
• Cirrostratus – transparante plaat, vaak met een halo

middelgrote wolken zijn meestal samengesteld uit waterdruppels of een mengsel van waterdruppels en ijskristallen, en hebben een basis tussen 2000 en 5.500 meter.

• altocumulus-gelaagde, gerimpelde elementen, meestal wit met enige schaduw
• altostratus-dunne laag, grijs, laat de zon verschijnen alsof door gemalen glas
• Nimbostratus-dikke laag, lage basis, donker. Regen of sneeuw die ervan valt kan soms zwaar zijn

lage wolken bestaan meestal uit waterdruppels – hoewel cumulonimbus wolken ijskristallen bevatten – en hebben een basis van minder dan 2.000 meter.

• stratocumulus – gelaagde, reeks afgeronde rollen, meestal wit met enige schaduw
• Stratus – gelaagde, uniforme basis, grijs
• Cumulus – individuele cellen, verticale rollen of torens, platte basis
• Cumulonimbus – grote bloemkoolvormige torens, vaak ‘aambeeldtoppen’, soms met onweersbuien of regen-of sneeuwbuien

de meeste van de belangrijkste wolktypes kunnen worden verder onderverdeeld op basis van vorm, structuur en mate van transparantie.

Cumulus

cumuluswolken lijken vaak op klontjes watten. Met een stevige bries marcheren ze gestaag door de lucht; hun snelheid van beweging geeft een aanwijzing voor hun lage hoogte. Cumulus wolken geven af en toe lichte regen-of sneeuwbuien.

© Steve Jebson

© Steve Jebson

typisch, de basis van cumulus wolken zal ongeveer 2000 voet (600 meter) boven de grond in de winter, en misschien 4000 voet (1.200 meter) of meer op een zomermiddag. Individuele wolken zijn vaak van korte duur en duren slechts ongeveer 15 minuten. Ze hebben de neiging om te vormen als de grond opwarmt gedurende de dag en worden minder frequent als de hitte van de zon afneemt tegen de avond.

de oorzaak van kleine cumuluswolken is meestal convectie. Warmte van de zon verwarmt de grond, die op zijn beurt verwarmt de lucht boven. Als een’ pakket ‘warme lucht minder dicht is dan de koelere lucht eromheen of erboven, begint het’ pakket ‘lucht te stijgen – dit staat bekend als een’thermisch’. Als het stijgt, zet het uit en koelt het af, en als het voldoende wordt afgekoeld, condenseert de waterdamp als kleine wolkendruppeltjes. Een cumuluswolk wordt geboren.

de lucht in de wolk zal blijven stijgen totdat deze niet meer drijft. Op sommige zonnige dagen is er onvoldoende vocht of instabiliteit om vocht te vormen.

in heuvelachtige gebieden fungeert een hoge, op het zuiden gerichte helling als een goede bron van thermiek, en dus van cumulus. Af en toe zal een centrale of fabriek een eigen wolk produceren.

wanneer de lucht stijgt in de warmte moet er compensatie zijn voor downdraughts in de buurt. Deze creëren de heldere gebieden tussen cumulus wolken en maken het makkelijker voor zweefvliegers om de thermiek te vinden die ze kunnen gebruiken om hoogte te winnen.Cumulonimbus

Cumulonimbus

net zoals cumulus een opgehoopte wolk is, is cumulonimbus een opgehoopte regenwolk (nimbus betekent regen).

© N. Elkins

in veel opzichten kan de regendragende variëteit worden beschouwd als een grotere, beter georganiseerde versie van de cumulus. Een cumulonimbus kan 10 km breed zijn en 10 km boven de grond uitsteken. Dit is te vergelijken met een cumuluswolk die typisch een paar honderd meter breed is en een hoogte van slechts een paar kilometer bereikt. In plaats van een bol van watten, zal een cumulonimbus lijken op een enorme bloemkool van kiemende torens en uitpuilende torentjes.

maar er is een belangrijk structureel verschil in het feit dat de bovenste niveaus van de cumulonimbus in ijs zijn veranderd en er vezelig uitzien, terwijl de cumuluswolken volledig uit waterdruppels bestaan. Dit ijzige gedeelte aan de top kan plat worden tot een ‘aambeeld’ vorm wanneer de wolk volledig is ontwikkeld. Wanneer het dit stadium bereikt, is de basis meestal donker, en er zullen regenbuien of, soms, hagel zijn. In de winter kunnen de buien van sneeuw of sneeuw zijn. De buien zijn vaak vrij zwaar en kunnen gepaard gaan met bliksem en onweer.

soms wordt cumulonimbus ‘ingebed’ of half verborgen tussen andere wolken. Bij andere gelegenheden zullen ze goed gescheiden zijn en het ‘aambeeld’ kan heel goed zichtbaar zijn vele mijlen ver weg. Cumulonimbus wolken zijn op elk moment van de dag te zien, maar komen het meest voor in het binnenland tijdens de middag in het voorjaar en de zomer, en komen vaak voor in de tropen. Ze ontwikkelen zich daar waar convectie het sterkst en het meest georganiseerd is.

de levensduur van een cumulonimbus is gewoonlijk minder dan een uur.

er zijn echter uitzonderingen. De ‘Hampstead storm’ van 14 augustus 1975 was een voorbeeld van een cumulonimbus wolk die zich bleef regenereren over een klein deel van Londen. Ongeveer 170 mm regen viel in drie uur, wat ernstige overstromingen veroorzaakte.

Stratus

© Jim Glavin	© A. Bushell

Stratus is een laagwolk (niet te verwarren met altostratus en cirrostratus, die veel hoger zijn). In uiterlijk is het meestal een kenmerkende grijze laag. Soms, wanneer een blad van stratus een gebied beà nvloedt, zal de wolkenbasis tot op de grond zijn en mist veroorzaken. Echter, de gebruikelijke basis ligt tussen de grond en 300 meter, wat betekent dat heuveltoppen kunnen worden verduisterd door wolken. Soms zal stratus motregen of lichte sneeuw produceren, vooral over heuvels.

misschien wel de belangrijkste aanwijzing voor zijn lage hoogte is zijn duidelijke snelle beweging door de lucht bij elke wind die sterker is dan een vlakke kalmte. Bijvoorbeeld, een Stratus wolk op 500 voet (150 meter) bewegen op 20 mijl per uur zal lijken veel sneller te bewegen dan altostratus met zijn basis op 10.000 voet (3000 meter) bewegen op 60 mijl per uur.

een schatting van de hoogte van stratus kan worden verkregen door de relatieve vochtigheid te meten en deze af te trekken van 100. Het resulterende aantal geeft een idee van de hoogte van de lage wolk in honderden meters. Bijvoorbeeld, 94% relatieve vochtigheid zou aangeven dat de stratus is ongeveer 600 voet (180 meter) boven de grond.

Stratus ontstaat als gevolg van condensatie in vochtige lucht bij lage niveaus als gevolg van afkoeling. De koeling kan op een aantal manieren worden veroorzaakt:

1. het optillen van lucht boven land als gevolg van heuvels of het “stoten” boven ruwe grond;
2. warme lucht die zich over een koude zee beweegt. Als de wolk over het land beweegt, zal het gemakkelijk elke relatief hoge grond bedekken. In sommige gevallen valt de basis van de wolk naar het zeeoppervlak, waardoor mist ontstaat. Dit kan over de kust drijven en wordt sea fog genoemd, hoewel het haar heet in het noorden en oosten van Schotland en fret in het oosten van Engeland;
3. temperatuur die ‘ s nachts over land valt. De lucht kan gedurende de dag landinwaarts zijn gebracht op een zeebries. Er moet wat wind zijn, anders kan de koeling leiden tot stralingsmist.

Stratocumulus

© Jim Galvin

Stratocumuluswolken vormen meestal tussen 300 en 2000 meter.

Stratocumulus geeft vaak een blad van bijna totale bewolking, met misschien een of twee breuken. De wolkenelementen zijn afgerond en sluiten zich bijna aan. Af en toe bestaat de plaat uit een reeks min of meer parallelle rollen, die vaak, maar niet altijd, ‘over de wind’liggen. Stratocumulus produceert soms lichte vallen van regen of sneeuw.

Stratocumulus wordt gevormd door zwakke convectiestromen, mogelijk veroorzaakt door turbulente luchtstromen naar boven. De convectie beà nvloedt een ondiepe zone omdat droge, stabiele lucht boven het wolkenblad verdere opwaartse ontwikkeling verhindert.

soms zijn er enorme platen stratocumulus die duizenden vierkante kilometer rond de flanken van een hogedruksysteem bedekken, vooral boven de oceanen. Het weer onder dergelijke lakens neigt droog te zijn, maar het kan nogal saai zijn als de wolk twee of drie duizend voet dik is.

Altocumulus

© Steve Jebson

altocumulus wolken vormen meestal tussen de 6.500 en 17.000 voet (2.000 en 5.000 meter) en worden aangeduid als middelhoge wolken.

in de meeste gevallen is er weinig verschil tussen de eigenschappen van stratocumulus en altocumulus, aangezien beide bestaan uit waterdruppels en gewoonlijk in verticale omvang beperkt zijn. De beslissende factor tussen stratocumulus en altocumulus komt normaal gesproken neer op de hoogte omdat beide typen op dezelfde manier worden gevormd.

Altocumulus biedt ook een soort vlekkerig patroon, maar omdat het zich op een grotere hoogte bevindt, lijken de wolkenelementen kleiner. Een significant andere vorm is altocumulus castellanus, die is als een krachtige middelhoge cumulus, soms met regen vallen van hun basis, bekend als trailing virga. Dit type bewolking is soms een indicatie dat onweer zal volgen.

Altostratus

altostratus wolken hebben normaal gesproken een basis tussen de 8.000 en 17.000 voet (2.500 en 5.000 meter). Altostratus verschijnt als een uniform blad dat de hemel geheel of gedeeltelijk bedekt. Soms is het dun genoeg om alleen de zon of de maan te onthullen. De zon verschijnt als door gemalen glas, maar schaduwen zijn niet zichtbaar op de grond. Soms, als de basis is minder dan 10.000 voet (3000 meter) het kan lichte regen of sneeuw geven.

© C. S. Broomfield

Nimbostratus

nimbostratus wolken worden gevonden tussen 1500 en 10.000 ft (450 en 3.000 meter). Nimbostratus vormt een dikke, diffuse laag donkergrijze wolken die de hele hemel of het grootste deel ervan bedekken, waardoor de zon of de maan altijd verduisterd wordt. Het gaat gepaard met matige of zware regen of sneeuw, af en toe ijs pellets. Hoewel geklasseerd als een medium cloud, daalt de basis vaak af naar lage wolkenniveaus. Nimbostratus kan gedeeltelijk of zelfs geheel verduisterd worden door de vorming van stratus onder in neerslag.

© C. S. Broomfield

Cirriform wolken

Alle © R. K. Pilsbury

Cirriform wolken (i.e. wolken uit de cirrus familie) worden gevonden op grote hoogte, meestal boven 6.000 meter. Ze zijn samengesteld uit ijskristallen. De groep bestaat uit drie soorten wolken: cirrus, cirrostratus en cirrocumulus.Cirrus zelf komt veel voor op de Britse eilanden en in het grootste deel van de wereld. Het is dun, wispy en wit van uiterlijk, en de naam, afkomstig van het Latijnse woord voor ‘pluim van haar’, geeft een goede beschrijving van de wolk. Een andere naam voor de wolk, ‘mares tails’, roept ook een accuraat beeld op. Cirrus kan worden gehaakt of recht afhankelijk van de luchtstroom naar boven. Soms komt het als een zeer dichte vlek die overblijft van de ‘aambeeld’ wolk van een cumulonimbus die is verdwenen. Bij andere gelegenheden, cirrus kan vrij uitgebreid zijn wanneer geassocieerd met een straalstroom – de wolk kan dan worden gezien bewegen langs de hemel, ondanks zijn grote hoogte. Vliegtuigcondensatiesporen zijn een vorm van door de mens gemaakte cirrus. Ze zijn soms te zien in’ historische ‘ films, tot vreugde van filmliefhebbers die graag technische onnauwkeurigheden spotten.Cirrostratus is een dunne wolkenlaag die de zon of de maan zichtbaar maakt. Soms, als de wolk dun is, omringt een heldere ring van licht (een zogenaamde halo) de zon of de maan. Een laag van cirrostratus is vaak een indicatie van een verslechtering van het weer.Cirrocumulus is vaak aanwezig in kleine hoeveelheden samen met cirrus, maar domineert zelden de hemel. Op die momenten dat het wijdverspreid is, wordt een prachtig spektakel gecreëerd, vooral bij zonsondergang. De individuele wolken lijken erg klein-vaak kleine rijen van ruwweg bolvormige peerachtige wolkenelementen. Soms komen ze voor in golvende patronen als kleine rimpelingen.

dit informatieblad is gebaseerd op een reeks artikelen geschreven door Dick File die verscheen in the Guardian. Webpagina gereproduceerd met de vriendelijke toestemming van het Met Office