zondag 26 januari 2014

Valwinden vs Windhozen

Na de onweersbuien gisteren die op meerder plaatsen, vooral in zuid West-Vlaanderen, voor schade heeft gezorgd, vooral windschade, roept men natuurlijk terug dat er her en der een windhoos is langsgekomen terwijl wij er van uit gaan dat om typische valwinden ging (vakterm 'Downburst').

Laat ons eerst en vooral eens het onderscheid tussen beide gaan bekijken.

Een valwind (of downburst) is een sterke neerwaartse stroming onder een zware bui. Zodra de snel dalende lucht het aardoppervlak raakt moet ze horizontaal uitwijken, waarbij een verdere versnelling optreedt. Aan de grond uit zich dit in zware tot zeer zware windstoten, vaak in combinatie met intensieve neerslag (regen/hagel).
  • Hoe ontstaan een downburst

Strakke, rechtlijnige windstoten
Downbursts vormen als hagelstenen of grote regendruppels in droge lucht vallen. Hierdoor koelt de lucht af en krijgt daarom een grotere dichtheid. Door de grotere dichtheid zakt de "bel" koele lucht met een grote snelheid naar het aardoppervlak.

De gevolgen van een downburst

Dit fenomeen kan schade veroorzaken die vergelijkbaar is met die van een windhoos (of tornado). Het schadepatroon wijkt echter af! Bij een downburst is er vaak sprake van een omvangrijk gebied waarin gevelde bomen in min of meer één richting liggen. Bij een windhoos betreft het meestal een smal, langgerekt spoor waarbij bomen door de draaibeweging in de hoos over korte afstand in verschillende richtingen geveld worden. Een downburst heeft ook gevolgen in de luchtvaartindustrie. Wanneer een vliegtuig in een downburst terecht komt kan deze door de krachtige winden het vliegtuig letterlijk naar beneden duwen.

  • Hoe ontstaan van een windhoos

Tornado is een wervelende luchtkolom, meestal een smal
maar destructief schade pad
Vooral in de zomer (het kan ook in de winter) gaan zware onweersbuien soms gepaard met een windhoos.  Dit is een snel roterende trechter die indien krachtig genoeg alles op haar weg opzuigt. Sporadisch komt het tot grote schade. De hoos trekt met de bui mee en laat door wind en grote luchtdrukverschillen een spoor van vernielingen achter. Soms bevat de windhoos objecten die tijdens de tocht over het aardoppervlak zijn opgezogen. De zichtbare slurf bestaat net als een wolk uit waterdruppeltjes. De windsnelheden bij een windhoos kunnen zeer lokaal oplopen tot enkele honderden kilometers per uur en de passage van een hoos gaat gepaard met een enorm lawaai.

De gevolgen van een windhoos

Een windhoos of tornado laat een spoor van vernieling achter waar deze werkelijk is voorbij getrokken. Soms zijn de schade sporen redelijk small, bij zwakke tornado's (enkele 100 meters) of juist zeer breed (bij zwaardere tornado's). Maar het schade spoor is altijd zeer duidelijk te herkennen, vooral in grasvelden of maisvelden waar het gras/de mais door elkaar heen wordt neergeveld door de wind.


Situatie 25 januari 2014 omstreeks 20u in West-Vlaanderen.

Eerst en vooral kijken we naar de windsnelheden op zo'n 3 km hoogte, bij een downburst (mede door hagel/regen) kan de wind zelfs van op die hoogte mee komen naar het aardoppervlak.

Op onderstaande kaart heb ik via de blauwe lijn de positie van de buienlijn neergetekend. Verder zien we dat op zo'n 3 km hoogte de wind ferme snelheden haalde van om en bij de 100 a 110 km/u richting de grens W-VL / Frankrijk. Daarnaast zien we ook via de stroomlijnen dat de buienlijn als het ware voort geduwd werd door deze stroming, vandaar de buienlijn snel zijn doortocht maakte, alles duurde maar hoogstens 10 minuten. Maar tijdens de doortocht waren er op verschillende locaties felle regens met hagel en felle windstoten. Tijdens dit proces werd via de neerwaartse beweging van de neerslag wind van hogere hoogte mee naar het aardoppervlak gestuurd en waren de rukwinden krachtig genoeg om schade te berokkenen. Windstoten die zijn opgemeten in W-VL en noord Frankrijk zaten in de orde van 90 - 110 km/u, m.a.w., de felle windstoten waren afkomstig van de strakke wind op zo'n 3 km hoogte = > Downburst



zaterdag 25 januari 2014

Mogelijk felle (onweers)buien komende avond

De titel verraad het al, tijdelijk onstuimig weer wordt onze kant opgestuurd de komende avond. Hoe, wanneer en waar bespreken we even in dit bericht. Een storing (verbonden aan een trog) komt de komende avond dichterbij vanaf het noordwesten.

  • Een eerste punt is, dat aan de voorzijde van deze storing er relatief zachte lucht, snel in de trog wordt gepompt terwijl aan de noordzijde relatief koude lucht, snel in de trog wordt gepompt. Deze mix van zachtere en koudere lucht zorgt voor een toename van onstabiliteit.
  • Een tweede punt is de straalstroom. Deze nestelt zich in de directe nabijheid van deze trog waardoor de windsnelheden op hogere hoogtes significante waarden aan nemen en er dus voldoende snelheidsscheering (wind shear) kan ontwikkelen.
  • Een derde punt, de windrichting verandert ook naarmate we hogerop in de atmosfeer gaan kijken.
  • Een vierde, laatste punt is het temperatuurs contrast, 8 °C als maxima over het westen en later vanavond op 5500m zakt de temperatuur tot -34 °C, dat is meer dan 40 °C verschil.

 Als we kijken naar de verwachte luchtdruk kaart door het Amerikaanse weermodel om vanavond 19 u (18 UTC) dan zien we beduidend een zeer scherpe trog (omcirkeld). Deze trog zal zich in de loop van de avond afsnoeren van zijn 'moeder', namelijk de depressie met kern boven IJsland.

In eerste instantie zullen we dit merken door de toename van de wind, maar vooral tussen 19u en 23u lijkt de buienzone over ons land te trekken. Deze buien kunnen door de mix van hierboven onweer bevatten en eveneens kleine hagel.


 De volgende kaart, rechts, toont de berekende convectieve bewolkingsgraad voor. Convectieve wolken kennen we in de volksmond als stapelwolken (de gewone cumulus) en de onweerswolk (cumulunimbus).

Indien de berekende convectieve bewolking hoger dan 60% haalt kan men spreken over sterke groei van stapelwolken die uitgroeien tot een regenbui of mogelijks kunnen doorgroeien tot een onweersbui. Indien deze kaart waarden van 80% of meer haalt dan is de kans zeer groot op een sterke groei van convectieve wolken.

De warmte advectie in de trog is hier mooi te zien op de temperatuurskaart op het 850 hPa vlak (zo'n 1500 m hoogte). We zien mooi de zachtere lucht vanuit Frankrijk de trog in gaan via het zuiden van België terwijl er vanaf het noordwesten de koudere lucht op die hoogte terrein wint.Als we globaal kijken zien we dat de contrasten op 1500 m hoogte reeds een 10-tal graden verschil kunnen gaan maken.

Als we vergelijken met temperatuur op 5500 meter (hieronder). Dan zegt dit contrast reeds genoeg. We
preken dan over een temperatuur op 1500 m van zo'n +4 °C terwijl vanaf het noordwesten de koudere lucht inzakt en botst met deze zachte lucht (-34 °C) en een verschil oplevert van een kleine 40 °C. Aan de grond verwachten we maxima van om en bij de 6 - 8 °C (al naar gelang de zon nog kan meewerken deze namiddag) waardoor dit contrast nog iets dieper, nog iets onstabieler wordt.

Door deze contrasten kunnen we zeker stellen dat de buien met (korrel)hagel gepaard kunnen gaan, eventueel bij een zware bui zie ik de neerslag zelfs overgaan van regen naar smeltende sneeuw (wegens het meetrekken van koudere lucht van bovenaf).

De straalstroom. Deze bevindt zich vanavond pal boven de Britse eilanden maar haar uitgang komt dan net boven ons land te liggen. (de linker uitgang).

Aan deze uitgang treedt er namelijk divergentie op welke het ontstaan van de trog bevorderd en zich zo als een klein lagedruk gebied zal gaan voort zetten in de loop van de nacht. Door deze divergentie treedt  er een 'te kort' van lucht op in de hoogte en door deze kracht wordt deze terug aangevuld vanaf de grond. Deze beweging noemen we ook wel eens stijgbewegingen en deze bewegingen zijn dan terug in het voordeel om de wolken via deze beweging mee te laten omhoog groeien.

Deze stijg beweging zien we dan terug op onze volgende weerkaart, namelijk de Lapse Rate kaart vanaf het 700 tot het 500 hPa vlak. Deze kaart toont hoe snel de temperatuur daalt met toename van de hoogte. Als we de Jet van hierboven naast deze kaart leggen dan zien we uiteindelijk wat er gebeurd aan de linker uitgang. Daar zien we een snelle daling van de temperatuur per km dat we hoger gaan (gemiddeld een 7 °C per kilometer daling).

M.a.w. kunnen we zeggen dat deze snelle daling per km stijging ook kan betekenen dat een stapelwolk, per km stijging snel kan groeien.

Terwijl we deze waarden intussen ook al kennen kunnen we verder gaan met de volgende kaart, de hagelkans. Deze houd rekening met de onstabiliteit, de lapse rate (hierboven), de menging van vocht, de temperatuur op 500 hPa en de deep layer windshear (windscheering tussen 0 - 6 km). Uiteindelijk komt deze kaart maar met een 10% kans op hagel waardoor we echte problemen door hagel niet verwachten. Uiteindelijk betekend dit wel dat er kans op korrelhagel wel groot is tijdens de zwaardere buien. In de zomermaanden bij zware onweerssituaties zien we deze kaart soms percentages halen van 50 - 70 % waarbij er toen ook hagel viel van een significante orde.

Daarnaast, als laatste kaart, komen we bij de windshear terecht. Deze haalt zeer hoge waarden (mede dankzij die JET) waardoor de snelheidsshear in teken kan staan dat de buien snel kunnen doorgroeien naar een onweersstadium. Eveneens bekijken we via deze parameter of de kans op een supercell (roterende onweersbui, welke vooral in de VS tornado's voortbrengt).

Als we kijken naar de waarden, LLS (low level shear 0 - 1 km) dan haalt deze zo'n 30 m/s, DLS (deep layer shear, 0 - 6 km) dan haalt deze ook waarden rond 35 m/s.

Dit kan in principe volstaan om een supercell tot ontwikkeling te brengen maar aangezien de onstabiliteit (CAPE, kaartje links onder shear) niet zo noemenswaardig hoog ligt (amper 250 J/KG) dan sluiten we een echte supercell volledig uit.

Een verscholen exemplaar (embedded supercell is eveneens dan wel terug mogelijk). De kans op tornado's is zeer klein doch door de sterke JET kan de wind wel fel gaan uithalen tijdens de zwaardere buien (80 - 100 km/u).





M.a.w. kort samengevat:


In de loop van de avond komt de trog dichterbij vanaf het noordwesten. Hieraan verbonden komt er een storing binnen vanaf het noordwesten waarop enkele felle (onweers)buien kunnen ontstaan met mogelijk ook (korrel)hagel en felle windstoten (80 - 100 km/u). De meeste en actiefste buien verwachten we in het westen en zuidwesten van ons land (prov. West & Oost-Vlaanderen, Henegouwen en delen van Antwerpen)