Door: Heleen ter Pelkwijk (KNMI) Weer! Door: Heleen ter Pelkwijk (KNMI)

Wat gaan we doen? Wie ben ik De algemene circulatie Wat is luchtdruk? Wat is wind? Hoe meten we wind? Weer waarnemen Met het weer experimenteren? Internationale projecten Een snelle uitleg over wie ik ben: Ik heb meteorologie gestudeerd in Wageningen. De studie Meteorologie was daar deel van de studie Bodem, Water en Atmosfeer. 10 jaar meteoroloog in de weerkamer…waar ik weerberichten en waarschuwingen voor het algemene publiek en voor de scheepvaart gemaakt heb. Sinds een jaar meteoroloog proces en product innovatie….ik probeer toepassingen te bedenken en te maken waardoor de meteoroloog in de weerkamer zijn werk beter en sneller kan doen. Hoe kom ik nu hier terecht? Ik geef soms opleidingen en presentaties voor het KNMI Daarnaast heb ik in 1994 en 1995 tijdens mijn studie op de Europese en Wereld Jamboree in Dronten en project gedraaid over het weer voor kinderen van 11 t/m 16 jaar. We hebben toen geprobeerd om kinderen het weer te laten ervaren door het doen van proefjes……. Ook draai ik mee met de dag voor Jantje Beton, waar we het weerveld bezoeken en experimenten doen. Eerst wil ik jullie laten zien in de algemene circulatie dat de atmosfeer voortdurend in beweging is als gevolg van de straling van de zon. Van daaruit maken we de overstap naar het weer en gaan we kijken hoe we het weer kunnen meten en tot slot kijken we naar wat internationaal gezien op dit gebied gebeurd en waar jullie hulp kunnen vinden voor de weerprojecten op school.

Algemene Circulatie Zoals jullie zien op deze satelliet beelden is de atmosfeer rond de aarde voortdurend in beweging. Hoe komt dit nu eigenlijk? (ps de tropische cycloon Isabel die onderweg is naar Amerika is goed zichtbaar)

Algemene Circulatie De zon heeft als warmtebron een belangrijk invloed op de circulatie: De zon is de belangrijkste warmtebron voor de aarde maar verwarmt de aarde niet regelmatig. Zie bijgaand plaatje. Hierin is goed te zien dat een zonnebundel van dezelfde grootte nabij de noordpool veel meer oppervlakte van de aarde moet verwarmen dan bij de evenaar. Nabij de polen is het daardoor dus beduidend kouder dan bij de evenaar. Daarnaast is de verdeling tussen land en water een belangrijke oorzaak van de temperatuurverschillen op aarde: Immers water kan veel meer warmte absorberen dan land. Water verliest ook minder snel zijn warmte, denk hierbij aan de Noordzee die afgelopen winter nog 10 graden was terwijl het op een gegeven moment boven land vroor. Land kan makkelijker zijn warmte uitstralen, denk hierbij aan een heldere nacht zoals in de afgelopen week waarin het zeker tegen de ochtend nog flink fris kon worden terwijl het overdag behoorlijk opwarmt

Algemene Circulatie Ook staat de zon niet altijd op dezelfde plaats ten opzichte van de aarde, dit leidt tot een verschil van temperatuur van maand tot maand op een vaste plaats op aarde hetgeen leidt tot verschillende seizoenen. In bijgaand loopje kun je de temperatuursveranderingen van maand tot maand bekijken.

Algemene Circulatie Temperatuurverschillen tussen verschillende gebieden op aarde leiden tot een transport van lucht om de verschillen te laten verdwijnen. Deze luchttransporten noemen we de Algemene Circulatie. Maar hoe werkt dat nu?

Algemene Circulatie Hoe werkt het transport nu door temperatuur verschillen? Een gasvlam verwarmt het rechterdeel van een bak met water, waardoor de temperatuur rechts onderin hoger is dan elders in de bak. Het warme water stijgt op; kouder en daardoor 'zwaarder' water, schuift onder het warmere water en er ontstaat een stroming. In de praktijk blijkt lucht in de atmosfeer vergelijkbaar gedrag te vertonen; dat komt doordat bij lucht de dichtheid op een zelfde manier van de temperatuur afhangt als bij water. Denk bijvoorbeeld maar aan de opstijgende warme lucht boven een warme kachel of radiator.

Algemene Circulatie Nu gaan we het model van de waterbak die verwarmt werd toepassen op de aarde, herinner je hierbij het plaatje dat het aan de evenaar veel warmer was dan aan de polen….. Dan verwachten we dat: - aan de evenaar opstijgende lucht, - aan de pool dalende lucht, - aan het aardoppervlak een luchtstroming rechtstreeks van pool naar evenaar en - in de bovenlucht een luchtbeweging van evenaar naar pool. In dit geval zouden we hier op het noordelijk halfrond alleen maar noordelijke wind hebben…….maar dit is niet het geval. Waarom niet?

Algemene Circulatie De draaiing van de aarde heeft ook invloed op de algemene circulatie……Hoe werkt dat? Proefje Coriolis effect De invloed van de draaiing van de aarde op de algemene circulatie kunnen we laten zien door het doen een proefje: Vervolgens doen we het proefje met over het Coriolis effect (uit “How weather works” ISBN:0-7621-0234-9) : Trek met een pen een lijn langs de strip terwijl iemand de cirkel rond beweegt voor je….De lijn geeft een afbuiging en dit is het coriolis effect. Op het noordelijk halfrond krijgt de noordelijk luchtstroom die ontstaan is door het verschil in warmte tussen de pool en de evenaar een afwijking naar rechts.

Algemene Circulatie Het effect van de Corioliskracht op de algemene circulatie: Op het noordelijk halfrond is de noordelijke wind in praktijk noordoost. Maar: In Nederland op een gematigde breedte hebben we meestal te maken met een westelijke stroming. Hoe zit dat? Uit het Coriolis proefje hebben we geleerd dat stroming door de draaiing van de aarde op het noordelijk halfrond een afbuiging naar rechts krijgt….de noordelijke wind komt dus in de praktijk uit het noordoosten.

Algemene Circulatie In praktijk blijken we op het noordelijk halfrond een 3 cellige i.p.v. een eencellige structuur te hebben. Het totale plaatje ziet er als volgt uit: Het blijkt dat op het noordelijk halfrond een structuur met 3 cellen heeft in plaats van de eencellige structuur die ik hiervoor heb beschreven. Op gematigde breedte bevindt zich een zone met overwegen westelijke winden en langs de evenaar op het noordelijk halfrond hebben we een noordoost passaat en op het zuidelijk halfrond een zuidoost passaat. Als je nu naar de individuele cellen kijkt: (de corioliskracht is met name van belang nabij het aardoppervlak) Stijgende winden komen uit noorden en krijgen door de corioliskracht een afbuiging naar nooroost De dalende winden komen uit het zuiden en krijgen door de corioliskracht een afbuiging naar zuidwest.

Algemene Circulatie Maar: De aarde heeft geen homogeen oppervlak, dus er is ook geen homogene verwarming van het aardoppervlak mogelijk. Luchtstromingen kunnen geblokkeerd worden door grote bossen en gebergten. Grote wateroppervlakten leveren minder wrijving op dat aardoppervlakten De aardas staat scheef, hierdoor ontstaan seizoenen die van invloed zijn op de algemene circulatie. Wat ik tot nu heb laten zien is een ideale model situatie….helaas klopt dat niet altijd….. Verstoringen van dit model ontstaan door: Puntje 4: als we terug gaan naar het temperatuurplaatje dat eerde is getoond is de gordel van de maximum temperatuur afhankelijk van de seizoenen en dus afhankelijk van de stand van de zon t.o.v. de aarde…vanmiddag gaan we daar met de experimenten verder op in……

Algemene Circulatie Hier een voorbeeld van de algemene circulatie zoals die wordt waargenomen in januari en juli. In bovenstaande plaatjes is een duidelijk verschillend patroon waar te nemen dat het gevolg is van de seizoenen. ITCZ = inter tropische convergentie zone…..is de plek waar het het warmst is en waar dus de stijgende bewegingen het grootst zijn…. In januari ligt hij net ten zuiden van de evenaar en hebben we hier te maken met overwegend westelijke winden. In juli ligt hij duidelijk ten noorden van de evenaar en hebben we hier te maken met meer hogedrukinvloeden.

Wat is luchtdruk? Druk is niets anders dan het gewicht van een kolom met lucht op het aardoppervlak. Naarmate we hoger in de atmosfeer komen neemt de massa van de lucht kolom en dus de druk af…. Druk kunnen we meten met barometers………

Wat is luchtdruk? Proefje met het imploderend blikje Met het proefje met het imploderend blikje kunnen we kinderen een gevoel geven van het begrip druk. Benodigdheden: Een brander, 2 bakken met water, een leeg cola blikje en een tang waarmee je het blikje goed kunt vastpakken…. Zorg dat in een bak warm water zit en warm deze verder op tot het kookpunt Doe een klein beetje water in het blikje en warm deze op Indien het blikje goed het kookpunt heeft bereikt stop je het snel op zijn kop in een bak met koud water. Door de snelle afkoeling zal het blikje met een knal imploderen

Wat is wind? Wind heeft als doel om luchtdrukverschillen over de aarde ongedaan te maken. In een situatie dat er geen andere krachten spelen: Als er geen andere krachten spelen zal de aarde streven naar evenwciht. Dat wil zeggen dat er een luchtstroom opgang komt van de hoge druk naar de lage druk, maar….