|
|
|
| De zon levert met zijn zonnestraling
alle energie die de luchtstromingen
op aarde op gang houden. Minder
bekend is dat ook de aarde warmte
uitstraalt; daarbij koelt het
aardoppervlak af. Binnenvallende
zonnestraling en uitgaande aardse
straling regelen samen met factoren
als wind, bewolking en vochtigheid
de temperatuur van lucht en
aardoppervlak. In dit hoofdstuk
wordt die samenhang uitgelegd.
|
| |
| De zon straalt zijn energie
uit bij een
oppervlaktetemperatuur van
ongeveer
6000 graden C. Een
klein deel van de
uitgezonden energie
valt op de buitenste rand
van de dampkring en van dat
kleine gedeelte bereikt
slechts ongeveer de helft
het aardoppervlak (zie
figuur). |
| |
| De andere helft wordt
teruggekaatst de ruimte in
of geabsorbeerd en in warmte
omgezet door wolken en door
gassen in de atmosfeer als
waterdamp, koolzuurgas
en
ozon. De geabsorbeerde
energie wordt echter ook
weer door de dampkring zelf
uitgestraald de ruimte in,
zodat er daardoor nauwelijks
temperatuurveranderingen in
de atmosfeer optreden. In de
figuur is een en ander
schematisch weergegeven. |
| |
 |
|
 |
De zonnestraling die het
aardoppervlak bereikt, wordt
er gedeeltelijk geabsorbeerd
en omgezet in warmte.
De
mate van absorptie hangt
sterk af
van de aard van het
aardoppervlak. Begroeide en
donkere delen,
zoals bossen
en asfalt, absorberen de
straling; witte delen,
zoals sneeuw- en ijsvlakten,
kaatsen haar terug. |
| |
Van de straling die door het
oppervlak geabsorbeerd
wordt, verdwijnt een klein
gedeelte de bodem in;
die
straling warmt zo diepere
lagen in de
bodem langzaam op. De rest
van de door de bodem
opgenomen straling levert de
energie om bodemvocht
te
verdampen en om de lucht
vlak
boven het aardoppervlak
op te warmen. |
| |
| De andere helft wordt
teruggekaatst de ruimte in
of geabsorbeerd en in warmte
omgezet door wolken en door
gassen in de atmosfeer als
waterdamp, koolzuurgas
en
ozon. De geabsorbeerde
energie wordt echter ook
weer door de dampkring zelf
uitgestraald de ruimte in,
zodat er daardoor nauwelijks
temperatuurveranderingen in
de atmosfeer optreden. In de
figuur is een en ander
schematisch weergegeven. |
 |
|
Invloed van de
zonshoogte op de
hoeveelheid
opgevangen
zonnestraling per
vierkante meter |
|
Het aardoppervlak en de atmosfeer zenden zelf ook onafgebroken straling uit. Als de zon onder is, wordt geen zonnestraling meer ontvangen.
Het aardoppervlak gaat echter gewoon door met
het uitstralen van warmte; ook blijft het nog straling opvangen van de atmosfeer. Die straling is echter onvoldoende om de afkoeling van het aardoppervlak tegen te houden. Doordat de aard van het aardoppervlak van plaats tot plaats sterk varieert, zullen de uitstraling en daardoor de nachtelijke afkoeling eveneens sterk wisselen van plaats tot plaats. De nachtelijke afkoeling wordt
echter niet alleen bepaald door uitstraling vanaf het aardoppervlak; ook wind en eventueel aanwezige bewolking spelen een grote rol |
Na zonsondergang verandert de sitt1atie. Het aardoppervlak koelt door uitstraling af, naar de lucht erboven nauwelijks. Als het helder weer is
met weinig wind, zal de temperatuur van het aardoppervlak snel dalen. In het winterhalfjaar komt de temperatuur van het aardoppervlak dan gemakkelijk onder het vriespunt. De lucht erboven koelt echter niet zo sterk af. De temperatuur op enkele meters hoogte is onder dergelijke omstandigheden in het algemeen wel vijf graden of meer hoger dan de temperatuur vlak bij de grond. |
| |
| Is de lucht erg vochtig, dan kan vlak bij de grond gemakkelijk condensatie optreden doordat de lucht afkoelt tot het dauwpunt. Afhankelijk van de windsnelheid leidt dit tot 1nist of tot dat1wvorining. Is de temper atuur van de bodem of van het wegdek dan al beneden het dauwpunt, dan zal het teveel aan vocht veelal neerslaan als dauw. Het optreden van Inist of dauw heeft echter een sterk remmende invloed op de atkoeling; bij condensatie van waterdamp komt namelijk veel warmte vrij, wat verdere afkoeling van de lt1cht tegen gaat . Is er iets wind, dan zal die ervoor zorgen dat de lucht in de onderste meters gemengd wordt, waardoor de mist zich ge1nakkelijk naar boven uitbreidt. Is het windstil, dan gebeurt dat niet. |
| De rol van de wind is echter wat gecompliceerder dan tot nog toe werd beschreven. |
| |
- Als de temperatuur van het
aardoppervlak door de
afkoeling lager is geworden
dan de luchttemperatuur, zal
de wind er juist toe
bijdragen dat er
warmte van de lucht naar het aardoppervlak toe gevoerd wordt. De wind
werkt dan dus afkoeling
tegen. Hoe meer wind er
staat, des te meer
wordt de afkoeling tegengewerkt. |
| |
- Bij een kouder
aardoppervlak is echter de
turbulentie in de zwaardere
lucht minder. De
windsnelheid neemt daardoor
af, wat juist verdere
afkoeling in de hand werkt! |
| |
- Wind kan echter ook nog
warmte van andere gebieden
aanvoeren; we spreken dan
van advectie van warmte. Ook
dan wordt de afkoeling
tegengewerkt. Dit effect doet zich bijvoorbeeld 's nachts voor in de
winter, als er wind van zee
waait. De lucht boven zee is
warmer, waardoor
turbulentie in de zwaardere
lucht minder. De
windsnelheid neemt daardoor
af, wat juist verdere afkoeling in de hand werkt! |
| |
- Wind kan echter ook nog
warmte van andere gebieden
aanvoeren; we spreken dan
van advectie van warmte. Ook
dan wordt de afkoeling
tegengewerkt. Dit effect doet zich bijvoorbeeld 's nachts voor in de
winter, als er wind van zee
waait. De lucht boven zee is
warmer, waardoor
de afkoeling vermindert of stopt. Vooral in de kustgebieden is dit dus goed
merkbaar. De temperaturen liggen er enkele graden hoger dan meer
landinwaarts. |
| Naast de wind speelt ook de
bewolking een grote rol bij
de nachtelijke afkoeling. In
wolken zitten
waterdruppeltjes
en
ijskristallen. Het water in
die wolken, zowel in vaste
als in vloeibare vorm,
absorbeert
vrijwel alle
straling die door het
aardoppervlak wordt
uitgezonden.
Afhankelijk van de
temperatuur van de wolken, -
en dus van de hoogte waarop
ze zich bevinden, - zal de
bewolking een groot deel van
de straling weer
terugstralen naar het
aardoppervlak. Dit verklaart
het verschil in temperatuur
na
een heldere en na een
bewolkte nacht. In een
heldere nacht kan de aardse
straling ongehinderd naar de
wereldruimte verdwijnen,
waardoor sterke afkoeling
optreedt. Is het daarentegen
bewolkt, dan wordt die
straling onderschept en in
meerdere of minderde mate
teruggestraald. Daarbij moet
nog in rekening gebracht
worden dat de atmosfeer zelf
ook warmte uitstraalt,
gedeeltelijk ook naar het
aardoppervlak toe. |
| |
 |
|
| |
| Weerwaarnemingen
Hoogeveen. Tussen 22
en 23 uur raakt het
bewolkt
en komt de
nachtelijke afkoeling tot stilstand, waarna de temperatuur
weer oploopt. |
|
| |
| Ook kan het zijn dat nog een
gedeelte van de straling die
het aardoppervlak bereikt,
gereflecteerd wordt.
Dat
hangt sterk van de aard van
het oppervlak
af. De hoeveelheid door de
aarde uitgezonden straling
is ongeveer
even groot als
de door de atmosfeer naar
het aardoppervlak gezonden
hoeveelheid straling.
De
straling uitgezonden door de
wolken ligt in de orde van
een
tiental procenten van
deze waarden. |
| |
| Wolken spelen dan ook een
grote rol bij de nachtelijke
afkoeling.
Of er uiteindelijk meer
energie uitgestraald wordt
door het aardoppervlak
dan er ontvangen wordt,
hangt sterk van de bewolking af. Een geringe hoeveelheid
bewolking is al voldoende om
de balans te laten doorslaan
naar een situatie waarbij
het aardoppervlak meer
straling ontvangt dan kwijt raakt, waarbij de nachtelijke afkoeling sterk vermindert of stopt. Een voorbeeld van een gedurende de nacht oplopende temperatuur bij het binnendringen van bewolking geeft de figuur boven. |
| |
| Het zal duidelijk zijn dat hierbij ook de wind weer een rol speelt; die bepaalt mede of er net meer warmte wordt toegevoerd of wordt afgevoerd. Verder speelt de terreininvloed ook weer mee.
Het geheel is dus een tamelijk ingewikkeld en vooral subtiel proces. Kleine veranderingen of verschillen hebben grote invloed. Dat blijkt ook uit vergelijking van plaatsen waar mist en/of gladheid ontstaat. Er treden vaak grote verschillen op over kleine afstanden. |
| |
| 7.6
Gladheids situaties door
straling |
| |
In veel gevallen is de lucht
droog genoeg om geen
problemen met mist of
gladheid te veroorzaken
gedurende winteravonden en
stralingsnachten.
Uit onderzoek bleek echter
dat gladheid en
stralingsmist veelal
optreden als er
een
westelijke of noordelijke
luchtcirculatie boven
Nederland en omgeving staat.
In dergelijke circulaties
wordt er lucht via de
Noordzee aangevoerd.
Deze
lucht is in de onderste
lagen erg vochtig. Is het
onder dergelijke
omstandigheden gedurende de
avond en nacht helder en
valt als gevolg van de
zogenoemde dagelijkse gang
van de windsnelheid tevens
de wind weg, dan vindt
sterke afkoeling door
uitstraling plaats.
De lucht
koelt af tot het dauwpunt. |
| |
Het dauwpunt is die
temperatuur waarbij
waterdamp begint te
condenseren door afkoeling
van de lucht zonder dat er
vocht wordt toegevoerd of
afgevoerd (zie verder
hoofdstuk 6). Er ontstaat,
afhankelijk van de
windsnelheid, mist of dauw.
Vaak ook zal een wegdek
sterker afkoelen, tot onder
het dauwpunt, waardoor het
vocht op het wegdek
neerslaat.
Verdere afkoeling
tot temperaturen rond of
onder het vriespunt kan in
dit soort situaties leiden
tot gladheid, al of niet in
combinatie met mist. Lokale
effecten spelen hierbij wel
een heel grote rol. Er
treden daardoor
in die
situaties altijd
aanzienlijke verschillen op
tussen de
ene plaats en de
andere. |
| |
|
Bron:
Winter,
weer
en
wegen -
Kees Floor |
|
|
|
|
