Cumulus congestus (Cu con)

Cumulus congestus

Afkorting	Cu con
Symbool
Geslacht	cumulus (gestapeld);
Soorten	congestus (sterk opbollend)
Verscheidenheid	Radiatus,
Hoogte	Boven de 6000 m (> 20000 ft)
Classificatie	Familie D, verticaal ontwikkelde wolken
Uiterlijk	ophoping tot bloemkoolachtige wolkenformaties met bobbels en uitstulpingen, veroorzaakt door aanhoudende opwaartse luchtverplaatsing, en veranderen voortdurend van vorm, grote verticale hoogte die groter is dan de basis
Neerslagwolk	vaak, maar niet altijd

Een torenhoge cumulus (TCU, een afkorting voor Towering Cumulus), of cumulus congestus, is een convectieve wolk die ontstaat wanneer de lucht vochtig en onstabiel is. Het is het tussenstadium tussen cumulus en cumulonimbus, en vertoont over het algemeen een aspect van langwerpige bloemkool zonder een aambeeld dat schoorstenen vormt waarin wervelbewegingen gemakkelijk waarneembaar zijn. De congestussen zijn groter dan breed. Hoe duidelijker de wervelingen in de torens van de wolk zijn, hoe sterker de opwaartse stroming en hoe sneller de wolk zal evolueren
naar de storm.

Technisch gezien verschilt cumulus congestus van cumulonimbus door het feit dat het voornamelijk uit waterdruppels bestaat, terwijl in een cumulonimbus calvus het bovenste deel van de wolk uit ijskristallen bestaat, wat het optreden van elektrische verschijnselen die verband houden
met onweersbuien bevordert. Bovendien is het bovenste deel van een cumulonimbuswolk visueel glad, terwijl dat van een congestieve cumuluswolk tot aan de top een pluizig uiterlijk behoudt.

Definitie

Cumulus congestuswolken zijn kenmerkend voor onstabiele delen van de atmosfeer die convectie ondergaan. Ze worden vaak gekenmerkt door scherpe contouren en een grote verticale ontwikkeling. Omdat ze worden geproduceerd door (en voornamelijk bestaan uit) sterke opwaartse stromingen, zijn ze meestal groter dan breed, en wolkentoppen kunnen in de tropen 6 kilometer of hoger bereiken.

Ontstaanswijze

Cumulus congestuswolken worden in het algemeen gevormd door de ontwikkeling van cumulus mediocris, hoewel ze ook kunnen worden gevormd uit altocumulus castellanus of stratocumulus castellanus. De congestus-wolkensoort komt alleen voor in het geslacht cumulus en wordt door de International Civil Aviation Organization aangeduid als torenhoge cumulus (Tcu). Congestuswolken kunnen hevige turbulentie en buien van matige
tot zware intensiteit veroorzaken. Deze soort is geclassificeerd als verticaal of meertraps en is gecodeerd als CL2 in het synoprapport. Deze wolken zijn meestal te groot en ondoorzichtig om enige dekking of op patronen gebaseerde variëteiten te hebben.

Een naderend weerfront brengt vaak middelhoge wolken met zich mee, zoals altostratus of altocumulus, die gewoonlijk voorkomen dat cumulus
het congestusstadium bereikt door de hitte van de zon te verminderen of door als een laag stabiele lucht te fungeren waar de cumulus niet doorheen kan stijgen. Af en toe echter, vooral als de lucht onder de middelhoge wolk erg warm of onstabiel is, kunnen sommige cumuli congestus worden en de toppen ervan kunnen boven de middelhoge wolkenlaag uitstijgen, wat soms resulteert in buien voor de hoofdregenband. Dit is vaak
een teken dat het naderende front op zijn minst een paar cumulonimbi bevat tussen de nimbostratus-regenwolken en daarom kan elke regen gepaard gaan met onweersbuien.

Cumulus congestus zal bij voldoende instabiliteit uitgroeien tot cumulonimbus calvus. Deze transformatie kan worden gezien door de aanwezigheid van gladde, vezelige of gestreepte aspecten die worden aangenomen door het bovenste deel van de wolk. Terwijl alle congestus buien veroorzaken, kan deze ontwikkeling zware neerslag veroorzaken. Cumulus congestus kan ook worden geassocieerd met waterhozen bij mooi weer die zich vormen door rotatie aan het open wateroppervlak dat wordt uitgerekt onder hun opwaartse luchtstroom.

Een voorbeeld van een Turkse toren in de verte

Cumulus congestus boven Cahokia Mounds Museum, Collinsville, Illinois

Levenscyclus en neerslag

Toren hoge cumulus kunnen, net als andere convectieve wolken, worden geïsoleerd in een onstabiele luchtmassa of worden gegenereerd in clusters bij het passeren van een barometrische trog of een koufront. In het eerste geval is de opwarming overdag de trigger en verdwijnen de torenhoge cumulus na zonsondergang. In het tweede geval is het door het optillen van de holte of het voorhoofd dat de convectie veroorzaakt.
In dit geval kunnen torenhoge stapelwolken op elk moment van de dag of nacht voorkomen. Als de lucht onstabiel genoeg is, zullen sommige torenhoge cumulus in rijgen we onweer.

Tijdens een sleepbootsituatie na het passeren van een koufront is deze wolk nogal eens de drager van buien. Het kan dan op één plek regenen
terwijl de indruk van goed weer een paar honderd meter verderop de boventoon voert. In dit soort convectieve situatie. we observeren een lucht verdeeld tussen open plekken en passages van cumulus mediocris en congestus die uit buien komt. Het komt wel eens voor dat het regent en
schijnt tegelijk.

In een pre-stormachtige situatie met een koufront of een onstabiele luchtmassa, kan cumulus congestus in cumuloninumbus veranderen en zal er
pas in de volgende fase neerslag vallen vanwege de sterke opwaartse stromingen in de wolk. Aan de andere kant zullen niet alle torenhoge cumuluswolken het onweersstadium bereiken vanwege concurrentie om beschikbare vochtigheid, windschering met hoogte en temperatuurverdeling in de luchtmassa. Degenen die geen onweersbuien worden, kunnen matige tot zware buien geven.

Varianten

Cumulus congestus wordt vaak, maar niet altijd, geassocieerd met huidige of toekomstige onweersbuien. Tijdens de ontwikkeling van een cumulonimbus is de cumulus congestus-fase de laatste fase vóór de cumulonimbus calvus-fase. Figuren 1, 2 en 3 illustreren verschillende soorten cumulus congestus. In figuur 1 is de cumulus congestus aan de linkerkant in een afnemende fase, omdat deze wordt gevormd door een hoge toren met een smalle basis, terwijl de cumulus aan de rechterkant veel massiever is, met een verlengde basis en zou kunnen veranderen in een cumulonimbus calvus. De cumulus congestus in figuur 2 is vergelijkbaar met de vorige twee.

1: Een voorbeeld van geïsoleerde
cumulus congestus.

2: Ontluikende cumuluswolken veranderden
bijna in cumulonimbus

3: Cumulus congestus voorafgaand
aan een meercellige onweersbui

Aan de andere kant zijn de congestieve cumuluswolken weergegeven in figuur 3 van een andere aard: het zijn terugkerende cellen van een
meercellig stormsysteem. Deze wolken bevinden zich technisch net onder het niveau van cumulonimbus calvus, maar een continue donkere massa erachter geeft de hoofdmassa van de storm aan. Daarnaast is er een lijn van altocumulus castellanus aan de voorkant en flarden van altocumulus rechts van de wolk die dezelfde indicatie geven. Cumulus congestus kan zich vormen aan de kant van een zwaar onweerssysteem; ze zullen dan waarschijnlijk tornado's genereren.

Effecten op vliegtuigen en zweefvliegtuigen

Zoals eerder vermeld, wordt een cumulus congestus meestal gevormd door waterdruppels en deze worden nabij de top onderkoeld. Er zijn zeer weinig ijskristallen en daarom veroorzaakt het geen hagel en elektrische verschijnselen die cumulonimbuswolken gevaarlijk maken. Het kan echter hevige buien geven, af en toe vermengd met ijspellets in de zomer, of een sneeuwbui veroorzaken in de winter. Regenbuien die gepaard gaan met cumuluscongestus kunnen het zicht ernstig verminderen, waardoor een piloot in instrumentvluchtomstandigheden onder de wolk wordt geplaatst,
en onderkoeld water kan de oorzaak zijn van ijsvorming op het bovenste niveau in de wolk. Om deze redenen, en vanwege de verticale bewegingen in de buurt van en in de wolken, zal een onervaren zweefvliegtuig of kleine luchtvaartpiloot evenals een paraglider uit de buurt blijven van een cumuluscongestus. Voor een ervaren piloot kan de manoeuvre nog steeds riskant zijn.

Opwaartse luchtstromen

Een cumulus congestus kan een bron zijn van sterke (in de orde van 5 m / s) en uitgebreide (in de orde van km) opwaartse luchtstromen en deze zijn vaak bijzonder laminair onder de wolk.

Ze kunnen echter worden gebruikt door een ervaren zweefvlieger. Een "te kalme en te goede" lift is echter een voorbode van een zich ontwikkelende onweersbui en een piloot kan zich onder een cumulonimbuswolk bevinden zonder het te merken. Hij kan de laatste dan niet onderscheiden van een grote stapelwolk, omdat hij alleen een donkere massa boven zich ziet, niet de uiterlijke vorm ervan. Een zweefvliegtuig kan ontsnappen door de snelheidsremmen te openen en met 250 km/u te vliegen, maar dit is niet het geval voor een paraglider die veel langzamer vliegt.

Deze laatste kan in de wolk worden gezogen waar de opwaartse stromingen dan veel krachtiger worden (in de orde van 10 m/s). De verklaring
voor deze sterkere verticale versnelling is te vinden in het feit dat de lucht bij het stijgen in de wolk afkoelt volgens de vochtige adiabatische gradiënt (6,5 ⁰C / 1000 m) die minder is dan de adiabatische droge (10 ⁰C / 1000 m) . In het geval dat de cumulus congestus bijna in het cumulonimbus-stadium is, zal de paraglider hetzelfde ongeluk krijgen als Ewa Wiśnierska, d.w.z. hij zal naar de top van de wolk worden gezogen waar hij kan worden gedood door de bliksem of gebrek aan zuurstof.

Opstijgen op de flanken

Cumuluswolken genereren vaak zwaartekrachtgolven, vaak detecteerbaar door een pileus, die kunnen worden gebruikt als de wolken niet te ontwikkeld zijn. Dit is niet het geval voor cumulus congestus.

Cumulus congestus en cumulonimbus zijn de zetel van beklimmingen voor en buiten de wolk. Een zweefvliegpiloot kan een hellingvlucht langs die wolk uitvoeren en duidelijk boven zijn basis uitstijgen. In de Verenigde Staten moeten piloten echter ten minste 600 meter lateraal van de wolk verwijderd zijn. Juridisch maakt dit hellingvlucht langs de wolk moeilijk voor een cumuluscongestus omdat het effect zich vaak niet zo ver van de laatste uitstrekt.

Dalende stroming en dalende windstoten

De neerslag van de wolk veroorzaakt een neerwaartse luchtstroom die bijzonder krachtig kan worden onder de basis van de wolk.
In bepaalde gevallen kan een cumulus congestus dus de oorzaak zijn van neerwaartse windstoten zoals cumulonimbus, hoewel over het algemeen minder intens. Dicht bij de grond kan een piloot verrast worden door een plotselinge ommekeer van de windrichting en overschakelen van een
situatie van tegenwind naar een situatie van rugwind. Als zijn snelheid onvoldoende is, zal het afslaan en op de grond neerstorten. Volgens de regels van de Amerikaanse FAA zijn alle piloten verplicht om de richting en snelheid van de wind op de grond te bepalen voordat ze landen.

Wolk gezien vanuit vliegtuig

De dikte van de wolk varieert van 2 km tot meer dan 5 km. Bij een dikte van minder dan 2 km zijn ze over het algemeen cumulus mediocris of cumulus humilis (plat).

Onder de wolken

Van onderaf gezien hebben congestieve cumuluswolken over het algemeen een relatief donkere basis die concaaf kan zijn. Het zicht is over het algemeen goed onder bewolking, maar kan slecht zijn bij neerslag. In de International Cloud Atlas staat dat de turbulentie daar vaak hevig is. Opwaartse luchtstromen onder een congestieve cumuluswolk zijn echter vaak laminair en regelmatig.

In de wolkenen

Cumulus congestus bestaat voornamelijk uit waterdruppels, maar er kunnen ijskristallen in het bovenste deel zitten. Over het algemeen zijn er druppels onderkoeld water in het bovenste gedeelte. Dit onderkoelde water kan ijsvorming in vliegtuigen veroorzaken. Het zicht is zeer variabel, maar over het algemeen zeer slecht. Turbulentie is daar vaak erg sterk.

Boven de wolken

Van bovenaf gezien zijn de cumulus congestuswolken oogverblindend wit. Hun bovenste delen hebben de vorm van bloemkolen, schoorstenen of torens. Ze zijn goed gedefinieerd en hebben schone schaduwen. Ze kunnen omgeven zijn door velum of pileus.

Bronnen: Wikipedia-en, Wikipedia-fr, Der Karlsruher Wolkenatlas, WMO cloudatlas

Foto galerij Cumulus congestus

Cumulus congestus, Cumulonimbus calvus (Cu con, Cb cal)
Plaats: Sasbachwalden (Baden-Württemberg, Duitsland) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus, Cirrus spissatus, Stratocumulus stratiformis cumulogenitus (Cu con, Ci spi, Sc str cugen)
Locatie: Vlucht Caracas - Bogota (Locatie: Colombia) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus (Cu con)
Plaats: Vlucht Zürich - Atlanta (Maine, VS) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus, Cumulus mediocris (Cu con, Cu med)
Locatie: Vlucht Zürich - Atlanta (locatie: Oost-Frankrijk) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus, Cumulus mediocris, Cirrostratus nebulosus (Cu con, Cu med, Cs neb)
Plaats: Vlucht Zürich - Atlanta (Maine, VS) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus, Stratocumulus stratiformis cumulogenitus, Cirrus spissatus (Cu con, Sc str cugen, Ci spi)
Plaats: Nationaal Park Guadalupe Mountains (Texas, VS) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus, Cumulonimbus capillatus (Cu con. Cb cap)
Locatie: Sasbach (Baden-Württemberg, Duitsland) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus, Cumulus (Cu con, Cu)
Locatie: Vlucht São Paulo - Madrid (Locatie: Mid-Atlantische Oceaan) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus, Cumulus fractus (Cu con, Cu fra)
Locatie: Vipiteno (Sarntaler Alpen, Zuid-Tirol, Italië) - © Copyright: Bernhard Mühr

Cumulus congestus, Cirrostratus fibratus (Cu con, Cs fib)
Plaats: Vlucht Quito - Miami (Locatie: Florida Keys, VS) - © Copyright: Bernhard Mühr

Categorieën: Wolkenatlas I Meteorologie I Weer A tot Z