Luchtstroming

Inleiding

Op aarde kan men verschillende luchtstromingen onderscheiden, zoals horizontale, omhoog-, omlaaggerichte luchtstromingen. Deze welke wij als mens onderscheiden is de luchtstroming op de grond, nl. de wind.Vooral in de luchtvaart moet rekening gehouden worden met de wind in de hogere luchtlagen welke soms hoge snelheden kan bereiken.Op ca; 10 km. hoogte bevindt zich op onze breedten een straalstroom, afgeleid van de engelse benaming “JETSTREAM”, waarin windsnelheden voorkomen van meer dan 100 km/h. De luchtstroming kunnen we ook zien aan het voorbijvaren van de wolken.

De luchtstroming in zijn geheel

Zoals eerder gezegd is er een groot verschil tussen de luchtstroming aan de grond en die in de hogere luchtlagen. Aan de grond vindt men de hoge- en lagedrukgebieden waarin de lucht circuleert. In de hogere luchtlagen daarentegen vindt men een golfvormig patroon. Dit golfvormig patroon verschilt sterk van plaats tot plaats.Wanneer de golfvorm zwak is, stroomt de lucht vrijwel van west naar oost . De windt wordt in deze luchtstroming krachtiger naarmate men hoger opstijgt. Deze toenemende wind bereikt een maximum op ongeveer 10 km. hoogte. Zeer belangrijk is het verband tussen de luchtstroming in de bovenlucht en die op het aardoppervlak, nl. de sturing van het hoge- of lagedrukgebied door de luchtbeweging in de bovenlucht. Ook de fronten en neerslaggebieden worden met de luchtstroom meegedreven.

luchtstroming

De oorzaken van de luchtstroming

De grondoorzaak van de luchtstroming zijn de luchtdrukverschillen. De zwaartekracht van de aarde werkt als afremmende factor in de luchtstroming. In feite is net wel iets ingewikkelder dan dat. De stand van de aarde heeft tot gevolg dat de tropen meer bestraald worden dan de pool, waardoor er een drastisch temperatuursverschil ontstaat tussen evenaar en pool. Door de luchtstroming wordt dit temperatuursverschil binnen zekere grenzen gehouden. Dat de temperatuursverschillen de op gang brenger van de luchtstroming is, is wel duidelijk, maar de vorm van de luchtstroming wordt hierdoor niet bepaald. De vorm wordt bepaald door de aardrotaties en door de snelheid van zo een rotatie. Indien de aarde met een hogere of lagere snelheid om zijn as zou draaien, zouden we een heel ander luchtstromingsbeeld krijgen dan we gewend zijn. Hoe dat zo een luchtstroming er zou uitzien in dat geval, weet niemand.

De algemene luchtcirculatie of luchtstroming op aarde

De algemene luchtcirculatie moet men interpreteren als een gemiddelde luchtcirculatie. De luchtstroming kan van dag tot dag sterk verschillen wat vooral op onze gematigde breedten net geval is. Afgezien van deze verschillen kan men toch over een bepaalde periode een redelijk vast patroon opmerken. Dit patroon noemt men de “algemene circulatie”. De luchtstroming in de tropen en subtropen kan men vergelijken met het circulatiesysteem aan onze kust op een warme zomerdag, maar dan op zeer grote schaal. In de subtropen vindt men bovendien een standvastig hogedrukgebied. In de tropen is de luchtdruk over ’t algemeen zeer laag onder de invloed van de zenithale zonnestand. Tussen dit lagedrukgebied in het evenaarsgebied en het hogedrukgebied in de subtropen waaien de passaatwinden. Op het noordelijk halfrond zijn dit NO-winden, op het zuidelijk, ZO-winden. Deze winden met een oostcomponent zetten zich in de hogere luchtlagen voort.De luchtstroming aan de polen is aan het aardoppervlak gemiddeld oostelijk, maar slechts in een zeer dunnen laag van enkele km. Daarboven treft men over het algemeen westenwinden aan. De oostelijke winden aan de pool worden verwekt door een laag tegen de grond hangend hogedrukgebied, ontstaan door de lage temperaturen en is in de bovenlucht meestal niet terug te vinden.Daar dit hogedrukgebied niet aanwezig is in de bovenlucht kunnen storingen en depressies ongehinderd binnendringen en dan ook , in deze gebieden althans, sneeuw brengen.De algemene circulatie staat in nauw verband met de gemiddelde luchtdrukverdeling op aarde. Op de geografische breedte 0 – 10 graden vindt men de equatoriale gordel van lage druk met vooral oostenwinden. Op ca 30 graden vindt men de subtropische gordel van hoge druk. Op ca 65 graden gematigde gordel van lage of hoge druk met vooral westenwinden. Vanaf 90 graden het hogedrukgebied boven de pool met vooral oostenwinden.Dit stelt de gemiddelde luchtcirculatie op aarde voor en wil niet betekenen dat de evenaar en de polen als het ware door een scheidingsmuur van elkaar gelegen zijn. Meteorologisch gezien kan elk gebied op aarde beinvloed worden door het andere.

Circulatietypen in Europa

Sommige situaties tonen circulaties ongeveer volgens de breedtegordels van west naar oost. Zulk een circulatie noemt men een zonale of west circulatie.Het patroon van een slingerende luchtbeweging toont ruggen van hoge druk en troggen van lage druk. De assen van deze circulatie lopen evenwijdig aan de meridianen. Dit soort van circulatie noemt men dan ook meridionale circulaties. Ook bestaan er tussenvormen die de halfzonale of gemengde circulaties genoemd worden. Het Duitse systeem, “de grosswetterlagen”, ligt aan de basis van de opdeling van de circulaties in zonaal, halfzonaal en meridionaal. Waar in de meteorologie vooral op gelet wordt bij het onderzoek van de circulatietypen is :
– de ligging van het sturende hogedrukgebied (meestal is het sturende hogedrukgebied dit der Azoren)
– de ligging van de straalstroom in de hogere luchtlagen
– de cyclonaliteit of anticyclonaliteit van de bovenstroming in ons gebied (trog of rugkarakter).

Wind op wereldschaal

De thermische circulatie kan zich gerust ook op een niet draaiende aarde voordoen. De lucht die aan de evenaar opstijgt ondervindt op haar weg de beinvloeding van de wentelende aarde. Het gevolg van deze draaiende aarde is dat de echte evenaarslucht in feite niet verder komt dan de dertigste breedtegraad. Ze houdt wel een constante druk in stand aan weerszijden van de evenaar nl. het hogedrukgebied van de subtropen. Het weer bij ons, dus de gematigde breedten, kan wel eens een tropisch karakter hebben door aanvoer van vochtige en warme lucht van over de subtropen, maar de equatoriale lucht kan onze gematigde breedten niet bereiken. De normaalste luchtbeweging is die van het hoge drukgebied naar het lage drukgebied. Door de draaiende beweging van de aarde gaat deze voorgenoemde luchtbeweging over in een luchtbeweging bijna evenwijdig aan de isobaren. Dit effect, wat tot gevolg heeft dat de luchtbeweging niet rechtstreeks naar, maar rond het centrum van de depressie wentelt, noemt men het coriolis effect. Dit is het geval voor de luchtstroming in de hogere luchtlagen. In de lagere luchtlagen wordt er in een hogedrukgebied een uitstromende, in een depressie een instromende luchtbeweging vastgesteld (spiraliserende luchtstroming in een depressie).

Land- zeewind, bergwind circulatie

Dat temperatuursverschillen wind kunnen veroorzaken bewijst het proces dat zich afspeelt aan de kust . Vooral in de subtropen is dit fenomeen terug te vinden. Bij ons is dit verschijnsel vooral te merken in het zomerhalf jaar. In de voorzomer, wanneer het zeewater nog tamelijk koud is en de zomerse zon het land ver warmt, treedt er een duidelijk temperatuursverschil op tussen land en zeewater (water is een slechte warmtegeleider). Bij die verwarming zet de lucht uit waardoor op een hoogte een iets hogere luchtdruk ontstaat. Tegelijkertijd verschijnt juist boven het aardoppervlak, dus in de laagste niveaus, een lagere druk dan op zee. Hierdoor gaat de luchtstroming op de lagere niveaus zich van zee naar het land orienteren. De boven het land opgestegen lucht verplaatst zich in de hogere lagen terug naar zee. ’s Nachts is dit effect juist tegengesteld en veel minder sterk dan overdag. Nu koelt het land sterker af dan het water en stroomt de wind in de lagere luchtlagen van het land naar zee. Zoals eerder genoemd is dit effect in de tropen veel sterker aanwezig wat tot gevolg heeft dat de invloed van deze zeewind waarneembaar kan zijn tot 300 km. landinwaarts.

zeecirculatie

Een ander, maar gelijkaardig fenomeen doet zich voor in de bergachtige streken. Overdag kan de zon de hoge bergwand opwarmen en zo een luchtstroom van het dal naar de berg veroorzaken. Deze luchtstroom wordt dan ook de dal- of hellingwind genoemd. ’s Nachts keert het effect zich om en krijgt men een bergwind die in tegenstelling tot de nachtelijke landwind aan zee, veel sterker is dan de hellingwind. Deze bergwind is soms zo sterk dat hij een heel dal met koude lucht kan doen vollopen

bergcirculatie