Hoe ontstaat mist?

Iedereen kent de ervaring van het fietsen door mist waarbij je kleine waterdruppeltjes op je oogwimpers en in je haar voelt verzamelen. De omgeving is dan vaak grijs met het uiterlijk van een wolk. Andere misten leveren juist mooie plaatjes op, bijvoorbeeld laaghangende mist boven een weiland of mist die als stoom uit de sloot lijkt te komen. Ook als je op een koele ochtend je eigen adem kan zien, creëer je een vorm van mist. Ondanks het onschuldige uiterlijk van mist wordt het algemeen erkend als een gevaarlijk natuurverschijnsel. Hardnekkige, dichte mist kan het zicht beperken tot wel enkele tientallen meters. Navigeren is dan niet alleen moeilijk maar ook gevaarlijk. Hoe ontstaat mist eigenlijk?

Mist - wat is het?

Mist is, net zoals een wolk, een bundel van zwevende waterdruppeltjes. Het uiterlijk en de structuur van mist komen overeen met die van een wolk. Daarom wordt mist ook gedefinieerd als een wolk waarvan de kern op of dichtbij het grondoppervlak ligt. Het belangrijke verschil is de manier en de plaats waarop mist zich ten opzichte van een wolk vormt. Een wolk ontstaat als warme lucht stijgt en adiabatisch afkoelt. Daarentegen ontstaat mist juist door afkoeling aan het oppervlak of door de toevoeging van waterdamp aan de lucht zodat condensatie plaats kan vinden. Het precieze ontstaan van mist kan op verschillende manieren. Dit wordt daarom uitgelegd aan de hand van de soorten mist die voorkomen.

Mist die ontstaat door afkoeling

Als de temperatuur van een luchtlaag aan de grond afkoelt, zal op een zeker punt condensatie optreden. Op dit punt is de temperatuur laag genoeg dat meer waterdampmoleculen condenseren dan verdampen. De temperatuur waarbij dat het geval is, wordt de dauwpuntstemperatuur (Td) genoemd, of simpelweg het dauwpunt. Als het dauwpunt bereikt is, condenseert waterdamp tot de eerste kleine waterdruppeltjes. Er ontstaat mist. Een voorwaarde is dat zowel de luchtdruk als de hoeveelheid waterdamp constant blijven tijdens het afkoelen van de luchtlaag. De soort mist die hierbij ontstaat hangt af van de manier waarop de luchtlaag afkoelt.

Stralingsmist

Tijdens een heldere nacht is de grond, en de lucht daar vlak boven, in staat om warmte af te stralen naar hoog in de atmosfeer. Onder deze omstandigheden koelt de grond en de lucht erboven snel af. Als de vochtigheid van de lucht hoog is, hoeft de temperatuur van de lucht maar heel weinig te dalen om het dauwpunt te bereiken. De mist die hieruit ontstaat heet stralingsmist. Bij weinig wind is deze mist hoogstens een meter dik en onregelmatig verdeeld over het oppervlak. Met een zachte bries kan de mist verticaal toenemen tot zo'n 10 à 30 meter. Stralingsmist heeft een hoge dichtheid en is relatief koud van temperatuur. Op een afdalende helling zal deze mist dan ook naar beneden glijden. Om die reden is stralingsmist het dikst in valleien.

Zouden er wolken zijn, dan wordt een deel van deze straling opgenomen en teruggestraald. De warmte blijft daarmee in het systeem. Stralingsmist ontstaat daarom alleen bij een heldere nacht.

Advectiemist
Als warme, vochtige lucht over een koel oppervlak wordt geblazen, dan koelt de lucht bij contact met de grond af. Bij voldoende afkoeling ontstaat er dan advectiemist. Advectie staat voor lucht die zich in horizontale richting beweegt, bijv. over de grond. Tijdens deze horizontale beweging geeft de luchtlaag dus warmte af aan de koele grond. Een klassiek voorbeeld is de mist rondom de Golden Gate Bridge in San Francisco.

Deze mist ontwikkelt zich goed bij een wind van om en nabij 25 km/u. Er ontstaat dan turbulentie door een groter deel van de luchtlaag heen. Als gevolg koelt er een dikkere laag lucht af en wordt de mist tot grotere hoogtes gedragen. Advectiemist is een dichte en aanhoudende mist. Het is een veelvoorkomende mist die vaak grote problemen voor het verkeer oplevert.

Mist die ontstaat door verdamping

Als condensatie plaatsvindt puur door de toevoeging van waterdamp uit de omgeving, dan wordt de mist die daarbij ontstaat een verdampingsmist genoemd. In dit geval ligt de nadruk niet op de temperatuur maar op de hoeveelheid waterdamp in de betreffende luchtlaag. De hoeveelheid waterdamp binnen een luchtlaag of -kolom wordt uitgedrukt in de dampdruk. Bij een bepaalde dampdruk levert verdere toevoeging van waterdamp geen dampdrukverhoging op, maar zal condensatie optreden. De lucht is dan verzadigd met waterdamp. De maximale dampdruk is die zo bereikt wordt heet de verzadigingsdampdruk.

Stoommist
Boven een wateroppervlak vindt constante uitwisseling plaats van waterdampmoleculen tussen het water zelf en de lucht er vlak boven. Onder bepaalde omstandigheden komt het voor dat koele lucht zich over een relatief warm wateroppervlak beweegt. Het warme water geeft warme af aan de lucht vlak boven het wateroppervlak. Vervolgens stijgt de warme lucht op. De waterdamp, die verdampt is vanuit het warme water, stijgt hierin mee. De opstijgende waterdamp kan dan, in voldoende hoeveelheid, onmiddellijk condenseren bij contact met de koele lucht. De stijgende lucht krijgt dan het uiterlijk van 'stoom', wat je ook boven een hete kop thee kan waarnemen. Vandaar dit verschijnsel ook wel stoommist wordt genoemd.

In de herfst komt stoommist vaak voor boven meren en rivieren. Het water is dan nog vrij warm terwijl de temperatuur buiten al aardig koel kan zijn. Stoommist is erg dun en lost snel op doordat de iets hoger gelegen lucht onverzadigd blijft.

Regenmist

Wanneer een warmtefront botst met een koufront, dan schuift het warmtefront over het koufront heen. Warme lucht heeft immers een lagere dichtheid dan koele lucht en komt dus bovenop te liggen. Hierbij ontstaan wolken die neerslag produceren. Als regen door de onverzadigde lucht onder de wolk valt, begint het te verdampen. Afhankelijk van de vochtigheid van de lucht en de grootte van de regendruppel kan de regen helemaal op verdampen voor het de grond bereikt. Aangezien in deze situatie de lucht eronder koel is, kan bij voldoende verdamping van regen de waterdamp condenseren. Hieruit ontstaat mist die vanuit het regengebied lijkt te komen. Mist die op deze manier gevormd wordt heet dan ook regenmist. Des te dichter de temperatuur van het koufront bij het dauwpunt ligt, des te makkelijker regenmist ontstaat.

Dauw en rijp

Wolken en mist zijn binnen de meteorologie de belangrijkste vormen van condensatie. Dauw en rijp zijn minder fundamenteel. Deze vormen van condensatie ontstaan bij heldere, koele nachten. Het grondoppervlak en de lucht erboven koelen dan af door middel van straling, zoals eerder in het artikel besproken is.

Dauw
's Nachts is het mogelijk dat objecten genoeg warmte uitstralen zodat hun temperatuur daarbij onder het dauwpunt van de lucht komt te liggen. De waterdampmoleculen in de lucht condenseren dan bij contact met het object. Zolang de temperatuur van het object beneden het dauwpunt ligt zullen meer moleculen condenseren dan verdampen. Zo hopen de waterdampmoleculen zich op en ontwikkelen een patroon van druppeltjes op het object. Dit verschijnsel wordt dauw genoemd.

Niet alle objecten stralen daarentegen evenveel warmte uit. Zo kan de auto helemaal beslagen zijn met dauw, maar is het asfalt eronder vrij van water. Dauw is ook een vaak voorkomend verschijnsel in de ochtend op gras. Het gras is dan bedekt met een laagje dauw terwijl niks anders in de omgeving dat ook heeft. Dit komt doordat gras door de blaadjes heen water transpireert, wat de relatieve vochtigheid vlak boven het gras laat stijgen. Om die reden is een lichte afkoeling al voldoende om tot verzadiging en condensatie te komen.

Rijp

In tegenstelling tot wat over het algemeen gedacht wordt, is rijp géén bevroren dauw. Rijp ontstaat als het dauwpunt van de objecten onder het vriespunt komt te liggen. De waterdampmoleculen gaan bij contact met het object dan direct over in de vaste fase van water; ijs. Dit gebeurt zonder de vloeibare fase door te gaan. Dit proces, waarbij een stof van de gasfase direct overgaat naar de vaste fase, heet rijpen. Het ijs vormt zich zo direct op het object en wordt rijp genoemd. Rijp is vaak in de winter waar te nemen op ramen en auto's.

Lees verder

• Wat is luchtdruk?
• Donder en bliksem - hoe werkt het?
• Waarom is de lucht blauw?