InfoNu.nl > Wetenschap > Weer > Luchtdruk en wind

Luchtdruk en wind

Sterke luchtdrukverschillen zorgen voor enorme krachten op luchtdeeltjes. De beweging van luchtdeeltjes ervaren wij als wind. Voor veel mensen is de wind van levensbelang geweest. Vandaag de dag is wind van belang voor energieopwekking en bijvoorbeeld de luchtvaart. Het kan zelfs een gevaarlijk item zijn. In dit hoofdstuk gaan we in op de verschillende druksystemen en het ontstaan van de wind. Vervolgens kijken we naar het gedrag van de wind met de hoogte.

Luchtdruksystemen

Voor het ontstaan van wind moeten we eerst het begrip wind definiëren. Onder wind verstaat men: ‘de verplaatsing van luchtdeeltjes’. Normaal hebben we het dan over de horizontale verplaatsing van lucht. De term luchtdeeltjes is niets anders dan de aanduiding voor alle gasmoleculen die in de atmosfeer aanwezig zijn. Belangrijk is te weten dat we het dan over de verplaatsingsrichting hebben waaruit de luchtdeeltjes vandaan komen! Dus: de windrichting is de richting t.o.v. het ware Noorden waaruit de wind vandaan komt!

Wind is een gevolg van luchtdrukverschillen. Voor iedereen die thuis een barometer heeft, is wellicht bekend dat de luchtdruk zelden constant is. Dit geldt voor de gehele aarde. Om dit in kaart te brengen worden overal ter wereld gelijktijdig waarnemingen verricht en o.m. de luchtdruk gemeten. Omdat de wind afhankelijk is van horizontale drukverschillen, moeten de gemeten waarden eerst allemaal naar hetzelfde niveau herleid worden. We gebruiken hiervoor het gemiddeld zeeniveau of Mean Sea Level (MSL). Vervolgens worden er op die kaart lijnen getekend die locaties met gelijke luchtdruk verbinden. Die lijnen worden isobaren genoemd.

Welke druksystemen kun je allemaal tegenkomen op een weerkaart?

  • Hogedrukgebieden. Een gebied dat omlijnd wordt door één of meerdere gesloten isobaren; binnen dit gebied is de luchtdruk hoger dan daarbuiten. Het gebied wordt aangegeven met een H op de locatie waar de luchtdruk het hoogst is.
  • Lagedrukgebieden of depressies. Een gebied dat omlijnd wordt door één of meerdere gesloten isobaren; binnen dit gebied is de luchtdruk lager dan daarbuiten. Het gebied wordt aangegeven met een L op de locatie waar de luchtdruk het laagst is.
  • Een rug. Een uitloper van hoge druk, herkenbaar door de sterker gekromde isobaren die vanuit een hogedrukgebied wijzen. Wordt normaal niet op een weerkaart aangegeven. Bewolking wordt vaak in zijn verticale ontwikkeling in een rug geremd. Dikwijls komen meer opklaringen in dit gebied voor.
  • Een trog. Een uitloper van lage druk, herkenbaar door de sterker gekromde isobaren. De kromming wijzen vanuit het bijbehorende lagedrukgebied. Deze wordt standaard in een weerkaart met een zwarte lijn of een onderbroken dubbele lijn weergegeven. Kenmerkend is vaak de hogere buienactiviteit. De buien kunnen dan gepaard gaan met onweer en hagel.
  • Een zadel. Een zadel is een omvangrijk gebied met zeer kleine drukverschillen die vaak gelegen is tussen twee tegenoverliggende hogedrukgebieden en twee tegenoverliggende lagedrukgebieden. Kenmerkend is het vrij rustige weer dat hierin voorkomt.

Wind

Wanneer er voldoende drukverschillen zijn, kun je aan de hand van het isobarenpatroon op een weerkaart redelijk eenvoudig de windrichting bepalen. Ook kun je een schatting maken van de windsnelheid. Er bestaat namelijk een directe relatie tussen de isobaren en de wind. Laten we eerst eens kijken welke krachten er op een luchtdeeltje van toepassing zijn:

  • De luchtdrukgradiëntkracht: lucht stroomt van een gebied met een hoge druk naar een gebied met een lagere druk. Daarom is de luchtdrukgradiëntkracht gericht van hoge druk naar lage druk. Hoe groter het drukverschil over een bepaalde afstand is, hoe groter de kracht is. Het drukverschil kunnen we aflezen aan de afstand tussen de isobaren. Bij een groter drukverschil liggen de isobaren dichter bij elkaar. De uiteindelijke windsnelheid zal in dat geval ook groter zijn. Als de luchtdrukgradiëntkracht de enige kracht zou zijn die een rol speelt op een luchtdeeltje, dan zouden kleine drukverschillen vrij snel opgeheven worden. Gelukkig is er nog een kracht die een rol speelt.
  • De Corioliskracht: deze schijnbare kracht danken we aan de rotatie van de aarde. Deze zorgt ervoor dat alle bewegende luchtdeeltjes een afbuigende beweging t.o.v. de aarde ondervinden. Op het noordelijk halfrond is de afbuiging naar rechts gericht, haaks op de bewegingsrichting. Deze kracht is recht evenredig met de breedtegraad en de snelheid van het deeltje. Op de noordpool is deze maximaal, op de evenaar nul. Bij een grotere windsnelheid is de corioliskracht dus ook hoger dan bij een zacht briesje.

De luchtdrukgradiëntkracht is continu gericht van de hogere druk naar de lagere druk. De lucht begint hierdoor te bewegen. Zodra de lucht snelheid begint te krijgen, zal de Corioliskracht het luchtdeeltje naar rechts afbuigen. De snelheid en de Corioliskracht beginnen steeds groter te worden totdat beide krachten elkaar precies opheffen. De wind waait dan evenwijdig aan de isobaren. Dit wordt de geostrofische wind genoemd en waait in de praktijk op ongeveer 1 km hoogte boven het aardoppervlak. Dezer wind zegt dus meer over de beweging van lucht en mogelijk voorkomende wolken rond deze hoogte. Met deze wind is de wet van Buys Ballot toe te passen:

Wet van Buys Ballot:
Sta je met de wind in de rug op het noordelijk halfrond, dan is de lage druk aan je linkerhand en de hoge druk aan de rechterhand. Op het zuidelijk halfrond is dit andersom.

Op het Noordelijk Halfrond zie je door de genoemde krachten een kenmerkend patroon ontstaan. Rond een lagedrukgebied stroomt de lucht tegen de wijzers van de klok in, bij een hogedrukgebied met de wijzers mee.

Wrijving en grondwind

Een derde kracht die meespeelt in de relatie tussen luchtdruk en wind is de wrijving. Lucht ondervindt altijd wrijving vlak boven de grond tot enkele honderden meters tot maximaal ca. 1 á 1,5 km daarboven. De wrijving neemt af naarmate we hoger komen. Wrijving zorgt voor afremming van de windsnelheid en daarmee ook een afname van de corioliskracht. Nabij en vlak boven het aardoppervlak geeft dit afwijkingen op zowel de richting als de snelheid van de wind. In de praktijk zien we dat de richting van de grondwind meer naar een gebied met de lagere druk is gericht en niet evenwijdig aan de isobaren waait. Anders gezegd: de grondwind maakt een hoek met de isobaren. Bij weinig wind en een grilliger gevormd aardoppervlak is de hoek groter en kan 40 tot 70 graden bedragen. Boven zee is de wrijving minder groot dan boven land en bedraagt de hoek doorgaans 10 tot 20 graden. Boven vlak land ligt de hoek op ongeveer 20 tot 30 graden.

Dagelijkse gang van de wind

Wanneer op de weerkaart in onze omgeving niet al te grote verschillen en veranderingen in luchtdruk voorkomen cq. verwacht worden zal het niet al te hard waaien. Vanaf zonsopkomst zal de lucht door inkomende zonnestraling geleidelijk gaan stijgen en zal het aardoppervlak en de lucht er vlak boven verwarmd worden. Er vormen zich luchtbellen die – wanneer ze warmer dan de omgeving zijn - los zullen komen van de grond (thermiek). Ze stijgen op en veroorzaken zodoende een toename van turbulentie. Turbulentie veroorzaakt meer menging van de lucht waardoor de hoeveelheid wrijving zich over een dikkere laag zal verdelen. Aan de grond zien we daardoor een afname van de wrijving optreden. De wrijving is dus minder geconcentreerd. Daardoor neemt de windsnelheid ´s morgens geleidelijk aan toe. Tegelijkertijd wordt de wind vlageriger. Met het toenemen van de snelheid ruimt meestal ook de windrichting, afhankelijk van de (verwachte) toename.
Toename van de snelheid veroorzaakt een grotere afbuiging van de bewegende luchtdeeltjes naar rechts (immers, de corioliskracht neemt toe).

In de middag zal – tegen de tijd dat de maximumtemperatuur bereikt wordt – de wind het sterkst zijn. In de namiddag en avond zal de temperatuur weer gaan dalen en neemt de turbulentie af. De luchtbellen zullen dan geleidelijk ophouden met loskomen en stijgen niet meer op. De wrijving concentreert zich geleidelijk weer in de onderste luchtlaag waardoor de wind weer af zal nemen. Afname van de windsnelheid brengt ook een krimping in de windrichting teweeg. De Corioliskracht neemt af waardoor ook de afbuiging afneemt. De wind zal daardoor krimpen.

Wind op de weerkaart

Met wat ervaring en oefening kan men de windrichting en snelheid redelijk nauwkeurig op een weerkaart inschatten. Op de weerkaart heb je dan de isobaren nodig plus de kennis van het gebied waarvoor je de wind wilt bepalen.
Neem de dichtstbijzijnde isobaar of trek denkbeeldig een isobaar tussen twee andere isobaren om een goede referentie te hebben. De afstand van de isobaren is een graadmeter voor de snelheid. Daarbij is ook de breedtegraad belangrijk. De richting van de isobaren en de positie van gebieden met een lagere en een hogere druk zijn van belang voor een juiste bepaling van de windrichting. Op de weerkaart zijn met zwarte pijlen een aantal richtingen van de grondwind aangegeven. Let wel, de windrichting is de richting waar de lucht vandaan komt!
© 2009 - 2018 Meegt, het auteursrecht (tenzij anders vermeld) van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Wat is luchtdruk?Wat is luchtdruk?Met het weerbericht worden we er dagelijks mee geconfronteerd; luchtdruk. Luchtdruk is de druk die een kolom lucht uitoe…
Wat voor weer wordt het? De 6 beste weersitesGaat het regenen, onweren of hagelen? Hoe warm wordt het morgen? Krijgen we de komende tijd lekker weer? Op zoek naar ee…
Frontlijnen op de weerkaartOp weerkaarten komen 3 verschillende frontlijnen voor: de rode lijnen zijn warmtefronten, de blauwe lijnen zijn koufront…
De straalstroom bepaalt mede het weerDe straalstroom bepaalt mede het weerOp 9 à 10 kilometer hoog in de atmosfeer slingert een sterke wind, de straalstroom. Het internationale woord is jetstrea…
Hoogtemeter voor bergwandelingenWie in de bergen loopt kan veel gemak hebben van een hoogtemeter. Een hoogtemeter die voor bergwandelingen wordt gebruik…
Bronnen en referenties
  • Bron weerkaart: KNMI

Reageer op het artikel "Luchtdruk en wind"

Plaats een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Ik ga akkoord met de privacyverklaring en ben bekend met de inhoud hiervan
Reacties

G. Warnier, 27-11-2012 15:39 #3
Waarom wordt de windsnelheid groter als de isobaren dicht bijeen liggen?
Bedankt,
G.Warnier

Boris Gorkovoi, 07-12-2011 09:33 #2
Beste meteoroloog,
Graag zou ik weten welke vuistregel ik kan hanteren bij veranderende luchtdruk en wat dat betekent voor de toe/afname van de wind. bijvoorbeeld luchtdruk daalt met 3hp => toename wind met x kn. bestaan daar tebelletjes voor. ik ben tegenwoordig trotse eigenaar van een barograaf en zeil veel op zee en dat lijkt me erg handig.

Melod (infoteur), 03-05-2009 19:48 #1
Topartikel, echt een voorbeeld!

Infoteur: Meegt
Gepubliceerd: 27-04-2009
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Weer
Bronnen en referenties: 1
Reacties: 3
Schrijf mee!