Temperatuur

 

ThermometerDe luchttemperatuur is de maat voor de warmte van de lucht. De in Europa meest gebruikte meeteenheid, graden Celsius, heeft betrekking op de fysische eigenschap dat water bij 0°C van vloeibare naar vaste en bij 100°C van vloeibare naar dampvormige toestand overgaat. 

Het meest verspreide weerinstrument is de kwikthermometer, met een graadindeling van min tot plus. Er bestaan ook thermometers welke gevuld zijn met gekleurde alcohol. Tegenwoordig zijn er ook digitale thermometers in de handel. 

Een thermometer bestaat uit een dunne glazen buis, van boven gesloten en aan de onderzijde voorzien van een hol bolletje. Het bolletje en een deel van het buisje zijn met kwik of gekleurde alcohol gevuld. Met een stijging van de temperatuur zet de vloeistof zich gelijkmatig uit. Steken we de thermometer in een mengsel van water en smeltend ijs of in pas gevallen sneeuw dan daalt de vloeistof in de buis tot een punt, dat we op een aangebrachte meetstrook aanduiden met 0°C (Vriespunt van water). Dompelen we het nu in kokend water, dan stijgt het niveau in de buis tot een punt, dat we op de meetstrook met 100°C aantekenen (kookpunt van water). De ruimte tussen de twee meetpunten wordt in 100 gelijke delen verdeeld: de graden. 

Een correct aangebrachte thermometer geeft de juiste temperatuur aan. Hiermee wordt bedoeld dat de thermometer niet in de zon geplaatst moet zijn en anderhalve meter boven het maaiveld opgesteld moet zijn. 

De thermometer kan ingedeeld zijn in graden Celsius of graden Fahrenheit. Een thermometer met een aanduiding in Fahrenheit wordt veelvuldig gebruikt in Angelsaksische landen. Het stolpunt van water ligt bij de indeling van Fahrenheit bij +32°F, het kookpunt bij +212°F. De afstand tussen beide fasen is bijgevolg niet in 100, zoals bij Celsius, maar in 180 graden verdeeld. 

Thermometer 

De luchttemperatuur wordt precies op 1,50 meter boven het aardoppervlak gemeten in een zogenaamde thermometerhut. Dit was vroeger 2,20 meter. 

De temperatuur van grote wateroppervlakken kan grote invloed hebben op de temperatuur van het omliggende landschap. 

Temperatuurrecords (wereld) zijn: 

Koudste plaats
Basis Vostok op Antarctica.
Op 21 juli 1983 werd hier een temperatuur van –89,2°C gemeten. 

Warmste plaats
Al Azizayah in Libie.
Op 13 september 1922 steeg de temperatuur tot 57,8ºC. 

Grootste verschillen in temperatuur op een plaats
Verchoyansk in Siberië.
De laagste temperatuur is –68ºC, de hoogste temperatuur is 37ºC. 

Temperatuur records (Nederland) zijn: 

Koudste plaats in Nederland
De laagste temperatuur in Nederland ooit gemeten, is –27,4°C in de vroege ochtend van 27 januari te Winterswijk. 

Warmste plaats in Nederland
De hoogste middagtemperatuur in Nederland ooit gemeten, is 38,6ºC op 23 augustus 1944 te Warnsveld. 

Gevoelstemperatuur (Windchill) 

Voor het gevoel van een bepaalde temperatuur is de windkracht van belang. Als het hard waait, is de kou veel doordringender. Daarom spreken we als het koud is in combinatie met een harde wind in het weerbericht van de gevoelstemperatuur. De gevoelstemperatuur bepaalt bijvoorbeeld hoe snel ledematen bevriezen tijdens barre kou. evoelstemperatuur is de temperatuur die blote onbeschermde huid ervaart uitgaande van een combinatie van temperatuur en windsterkte. Je zou het kunnen opvatten als het doordringend vermogen van kou door invloed van de wind. Naar aanleiding van een Amerikaans onderzoek is bij een heel scala aan temperaturen en windsnelheden de gevoelstemperatuur proefondervindelijk vastgesteld. 

Een aantal voorbeelden: 

0 °C bij windkracht 3 voelt aan als -8°C
0 °C bij windkracht 6 voelt aan als -17°C

-10°C bij windkracht 2 voelt aan als -12°C
-10°C bij windkracht 4 voelt aan als -25°C

Luchtdruk

 

barometerNaast de temperatuur en de vochtigheid van de lucht, is voor het algemene weerbeeld een derde parameter van groot belang: de luchtdruk. De luchtdruk wordt bepaald door het meten van het gewicht van een luchtkolom die op 1 cm² aardoppervlak rust, de metingen van Torricelli wezen dit uit. Daarvoor staan vier meetinstrumenten tot onze beschikking:

1.   de kwikbarometer, een soort luchtweegschaal
2.   de aneroïde barometer, een luchtdichte, elastische doos, die bij hoge luchtdruk samengeperst wordt en bij lage druk weer uitzet
3.   de barograaf, een zelfregistrerende barometer
4.   het donderglas, een soort glazen karaf met een tuit met daarin water.

De donderglazen zijn de oudst bekende barometers. Vroeger werd de luchtdruk gemeten in millimeter kwik (mm Hg), later gebruikte men de internationale millibar(mb)-eenheid. Tegenwoordig stemt men in met de hectopascal(hPa)-eenheid. 

In de wereld van het weer draait alles om de gebieden van hoge en lage luchtdruk. Luchtdruk is niets anders dan het gewicht van een kolom lucht boven een bepaald punt. Is dat gewicht relatief gering, dan is de luchtdruk relatief laag. Is het gewicht groot, dan is de druk hoog. Bij lage druk zit er dus relatief weinig lucht boven ons hoofd, bij hoge druk zit er dus relatief veel lucht boven ons hoofd aanwezig. 

De luchtdruk verschilt van plaats tot plaats en van tijdstip tot tijdstip en is ook afhankelijk van de hoogte waarop we meten. 

Hoge -en lagedrukgebieden 

Als boven een willekeurige plaats op aarde meer lucht wegstroomt dan toestroomt, dan daalt de luchtdruk. Als deze lucht door sterke verwarming boven deze plaats snel opstijgt en op grote hoogte door een sterke wind wordt afgevoerd, dan zal de hoeveelheid lucht boven deze plaats afnemen en gaat de luchtdruk dalen. 

Het ontstaan van een lagedrukgebied heeft te maken met warme lucht uit de tropische gebieden en koude lucht uit de arctische gebieden (de poolstreken). Het zijn twee verschillende luchtsoorten en deze mengen zich niet zo gemakkelijk met elkaar. De koude lucht is zwaarder dan de warme lucht. Er zit een afgebakende overgangsgebied tussen de twee luchtsoorten, ook wel front genoemd in de meteorologie. Een lagedrukgebied heeft over het algemeen een levensduur van 3 tot 10 dagen. Op enige afstand van de kern komen vaak hoge windsnelheden voor. 

Bij het ontstaan van een hogedrukgebied gebeurt precies het tegenovergestelde. De wegstromende lucht wordt vervangen door lucht uit de hogere lagen van de atmosfeer, zodat in het hogedrukgebied een grootschalige dalende luchtbeweging aanwezig is. De dalende lucht wordt in een adiabatisch proces verwarmd, waardoor de eventueel aanwezige bewolking kan oplossen, omdat warme lucht meer waterdamp kan bevatten. Bij het passeren van een hogedrukgebied treedt een weersverbetering op. In een hogedrukgebied waait het meestal nauwelijks. De levensduur van een hogedrukgebied is gemiddeld 2 à 3 weken. Toch kan er bij hoge luchtdruk neerslag vallen, maar meer dan een paar millimeters zal dit meestal niet zijn. In de zomer komt de luchtdruk zelden boven de 1035 Hpa uit. 

Luchtdrukdaling 

Als de relatief koude lucht zich onder de warme lucht wrijft, stijgt de warme lucht op en wordt met een sterke wind (op grote hoogte) afgevoerd. Hierdoor neemt de hoeveelheid lucht af en ontstaan de luchtdrukdalingen. 

Bij het opstijgen van de warme lucht ontstaan er bijna altijd uitgestrekte wolkenpaketten. Deze warme en vochtige lucht stijgt op en koelt af op grote hoogte. Dit is er de oorzaak van dat de vochtige lucht niet meer zoveel vocht in dampvorm kan bevatten. Bij het condenseren van het vocht ontstaan wolken. Bij zo´n ontwikkeling komt warmte vrij, hierdoor versterkt de opstijgende luchtstroom weer en de luchtdrukdaling neemt verder toe. Het ontstaan van een lagedrukgebied is het resultaat van een ontmoeting tussen tropische lucht en polaire lucht. In de circulatie vankwikbarometerzo´n lagedrukgebied vechten de warme en koude lucht om elke km². Dit gevecht levert de brandstof waar het lagedrukgebied op draait. ‘s Winters zien we op de weerkaarten de diepste lagedrukgebieden (depressies) en de sterkste hogedrukgebieden. De luchtdrukverschillen zijn in de winter veel groter dan in de zomer, daarom waait het in de winter harder en stormt het vaker dan in de zomer. 

Fronten 

Behalve de hogedrukgebieden en lagedrukgebieden en de isobaren (dit zijn lijnen van gelijke luchtdruk op de weerkaart) zien we ook fronten. Een front is een scheidingslijn tussen twee verschillende luchtsoorten (met verschillende eigenschappen en van verschillende afkomst). Een depressie vormt zich langs het polaire front en heeft daardoor vrijwel altijd fronten bij zich. De fronten kunnen we onderverdelen in een koufront en een warmtefront. Op de weerkaarten wordt het koufront aangegeven met een blauwe lijn met er aan vast blauwe driehoekjes. Het warmtefront wordt aangegeven met een rode lijn met er aan vast rode halve bolletjes. 

Occlusie 

Bij het passeren van een volgroeide depressie krijgen we zowel met het warmtefront als met het koufront te maken. Het warmtefront passeert als eerste. Achter het warmtefront stroomt over het algemeen warme lucht binnen. Na verloop van tijd zal de warme lucht afgelost worden door koudere lucht. Dit gebeurt na de passage van het koufront. Bij het ouder worden van de depressie zien we nog wel eens dat een koufront het warmtefront inhaalt. Dit noemen we een occlusie of een occluderend front. Tenslotte, in het eindstadium van de depressie, blijft er alleen een occlusie over. Een occlusie wordt met een paarse lijn aangegeven met er aan vast paarse halve bolletjes en driehoekjes. 

Extremen van luchtdruk (wereld) 

De laagst gemeten luchtdruk is 870 millibar in het oog van de tyfoon Tip in oktober 1979 in het noordwesten van de Stille Oceaan. 

De hoogst gemeten luchtdruk werd in een weerstation aan het Agatha-meer in Agata (Siberië) gemeten en was 1083,8 millibar. Deze meting dateert van 31 december 1968. 

Extremen van luchtdruk (Nederland) 

De laagst gemeten luchtdruk in Nederland is 954,2 Hpa (27 november 1983 in Eelde). De hoogst gemeten luchtdruk in Nederland is 1050 Hpa (26 januari 1932 in de Bilt).

De opbouw van de atmosfeer


SneeuwDe dampkring levert de bouwstoffen voor het weer en maakt leven op aarde mogelijk. Ook beschermt hij ons tegen de ultraviolette straling van de zon. De dampkring bestaat uit vijf afzonderlijke lagen. In de onderste laag, ook wel troposfeer genoemd, speelt 99% van het weer zich af. De andere 4 lagen zijn vooral van invloed op ons klimaat.

Troposfeer
De troposfeer strekt zich vanaf het aardoppervlak uit tot een hoogte van 8 à 16 km. Deze grens hangt af van de hoeveelheid zonnestraling die de aarde bereikt en ligt het laagst boven de polen en het hoogst boven de evenaar. De temperatuur daalt gemiddeld met 7 °C per km. De temperatuurdaling stopt op de grens van de troposfeer. De temperatuur ligt hier rond de -60 °C.

Stratosfeer
De volgende laag, de stratosfeer, strekt zich uit tot een hoogte van 50 km. De temperatuur is hier gestegen tot ongeveer 5 °C. De ozonlaag, die de ultraviolette straling van de zon tegenhoudt, bevindt zich in deze laag. Het grootste deel van de schadelijke straling wordt dan ook in deze laag tegengehouden.

Mesosfeer
Boven de stratosfeer bevindt zich de mesosfeer. Hier neemt de temperatuur af tot –90 °C. De afname stopt op ongeveer 80 km hoogte.

Thermosfeer
In de thermosfeer (ook wel ionosfeer genoemd) neemt de temperatuur sterk toe tot zo’n 1500 °C. Omdat de lucht hier ijl is, merkt men bijna niets van deze hitte. De straling van de zon ontleedt de moleculen in positieve ionen en negatieve elektronen in deze laag. Deze ionen en elektronen weerkaatsen radiogolven van bepaalde golflengten terug en maken zo radiocommunicatie over lange afstanden mogelijk.

Exosfeer
De buitenste laag, de exosfeer, is zeer ijl. Dit komt door de extreem lage druk van de aanwezig gassen. De temperatuur bereikt hier waarden tot boven de 1600 °C.