Waakzaamapp.nl

Hoe ontstaat een stapelwolk?

Van stijgende lucht naar bloemkoolwolk

Advertentie

We kennen allemaal het begrip ‘Hollandse wolkenluchten’. Het gaat dan meestal om een weids landschap met als het even meezit koeien en molens. Maar toch mist hier nog een belangrijk ingrediënt: de Hollandse stapelwolken! Deze wolken, die ook wel bekend zijn onder de Latijnse naam cumulus, zijn karakteristiek voor de landschappen die we dan vaak zien langskomen.

Maar hoe ontstaat zo’n stapelwolk nu eigenlijk? In deze blog duiken we in het diepe en gaan we kijken naar de weerkunde achter zo’n wolk. Het is eigenlijk een heel simpel principe, dus lees gerust door – en dan kun je het de volgende keer aan iemand anders uitleggen!

De stapelwolk ontstaat in drie stappen:

  1. Er is sprake van stijgende lucht;
  2. De lucht koelt af en condenseert – er is sprake van een beginnende stapelwolk;
  3. De stapelwolk groeit door en bereikt zijn volwassen stadium.

Laten we beginnen met de stijgende lucht! 🙂

Advertentie

Stijgende lucht

De zogeheten ‘grenslaag’, het onderste deel van de atmosfeer dat in de buurt van het aardoppervlak ligt, is hoewel we het niet echt merken eigenlijk behoorlijk onrustig. Zeker vergeleken met de hogergelegen atmosfeer. Er is sprake van invallend zonlicht dat wordt omgezet naar warmte; er lopen mensen en dieren rond; vliegtuigen vliegen; auto’s rijden, en: het aardoppervlak is niet gelijk.

Dat betekent dat de wind zich dus in allerlei hoeken en bochten moet wringen om op de verschillende plekken te komen.

Naast dat de wind zich horizontaal verspreidt, gebeurt het ook met regelmaat dat er sprake is van stijgende lucht. Dat is lucht die al dan niet gedwongen ‘de hoogte’ in moet. Er zijn verschillende oorzaken te verzinnen waarom dit gebeurt:

  • Warmte: warme lucht heeft een lagere dichtheid dan koudere lucht. Dat komt doordat lucht een mengsel van gassen is en volgens de algemene gaswet is de temperatuur van dat mengsel een belangrijke factor voor de dichtheid. Net zoals dat een bowlingbal – met een hogere dichtheid – zinkt op het moment dat je ‘m in het water gooit, zo zal koudere lucht ‘zinken’ onder de warmere lucht. Of eigenlijk omgekeerd: de warmere lucht stijgt boven de koudere lucht uit. Er is sprake van stijgende lucht!
  • Een front: koude lucht van de Noordpool en warmere lucht uit de subtropen komen op onze breedtes tot botsing. Dit wordt ook wel het polaire front genoemd. Gepaard met deze botsingen gaat het ontstaan van depressies op de Atlantische Oceaan. Omdat deze aan de westflank koude lucht naar het zuiden zuigen en aan de oostflank warmere lucht naar het noorden, komen deze elkaar op bepaalde plekken tegen. Er is daar sprake van een front. Als koude lucht zich onder de warme drukt is er sprake van een koufront; andersom van een warmtefront. Deze scheidslijn is echter nooit helemaal verticaal: de warme lucht wringt zich langzaam boven de koudere lucht. Omdat een koufront veel agressiever is dan een warmtefront, is de stijging daar veel sterker.
  • Een berg of heuvel: op het moment dat een luchtstroming de lucht naar een berg duwt, moet de lucht wel stijgen. Immers: vanuit de stromingsrichting wordt continu nieuwe lucht aangevoerd. Ook links en rechts van het luchtdeeltje hangt dezelfde lucht, dus daar kan het deeltje niet naartoe. Kortom: het moet de berg wel over. Ook dan is er sprake van stijgende lucht!

Advertentie

Afkoeling en condensatie

Op het moment dat lucht gaat stijgen, dan koelt deze af. Dit wordt adiabatische koeling genoemd . Deze ontstaat doordat stijgende lucht uitzet en dat kost energie. Deze energie kan dankzij de stijging niet snel genoeg uit de omringende atmosfeer worden gehaald. Als gevolg moet het stijgende deeltje deze energie in de vorm van warmte halen uit zichzelf. De temperatuur daalt dan.

Kortom, hoe verder het luchtdeeltje stijgt, hoe verder het afkoelt.

Maar waterdamp is ook een onderdeel van lucht. En lucht kan maar een bepaalde hoeveelheid waterdamp bevatten. Denk maar eens aan mist: het is zo vochtig dat niet alle water meer in de lucht kan worden opgelost.

Deze zogeheten luchtvochtigheidsgraad (die gemeten wordt in %) neemt toe naarmate het luchtdeeltje stijgt. Dat komt doordat koelere lucht minder vocht kan bevatten. Oftewel: bij de stijging van het luchtdeeltje wordt op een bepaald moment een luchtvochtigheidsgraad van 100% bereikt.

Stijgt de lucht dan nog verder – en koelt deze nog iets verder af – dan zit je boven de 100%. En dat kan niet. Het opgeloste water moet deels ‘uit’ de lucht: er is sprake van condensatie. En dat zien wij in de vorm van een beginnende stapelwolk!

Advertentie

Verschillende soorten stapelwolken

Een stapelwolk in zijn beginstadium heet cumulus humilis. Humilis betekent ‘bescheiden’ en het gaat dan ook om hele kleine wolkjes. De zogeheten mooiweerwolken, de stapelwolkjes die je ziet op een warme dag zonder dat er slecht weer wordt verwacht, behoren tot deze versie. Er is dankzij warmte wel sprake van wat condensatie, maar de warmte is niet sterk genoeg om deze verder te laten uitgroeien.

Cumulus humilis. Fotograaf: Rasbak, licentie CC BY-SA 3.0, no changes.

Zeker op extreem warme dagen en op dagen waarop ook een front het weer naarmate de dag vordert verstoort, kan zo’n stijgende luchtbel steeds hoger komen. In dat stadium kan de stapelwolk verder groeien naar een cumulus mediocris: een stapelwolk van middelbare hoogte. Deze laten nog geen neerslag vallen, maar zien er al wel een stukje imposanter uit.

Cumulus mediocris. Fotograaf: Janne Naukkarinen, licentie publiek domein.

Stijgt de lucht nog verder, dan is er sprake van een grote verticale opbouw. De mediocris groeit dan door naar een cumulus congestus, een imposante wolk die vaak ook al ‘bloemkoolwolk’ wordt genoemd. Zeker een congestus in het eindstadium is lastig te onderscheiden van een daadwerkelijke bui, maar neerslag wordt nog niet echt geproduceerd. Congestus staat voor sterk opbollend en het is dan ook een indicatie dat er een bui in vorming is.

Een grote cumulus congestus. Fotograaf: Merikanto, licentie publiek domein.

Stijgt de lucht nog verder, dan kan deze op den duur doorgroeien naar een regenbui, die op zijn beurt weer door kan groeien naar een onweersbui: de cumulonimbus.

Kortom

Je hebt nu een goed beeld van wat de ingrediënten zijn voor een stapelwolk en hoe deze door kan groeien van kleintje naar imposante reus!

Christian Versloot is liefhebber van extreme weersomstandigheden sinds 2004, toen hij 9 jaar oud was. In de loop der tijd is Christians weerkennis flink gegroeid. Graag legt hij weerkundige verschijnselen aan u uit. Dat doet hij onder andere via de Waakzaam-app, op zijn website Bliksemdetectie.nl en als weerman bij de radio. Artikel geschreven op 06/11/2018.

De weerstations van het KNMI: Over weerstations en waarnemers
De weerstations van het KNMI

Over weerstations en waarnemers

Verder lezen
Waarom onweer in de zomer feller is: De combinatie warmte & drukgebieden
Waarom onweer in de zomer feller is

De combinatie warmte & drukgebieden

Verder lezen
Grote hagel, hoe kan dat?: Van kiezelsteen tot pingpongbal
Grote hagel, hoe kan dat?

Van kiezelsteen tot pingpongbal

Verder lezen
Waarschuwingen op je smartphone: Waakzaam gelanceerd op Android
Waarschuwingen op je smartphone

Waakzaam gelanceerd op Android

Verder lezen