Het is vandaag vrij benauwd, en dan kun je de donder op zeggen dat het gaat onweren. Later vanavond zou het in het oosten inderdaad misschien even kunnen gaan onweren. Soms hoor je het rommelen, maar soms klinkt onweer als een harde knal. Waarom klinkt onweer soms heel anders? Dat lees je in deze blog.
Wat is onweer?
Een bui ontstaat door stijgende lucht. Er zijn ook dalende luchtstromen in een bui. Door de botsingen van ijskristallen en ijskorrels die in deze luchtstromen plaatsvinden, ontstaan landingsverschillen. De ladingsverschillen zijn belangrijk voor het ontstaan van onweer. De negatief geladen zwaardere ijskorrels vallen naar de onderkant van de bui. De positief geladen lichtere ijskristallen worden door de stijgende lucht naar de bovenkant van de bui geblazen. De bovenkant wordt dus positief, en de onderkant negatief. Uiteindelijk wordt het ladingsverschil te groot, en volgt er een ontlading om het verschil weer op te heffen: bliksem!
Door de ladingsverschillen ontstaan bliksemflitsen. Soms worden de ladingsverschillen weggenomen door een blikseminslag, en soms gaat de bliksem van wolk naar wolk om de verschillen weg te nemen.
Hoe ontstaat de donder?
In een bliksemflits vindt een enorme elektronenstroom plaats. De negatieve elektronen stromen heel snel naar de grond of naar een ander deel in de wolk. Net zoals dat een stroomdraad heet wordt als er veel stroom doorheen gaat, wordt ook de lucht rondom de elektronenstroom extreem heet (wel 30 000 graden!). Bij natuurkunde leren we: warme lucht zet uit. De lucht in en rond een bliksemflits zet in korte tijd enorm veel uit, de lucht explodeert als het ware. Het uitzetten van de lucht veroorzaakt een geluidsgolf. Daarom gaat een bliksemflits gepaard met een geluid, de donder.
Waarom klinkt onweer anders als het ver weg is?
De verschillende klanken hebben verschillende oorzaken, het heeft te maken met reflecties, de vorm van een bliksemflits en met toonhoogtes.
1. Toonhoogtes
Zodra de geluidsgolf ontstaat, zijn er heel veel verschillende toonhoogtes. Die geluidsgolven vormen samen het unieke geluid van onweer. In de lucht dragen lage toonhoogtes verder dan hoge toonhoogtes. Dat wil zeggen dat als je heel dichtbij een blikseminslag bent, je zowel de hoge als de lage toonhoogtes hoort. Als je verder weg van de bliksem bent, dan hoor je alleen nog maar de lage toonhoogtes. Daardoor klinkt een verre donder een beetje als een laag gebrom, terwijl een blikseminslag in de buurt als een felle knal klinkt.
Daarnaast bewegen de verschillende toonhoogtes ook op verschillende snelheden. Dus, alle verschillende toonhoogtes beginnen tegelijk, maar op grote afstand smeren de toonhoogtes een beetje uit. Daardoor hoor je niet een plotse klap, maar juist een geleidelijke rommel.
2. Reflecties
Als het onweer dichtbij is, dan zal de geluidsgolf direct van de bron naar jouw oor gaan. Als het onweer wat verder weg zit, dan botst de geluidsgolf ondertussen nog tegen gebouwen, wolken, bomen of bergen aan. Deze obstakels kunnen het geluid weerkaatsen als een echo. Als je onweer in de verte hoort, dan hoor je dus niet alleen het rechtstreekse geluid, maar ook de echo’s van het onweer.
3. De vorm van een bliksemflits
Het laatste onderdeel heeft te maken met de vorm van de bliksemflits. Het lijkt alsof bliksem iets 2-dimensionaals is, maar in werkelijkheid is onweer 3-dimensionaal. Dat is soms voor ons soms lastig voor te stellen. Een bliksemflits heeft vele vertakkingen naar achteren. Een vertakking naar achteren ligt verder van jou af, en daardoor komt het geluid dus ook iets later naar jou toe. Je hoort ook door de vorm het geluid meestal niet allemaal tegelijkertijd, maar klinkt het meer alsof iets kraakt of rommelt.
Een oefening in 3-dimensionale bliksems: hier zie je dat een bliksem een krul maakt, en het lijkt alsof ze elkaar raken. In de 3-dimensionale werkelijkheid zal de bliksem er meer als een kurkentrekker uit hebben gezien. Probeer in de foto hierboven maar eens diepte te zien.
Waarom hoor ik geen onweer als het in de verte flitst?
Soms is alleen een bliksem te zien en hoor je geen donder. Dat is wanneer de bui (en dus de lichtflits ook) te ver van je verwijderd is. Geluid draagt niet zo ver als licht, waardoor je de flits wel ziet, maar de donder niet hoort. Soms hoor je alleen de donder en soms zie je net een oplichting van de wolk, niet per se een bliksem. Dat heeft te maken dat de flits wordt afgeschermd door een andere wolk.
Waarom ontstaat er vannacht misschien onweer?
Vanavond moeten we in het oosten rekening houden met enkele pittige onweersbuien. De buien verplaatsen zich gedurende de avond en nacht naar het noorden van het land. Vanavond is de kans op hagel en windstoten niet heel groot, maar waarom onweer vaak samen met hagel en windstoten voorkomt, lees je hier. Elders blijft het droog en wisselen opklaringen en wolkenvelden elkaar af.
De weermodellen gebruiken actuele informatie over het weer om te berekenen of het gaat regenen. De modellen weten echter niet het exacte weer van iedere plek, we kunnen moeilijk overal een weerstation plaatsen. Daarom zijn berekeningen ook niet exact, de Buienradar zou er vanavond zo uit kunnen zien, maar er is altijd een onzekerheid.
De buien ontstaan doordat de lucht onstabiel is geworden. Met onstabiel bedoelen we dat de lucht makkelijk kan gaan stijgen en daardoor kunnen onweersbuien ontstaan. Dat komt door de warmte aan de grond, een hoogtelaag, een convergentiezone en een oud-warmtefront.
1. De warmte aan de grond
Lucht kan stijgen doordat de lucht zelf warmer wordt. Doordat de zon vandaag lang heeft kunnen schijnen, en de aangevoerde lucht al vrij warm was, steeg de temperatuur vandaag naar ruim 24 graden. Door deze warmte kunnen boven Duitsland al onweersbuien ontstaan, die later de grens met Nederland over kunnen steken.
2. Het hoogtelaag
Lucht kan stijgen doordat de luchtlaag erboven kouder wordt. Vanaf de Noordzee een zogenaamd hoogtelaag binnenkomt. Dit is eigenlijk een bel koude lucht op ruim 5 kilometer hoogte. De bel koude lucht schuift over de warmte die wij aan de grond ervaren. Door dit temperatuursverschil tussen grond en de lucht erboven ontstaan makkelijker buien.
3. Een convergentiezone
Lucht kan stijgen doordat de lucht gedwongen wordt om te stijgen. Wanneer lucht uit twee richtingen tegen elkaar botst, dan kan het geen andere kant op dan omhoog. Een gebied waar de lucht uit twee richtingen tegen elkaar botst noemen we een convergentiezone.
4. Een oud-warmtefront
Buien kunnen vormen doordat de lucht vrij vochtig is. Vanochtend hadden we te maken met bewolking van een warmtefront. Dit warmtefront zorgt voor een laag vochtige lucht. Door dit warmtefront kunnen er vanavond ook makkelijker buien gaan ontstaan.
Tegelijkertijd zijn buien altijd heel lastig te voorspellen. Zoals je hierboven ziet zijn er ingrediënten aanwezig om buien te laten ontstaan, maar het is onzeker waar en wanneer de buien exact gaan ontstaan. Daarom geven we aan dat er “kans op onweer” is. Het is vanavond dus raadzaam om even de Buienradar te checken als je in het oosten woont en nog de deur uit moet.
