Het ontstaan van een onweersbui

In dit artikel leggen we uit wat nodig is voor het ontstaan van een onweersbui en hoe het onweer zelf tot stand komt.

Voor de vorming van regen- of onweersbuien zijn drie ingrediënten noodzakelijk. Als eerste is vocht nodig voor de vorming van wolken. In gebieden waar luchtvochtigheid hoog is, zoals in de tropen, ontstaan vaak gemakkelijk onweersbuien.

Temperatuurverdeling in de atmosfeer

Een groot temperatuurverschil tussen de koude lucht hoog in de atmosfeer en warmere lucht aan de grond is het tweede ingrediënt. Hierbij is de lucht onstabiel. In de zomer ontstaat dit temperatuurverschil meestal doordat de zon het aardoppervlak sterk verwarmt, waarna de luchtlaag daarboven opwarmt. In de winter is voor onweersbuien aanvoer van zeer koude lucht hoger in de atmosfeer nodig. Bij een onweersbui moet de lucht aan de grond al gauw 40 graden warmer zijn dan de lucht op ongeveer 5 kilometer hoogte.

Trigger

Als derde is vaak nog een 'trigger' nodig om de lucht een zetje te geven op te stijgen. Regionaal verschil in temperatuur en dus luchtdruk kan al dat zetje veroorzaken, bijvoorbeeld het temperatuurverschil tussen de lucht boven zee en boven land. Ook een bergketen of de aanwezigheid van een lagedrukgebied kan de lucht doen stijgen.

Vorming van een stapelwolk op een zonnige dag

Als de zon fel schijnt, wordt het aardoppervlak flink opgewarmd. Vervolgens wordt het luchtlaagje daarboven verwarmd. Warme lucht is lichter dan koude lucht en heeft daardoor de neiging op te stijgen. Zoals bij een heteluchtballon in de koude lucht. Als een luchtbel eenmaal stijgt blijft deze stijgen zolang de omgeving kouder is. Tijdens het stijgen koelt de luchtbel af, maar blijft in veel gevallen warmer dan zijn omgeving. Dit komt doordat de temperatuur normaalgesproken met de hoogte afneemt.

Omdat koudere lucht minder waterdamp kan bevatten dan warmere lucht, zal de waterdamp in de stijgende lucht gaan condenseren (overgang waterdamp naar waterdruppel), zoals het vocht in je adem condenseert in de koude winterlucht of de warme vochtige lucht tijdens het douchen tegen de koude spiegel beslaat. Een wolk is niets meer dan een groep waterdruppeltjes. Op de hoogte waar het vocht in de stijgende luchtbel condenseert, zie je de stapelwolk ontstaan. De onderkant van de stapelwolk is daardoor vaak vlak. Door het verder stijgen van de lucht ontstaat de stapelwolk.

Van stapelwolk naar bui

Wanneer de top van de wolk in voldoende mate stijgt, koelt de temperatuur in het bovenste deel van de wolk af tot onder het vriespunt. Uiteindelijk ontstaat er ijs en wanneer een wolk uit zowel ijs als water bestaat, neemt de kans op neerslag snel toe. De ijsvorming is te zien aan de vervaging van de wolkentop; ook wel ijskap of aambeeld genoemd. De onschuldige stapelwolk kan dan binnen een kwartier uitgroeien tot een flinke bui.

Hagel en onweer

Binnen een wolk heb je stijgende en dalende luchtbewegingen. Doordat waterdruppeltjes en ijskristallen op en neer door een wolk bewegen, kunnen ze aanvriezen en weer gedeeltelijk smelten. Door deze herhaling ontstaan, net zoals bij een rollende sneeuwbal, hagelstenen. In de winter is hagel vaak vrij klein (enkele millimeters in doorsnee) en korrelig van structuur. In de zomer zijn hagelstenen doorgaans harder, van massief ijs en kunnen flink groot worden. In uitzonderlijke gevallen komen hagelstenen zo groot als tennisballen voor. Grote hagelstenen vallen door hun gewicht snel naar beneden en bereiken een snelheid van 100 tot 120 km/uur.

De dalende en stijgende luchtstromen binnen de wolk zijn ook de oorzaak van onweer. De luchtstromen die (bij een stevige onweersbui met snelheden tot 100 km/uur) langs elkaar glijden zorgen ervoor dat de wolk als een soort van condensator wordt opgeladen. De ontlading van de wolk is te zien als bliksemschicht tussen wolk en aarde of binnen de wolk. De donder, die je hoort, komt doordat de lucht door de bliksem in korte tijd wordt verhit. Door de verhitting zet de lucht uit en de ontstane schokgolf geeft het geluid.

Onweer kan gevaarlijk zijn, lees hier wat je moet doen als je wordt overvallen door een onweersbui.