Opmerkelijke sprongen in de temperatuur

Wilfred Janssen
Wilfred Janssen 11 februari 2021 16:09 uur
Laatste update: 11 februari 2021 16:41 uur
Vandaag zagen we op veel plaatsen de temperatuur gekke sprongen maken. Van onder nul, naar ruim boven nul om vervolgens weer snel te dalen. Hoe kan dat?

Opmerkelijke temperatuursprongen

Al de hele dag zien we ronduit opmerkelijke sprongen in de temperatuur. Bij meerdere weerstations in ons land ging de temperatuur binnen zeer korte tijd van waarden onder nul, naar ver boven nul om vervolgens tien minuten later weer onder nul te duiken. Afgelopen dinsdag zagen we al een vergelijkbaar verschijnsel in Herwijnen, toen de temperatuur plotsklaps twee tienden boven nul uitkwam. Deze waarde is overigens achteraf door het KNMI aangepast naar een maximumtemperatuur van -1.4 graden, wat zonder duiding natuurlijk opmerkelijk is.

Opmerkelijke temperatuursprong in Lelystad kort na het middaguur. Op dat moment was het windstil, wat weerkundig niet heel gek is, normaal gesproken dan...

Deze opmerkelijke temperatuursprongen vallen bij ons meteorologen gelijk op. In koude lucht is het niet zeldzaam dat de temperatuur sterk schommelt, maar vandaag is dat wel heel extreem. Wij, als meteorologen van Weerplaza, hebben wel een idee waar het vandaan kan komen.

Weerkundige verklaring

Op veel plaatsen rond het middaguur lage windsnelheden. In de zuidelijke helft was toen de wind al weer wat toegenomen. Was dat de oorzaak, in combinatie met de zonneschijn?

Wanneer in het weer opmerkelijke dingen gebeuren in het weer, dan zijn we als meteorologen geneigd om een weerkundige verklaring te zoeken. Zeker wanneer iets gebeurt dat niet werd verwacht, is dat het geval. Zo ook vandaag, toen rond 10:30 uur de temperatuur in De Bilt ineens opliep naar 0.0 graden, stonden we ineens 'op scherp'. Was het een weerkundig fenomeen, of deugt er iets niet aan de apparatuur in De Bilt?

Op het moment dat meerdere weerstations opmerkelijke sprongen begonnen te maken, gingen we zoeken naar een weerkundige verklaring. Bij sterke temperatuurschommelingen kijken we altijd direct naar twee dingen: zonneschijn en wind. Aan zonneschijn was geen gebrek vandaag, want er was geen wolkje aan de lucht. Verder viel tijdens de opmerkelijke temperatuursprongen op verschillende meetlocaties de wind weg toen precies het midden van een uitloper van een hogedrukgebiedje overtrok.

De theorie is dat door het wegvallen van de wind, het mengen van lucht in de atmosfeer sterk wordt verminderd. Alle opwarming door de zon gaat dan tijdelijk in de onderste laag van de atmosfeer zitten, wat de temperatuur een behoorlijke zet kan geven. In de zomermaanden is dit effect niet ongebruikelijk, maar putje winter én met aanwezigheid van een (dik) sneeuwdek doet dat de wenkbrauwen enigszins fronsen.

Opbouw van de atmosfeer

Data van de ballonoplating in het Duitse Meppen, rond het middaguur. Op dat moment was het windstil, wat voor veel locaties in ons land het moment was van de opvallende temperatuursprongen. Je ziet de mooie gemengde laag nabij het oppervlak (omgekeerde V) en een klein temperatuursprongetje van pakweg 2 graden bijna op het aardoppervlak wat realistisch is. Dat temperatuursprongetje was bij meerdere meetpunten 5 of 6 graden, wat onrealistisch hoog is.

In de weerkunde gelden allerlei natuurkundige wetten die beschrijven wat er met lucht gebeurt in bepaalde situaties. Zo weten we precies hoeveel lucht afkoelt of opwarmt wanneer het door menging stijgt of daalt. Hier spelen de verandering van luchtdruk en verandering van temperatuur met de hoogte mee. Ballonoplatingen zijn voor ons daarin zeer waardevol, want met een ballonoplating wordt de temperatuur op vrijwel alle hoogtes in de atmosfeer gemeten.

In de data van de ballonoplatingen in De Bilt, Essen (Duitsland) en Meppen (Duitsland) is mooi de turbulente laag onderin de atmosfeer te herkennen. Op basis van de gemiddelde temperatuur in die turbulente laag, zou de atmosfeer op 1.5 meter boven de grond waarden rond -3 graden toestaan. Door toedoen van de zon en minder wind door wrijving vlak boven de grond komt deze waarde in praktijk iets hoger uit, zo rond -1 graad. Maar waar komen die temperaturen ruim boven nul dan vandaan? Meteorologisch staan dus een aantal signalen spreekwoordelijk op 'rood'.

Is de meetopstelling de oorzaak?

Zo ziet een weerhut eruit. Een stapel van schotels met daartussen ruimte zodat lucht er vrij doorheen kan stromen. Binnenin de weerhut zitten de sensoren, afgeschermd van direct zonlicht. Foto: Alfred Snoek.

Wanneer we meteorologisch geen sluitende verklaring kunnen vinden, moeten we bij de meetinstrumenten zelf gaan kijken. Wanneer het verschijnsel op één meetpunt in ons land voorkomt, dan is het of een lokaal verschijnsel of een fout in de meting. Vandaag was het weer in vrijwel heel Nederland gelijk en het effect liet zich ook zien op veel weerstations. Aan de meetinstrumenten, dus de sensoren, heeft het zeer waarschijnlijk niet gelegen. Wat dan wel?

De thermometers van de weerstations van het KNMI zitten in 'weethutjes'. Een weerhutje is een stapel met 'schoteltjes' waarin de sensor zit verstopt, om te voorkomen dat de zon direct op de sensor schijnt. De lucht stroomt door de kieren van de schoteltjes heen langs de sensor, zodat de sensor de luchttemperatuur kan waarnemen. Wanneer er geen wind is, stroomt er geen verse lucht door het weerhutje. Maar lucht verandert ook niet zomaar van temperatuur zonder invloed van buitenaf.

De buitenkant van de weerhut is altijd wit, om te voorkomen dat de weerhut zelf warm wordt door directe instraling van de zon. Aan de binnenkant zijn de schoteltjes zwart om te voorkomen dat straling alsnog wordt gereflecteerd naar de sensor. Maar die zwarte binnenkant kan juist vandaag een groot effect hebben gehad.

Omdat op veel plaatsen sneeuw ligt, kan het zijn dat zonlicht via de sneeuw precies door de lamellen van de schoteltjes op de zwarte verf in de sensorhut wordt weerkaatst. In deze tijd van het jaar wint de zon al een beetje aan kracht, dus de kans bestaat dat tijdens een windstil moment de lucht in de weerhut is verwarmt door de combinatie van invallend zonlicht én de zwarte verf. Op het moment dat de wind weer opstak, zagen we de temperatuur ook weer snel dalen. Op dat moment is dan verse lucht in de weerhut gestroomd.

Misschien toch geen sneeuw op het meetveld

De metingen van Lelystad en Nieuw-Beerta (Noordoost-Groningen). Bij Lelystad blijft door sneeuwsmelt (of sublimatie) de temperatuur op 10 centimeter 'keurig' op het vriespunt liggen. In Nieuw-Beerta ligt minder sneeuw op het meetveld, waardoor daar de temperatuur op 10 centimeter, zoals gebruikelijk boven de temperatuur op 1.5 meter ligt tijdens zonnig en windstil weer. 

Voor reflectie moet wel sneeuw aanwezig zijn. We hebben geen live beelden van de situatie op de meetvelden in ons land, maar aan de hand van metingen kunnen we wel schatten wat de lokale situatie ongeveer is. In de natuurkunde wordt beschreven dat energie niet verloren kan gaan. Warmte van de zon gaat in het opwarmen van de lucht zitten, maar ook in het smelten van sneeuw. 

In bijvoorbeeld de metingen van Lelystad is te zien dat de temperatuur op 10 centimeter boven het gras constant op nul graden bleef steken, als gevolg van het smelten van sneeuw. De sensor op 1.5 meter boven het oppervlak liet wel de opvallende piek in temperatuur zien, wat het verhaal van reflectie van zonlicht ondersteunt. Dit was op meer meetpunten het geval, maar niet op alle meetlocaties. Wanneer er geen sneeuw ligt, zie je duidelijk de temperatuur op 10 centimeter boven het gras boven de temperatuur op 1.5 meter uitkomen. Dit was in onder andere Nieuw-Beerta het geval.

Dus, wat was de oorzaak?

Wat de precieze oorzaak is, weten wij van Weerplaza nu nog niet. Op basis van de weerkundige omstandigheden zijn dit soort temperaturen niet alleen heel opmerkelijk, maar ook theoretisch alleen haalbaar in de meest optimale omstandigheden. Die perfecte omstandigheden komen zelden voor en als dat gebeurt op lokale schaal. De combinatie van sneeuw, volop zon en de zwarte binnenkant van de weerhut klinkt logisch, maar wij bezitten niet de expertise die het KNMI heeft wat betreft hun meetapparatuur.

Wij vinden het in elk geval heel interessant en gaan uiteraard de metingen van vandaag vergelijken met de gevalideerde waarden die ergens in de komende dagen beschikbaar worden. Vanochtend schreven we dat de officiële koudegolf een gelopen race was, maar wie weet worden de gemeten waarden van vandaag gecorrigeerd. Dit is bij de opvallende meting in Herwijnen afgelopen dinsdag ook gebeurd.



- Deze tekst is samen met Alfred Snoek samengesteld -

Deel:

Files en vertragingen