Onweer: een spectaculair verschijnsel!

Wouter van Bernebeek
Wouter van Bernebeek 17 juni 2021 09:50 uur
Laatste update: 23 juni 2021 11:20 uur
Onweer is een spectaculair verschijnsel. Maar hoe ontstaat onweer eigenlijk en hoe kunnen we onweersbuien 'verwachten'?

Wat is onweer?

Zwaar onweer boven Flevoland in de zomer van 2015.

Onweer is een meteorologisch fenomeen dat (met uitzondering van de polen) bijna overal ter wereld voorkomt. Onweer ontstaat wanneer deeltjes in de atmosfeer razendsnel langs elkaar bewegen. Er ontstaat een statische lading die ontlaadt wanneer de ladingsverschillen te groot worden. Wat een onweersbui anders maakt dan andere buien is dat er in een onweerswolk elektrische ontladingen plaatsvinden. De elektrische ontlading uit de onweerswolk zien wij als bliksemflits (of bliksemontlading) en die ontladingen veroorzaken weer een harde knal, die we in de volksmond 'de donder' noemen.

Hoe kunnen we onweer zien aankomen?

Het ontstaan van onweersbuien is afhankelijk van een aantal factoren. Pas als alles in de atmosfeer 'meewerkt' vormen de onweersbuien zich. Allereerst moet de lucht onstabiel zijn. Dit betekent dat er genoeg vocht en energie aanwezig is voor het ontstaan van onweer. De mate van onstabiliteit wordt in de weerkunde uitgedrukt in CAPE (Engels voor: Convective Available Potential Energy). Deze waarde wordt gemeten in Joules per kilogram en geeft eenvoudig gezegd aan hoe snel een luchtpakketje als het ware kan opstijgen, waardoor de ontwikkeling van buienwolken in gang kan worden gezet. Met de waardes in het lijstje hieronder kun je zelf op weerkaarten bekijken hoe onstabiel de atmosfeer is in een bepaalde situatie:


- 0 jkg
stabiele atmosfeer (geen onweer mogelijk)
 ~100 t/m 1000 j/kg
onstabiele atmosfeer (onweer mogelijk)
1000-2500 j/kg
zeer onstabiele atmosfeer (onweer waarschijnlijk)
 > 2500 j/kg
extreem onstabiele atmosfeer (zwaar onweer mogelijk)


Daarnaast hebben we de Lifted Index (LI), een andere parameter om de onstabiliteit van de atmosfeer aan te duiden. Meestal worden LI en CAPE op dezelfde kaarten weergegeven. De waarde van de Lifted Index geeft aan hoeveel kouder de temperatuur van de omgeving is ten opzichte van een stijgend luchtpakketje. De weergave is in graden Celsius. Staat er dus -7, dan is de lucht rondom een stijgend luchtpakketje 7 graden kouder dan het pakketje zelf. Hoe groter dit verschil, hoe onstabieler de atmosfeer is qua opbouw. Maar let op: alleen negatieve waarden duiden op een onstabiele atmosfeer. Staat er dus +7 (of 7), dan is er geen kans op onweer! De indeling binnen de Lifted Index is als volgt:


Positief t/m 0°C

stabiele atmosfeer (onweer vrijwel onmogelijk)
0 t/m -3°C: 
onstabiele atmosfeer (onweer mogelijk)
-4 t/m -8°C
zeer onstabiele atmosfeer (onweer waarschijnlijk)
 -9°C of lager
extreem onstabiele atmosfeer (zwaar onweer mogelijk)

Hierboven zien we enkele CAPE-kaartjes van  9 mei 2021. Hierop kun je zien hoe onstabiel de atmosfeer is opgebouwd tijdens die warme dag. Binnen dit principe geldt: hoe hoger de CAPE, hoe meer potentiële energie aanwezig is en hoe zwaarder onweersbuien kunnen worden. Met de nadruk op kúnnen! Want deze waarde is géén daadwerkelijke kans op onweersbuien, het wordt alleen gebruikt als indicatie hoe zwaar buien potentieel kunnen uitpakken. Zie het als springstof in een explosief: je kunt enorme hoeveelheden springstof hebben, maar zonder 'vonkje' gebeurt er niks. En die vonk is de volgende factor waar we even naar gaan kijken.

Een trigger

Zo een vonkje (trigger) zijn vaak opwaartse verticale bewegingen. Die zijn bijvoorbeeld aanwezig bij een front als de ene luchtsoort de andere luchtsoort optilt. In de zomer ontstaan de zwaarste onweersbuien in ons deel van Europa meestal langs een thermische vore (ookwel trog). Dit is een soort convergentielijn. Op zo een lijn botsen twee luchtstromen op elkaar. Hierdoor wordt de lucht in een smalle strook extra snel gedwongen om te stijgen, een ideale trigger. Wanneer de temperatuur aan het aardoppervlak hoog genoeg is, zullen de buien dan in hoog tempo als paddenstoelen uit de grond schieten.

Windschering

Een minstens zo belangrijke factor is windschering. Dit is het verschil in windsnelheid tussen verschillende niveaus binnen de luchtkolom. Op 5 kilometer hoogte waait het namelijk veel harder dan op de grond waar wij rondlopen. Het verschil tussen deze windsnelheden rondom een onweersbui kan worden aangeduid in effectieve windschering, een waarde die iets zegt over de dynamiek in een bepaalde situatie. Hoe groter het verschil in windsnelheid, hoe sterker buien zich kunnen ontwikkelen. Maar er moet ook weer niet té veel windschering zijn, want dan kunnen buienwolken juist uiteen waaien. Het is de kunst om een zogenaamd 'evenwicht' te creëren tussen onstabiliteit en windschering, voor het ontstaan van zwaar onweer. Windschering wordt meestal aangeduid in knopen (omgerekende waarde van km/uur).

Op basis van windschering zijn er drie gradaties te geven van soorten onweersbuien: single cell, multicell en supercell. Ook hierin hebben we een lijstje met getallen gemaakt die grofweg aan te houden is, indien de aanwezigheid van voldoende onstabiliteit:


0-20 knopen
single cell
 20-40 knopen
multicell
> 40 knopen
supercell

Verwachte windschering, zondag 19 uur

Verwachte windschering, zondag 21 uur

Het is een kwestie van ervaring opdoen en de weerkaarten leren interpreteren, hoe je het zogenaamde 'convectietype' (het soort onweersbui) vooraf op een goede manier kunt berekenen. Alle weerkaarten m.b.t. onweer kun je hier vinden op onze website: https://www.weerplaza.nl/weerkaarten/wrf/

Aantal dagen met onweer in Nederland

Gemiddeld aantal onweersdagen per jaar

Zoals je wel zult weten, komen onweersbuien in Nederland voornamelijk in het zomerseizoen voor. Met name op de welbekende broeierig warme dagen met een hoge luchtvochtigheid, ontwikkelen zich doorgaans de zwaarste onweersbuien. Het aantal dagen met onweer loopt echter behoorlijk uiteen: in Groningen en Drenthe komen gemiddeld de minste onweersdagen voor met 21-22 dagen per jaar. In een strook van West-Brabant naar Utrecht onweert het normaal gesproken het vaakst met 32 tot 34 graden per jaar. Toch kunnen deze aantallen van jaar tot jaar sterk verschillen. We hebben de afgelopen jaren zomers gehad waarin op een aantal plaatsen zelfs helemaal niet tot onweer kwam, bijvoorbeeld tijdens de zeer droge zomer van 2018. Op het kaartje hiernaast kun je zien hoe het aantal onweersdagen in Nederland is verdeeld.

Bliksem en donder...

In een grote onweerswolk, ook wel cumulonimbuswolk genaamd, komen zeer hoge windsnelheden voor: soms wel tot meer dan 100 km/uur. In deze snelle luchtstromen zweven verschillende soorten deeltjes. Over het algemeen zijn dit waterdruppels en ijskristallen die door de meteorologen 'graupel' woeden genoemd. Door de enorme verticale windsnelheden botsen de deeltjes talloze keren tegen elkaar aan. Bij elke botsing van een deeltje wordt een klein beetje statische elektriciteit opgewekt en zo ontstaat er geleidelijk een groot spanningsverschil binnenin de onweerswolk. Wanneer het spanningsverschil groot genoeg is, vindt er een ontlading plaats die wij zien als bliksem en horen als donder.

Een blikseminslag van zeer dichtbij (slechts 20 meter), augustus 2017

Bij een bliksemontlading komt enorm veel energie vrij. Een deel van de energie wordt omgezet in zichtbaar licht (de flits), een ander deel van de energie wordt omgezet in warmte. Omdat de lucht rond een bliksemkanaal in een zeer korte tijd extreem opwarmt, soms tot wel 30.000 graden Celsius, zet de lucht extreem snel uit. De uitzetbeweging van de lucht beweegt dan als schokgolf door de atmosfeer en bereikt ons dan als geluidsgolf. In een ontlading kan de stroom soms wel oplopen tot 100 miljoen volt. De sterkte van de ontlading wordt bepaald door de hoeveelheid elektrische energie, iets dat wij kennen als het aantal 'Ampères'. Een gemiddelde bliksemontlading bevat 60.000 Ampère stroom. Soms kunnen ontladingen meer dan 300.000 Ampère bevatten. Dit zijn vaak de ontladingen die voor brand en schade zorgen.

Wat zie je als onweer nadert?

Naderend onweer, Lelystad Flevoland. Foto: Beau
In het donker zie je onweer soms al van honderden kilometers afstand, zeker wanneer de lucht rondom een onweersbui vrij is van andere bewolking. Dit kan indrukwekkende plaatjes geven! Overdag is onweer in een vroeg stadium moeilijker in te schatten, maar onweerswolken kondigen zich soms al uren van te voren aan. Door naar de lucht te kijken kan je zien of er onweer op komst is, of dat er een onweersbui in de buurt ontwikkelt. Soms zie je in de ochtend allemaal kleine wolkentorentjes die daarna verdwijnen, zogenaamde altocumulus castellanus. Deze wolkjes verraden de grote onstabiliteit hogerop in de atmosfeer. Regelmatig komt het binnen 6-12 uur na het zien van deze wolkjes tot onweersbuien. Wanneer een onweersbui op 20 tot 100 kilometer van jouw plaats aanwezig is, kun je verder een enorme aambeeldvormige wolk spotten. Dit noemen we ook wel een cumulonimbuswolk.

Als een onweersbui echt dichtbij komt, zijn aan de voorkant van de bui soms rolwolken of 'shelfclouds' te zien. Achter deze wolk bevindt zich de neerslag, hagel en soms ook de zware windstoten. Wanneer je dit soort wolken zien, bevindt het onweer zich meestal binnen een afstand van 10 kilometer.

Gevaarlijk

Onweersbuien zijn ook gevaarlijk. As de bliksem je raakt kan dit dodelijk zijn. Zorg altijd dat je op een veilige plek bent als er een onweersbui overtrekt. Jaarlijks komen er in Nederland gemiddeld 2 mensen om het leven als gevolg van een directe blikseminslag. Blikseminslag kan ook voor brand zorgen en andere materiele schade.

Hieronder leggen we in een video nog eens rustig uit hoe onweer ontstaat en wat je het best kunt doen als een onweersbui nadert!

Deel:
Meer over: onweersbuien

Files en vertragingen