Terug naar vraagbaak overzicht
hoge- en lage drukgebieden
joep stelde deze vraag op 02 januari 2016 om 11:40.
Reacties:
Quote
Dag Joep,
daar kunnen we boeken over volschrijven (en dat is dan ook gedaan hoor). Er zijn, afhankelijk van de precieze oorzaak, een stuk of tien soorten lage- en hogedrukgebieden aan te wijzen.
Als je het niet erg vindt ga ik die hier niet allemaal uitgebreid voor je behandelen. Maar als je de grote lijn kent ga je denk ik vanzelf wel snappen hoe dat allemaal zo ongeveer komt. Met alleen die grote lijn wordt dat al een héél verhaal.....
Een belangrijke factor in het ontstaan van die drukverschillen is de algemene luchtstroom op Aarde, die de atmosfeer op het noordelijk en zuidelijk halfrond elk in drie banden, ook wel cellen genaamd, verdeelt.
De bekendste en begrijpelijkste daarvan zijn de zg Hadley-cellen. Laten we dat eens bekijken aan de hand van bewegende beelden:
(bron: https://www.uwgb.edu/dutchs/EarthSC102Notes/102HowEarthWorks.HTM)
Kijken we eerst even naar de evenaar (in het plaatje de "doldrums"):
Let op die licht- en donkerblauwe rondgaande pijlen.
Boven de evenaar warmt de lucht aan het aardoppervlak sterk op door de sterke zonnestralen. Warme lucht stijgt op (denk maar aan een heteluchtballon) en zo ontstaat er boven de evenaar een opwaartse luchtstroom. Waar lucht verdwijnt ontstaat vanzelf een lagere druk, dus in een band rond de evenaar heb je voornamelijk een algemene lagedruk. Lucht stroomt van hogere naar lagere druk. Dat komt dan rond de evenaar van twee kanten, en dus in de smalle band daar middenin is er in het algemeen niet veel wind. Vroeger konden zeilschepen daar dan ook soms wekenlang doelloos ronddobberen.
Tijdens het opstijgen boven de evenaar koelt die vochtige lucht ook af, en regent het dan gemiddeld ook veel. In die band rond de evenaar vinden we dan ook de tropische regenwouden (what's in a name....).
Door het condenseren van waterdamp wordt die lucht trouwens nóg warmer en kan nog verder opstijgen (verdampen kost warmte, bij condenseren komt die warmte weer vrij). Maar ten slotte zal ze toch afkoelen en zijdelings wegstromen, want er is ook nog zoiets als zwaartekracht.
De zg paardebreedten ("horse lattitudes" in het plaatje):
Rond de 30° noorder- en zuiderbreedte komt die uitgeregende lucht weer naar beneden. Omdat de lucht daar naar beneden stroomt en dus van bovenaf duwt op de lucht die daar al is vind je daar dus in het algemeen hoge druk.
Die dalende lucht warmt daarbij ook weer een beetje op, de relatieve vochtigheid van die dalende lucht wordt dus lager en lager, en waar de RV laag is zal het in het algemeen weinig regenen. Hé, in die band vinden we dus al die woestijnen, de Sahara en de Kalahari in Afrika, de Gobi en Australië in Australasië, noem ze maar op.
De passaten (in het plaatje "Tradewinds"):
Hoge druk aan het oppervlak in de paardebreedtes, lagedruk boven de evenaar, en dus stroomt er van twee kanten over het aardoppervlak weer lucht terug naar de evenaar. Onderweg pikt ze daarbij weer vocht op, waardoor er bij het opstijgen boven de evenaar weer water kan vallen. Wat daarbij ook opvalt is dat dat niet bijvoorbeeld recht van noord 30° naar de evenaar stroomt, maar afbuigt : dat komt omdat de aarde als het ware onder die wind doordraait.
Dat heet in het Engels "tradewinds" (handelswinden) omdat die voor zeilschepen redelijk betrouwbaar zijn qua sterkte en richting. En zo komen er jaarlijks ook vele miljoenen tonnen Saharazand in het Amazonewoud terecht.
Lucht die een rondje maakt: omhoog boven de evenaar, opzij, boven de woestijen weer naar beneden en hopla terug naar de evenaar. Die grote circulatie noem je een "cel" , en zo heb je wel een redelijk beeld van de zogenaamde "Hadley-cellen" aan weerszijden van de evenaar.
Boven de polen heb je door de sterke afkoeling op hoogte een dalende luchtstroom, die dan over het aardoppervlak naar ongeveer de poolcirkel stroomt, daar weer opstijgt en terugstroomt. Dat zijn de polaire cellen.
De polaire cellen en de Hadley-cellen houden samen de Ferrel-cellen op gang.
(bron: http://idaholyoaks3.blogspot.nl/2012/11/understanding-climate-change-part-4.html)
Je ziet al wat er daardoor rond 55-60° noorderbreedte gebeurt: opstijgende en dus afkoelende vochtige lucht, en dus ook hier weer regen. Nederland ligt maar een graad of 5 ten zuiden daarvan, dus daar krijgen we het jaar door regelmatig vegen van mee.
Dat is voor het algemene patroon van hoge- en lagedrukgebieden op Aarde, de grote lijn om het zo maar te zeggen. Op een mooie gladde aarde, zonder grote oceanen of continenten, zonder bergruggen, zou het weer dus behoorlijk goed voorspelbaar zijn, misschien wel voor jaren vooruit.
Chaos:
Maar ja, overal waar iets beweegt ontstaat chaos. Moet je heel eht schoolplein eens volzetten met mensen, en tegen die mensen zeggen met de klok mee rond het plein te gaan lopen; kijk van bovenop het dak op dat plein en je ziet wel die grote lijn van een met de klok meedraaiende kudde mensen, maar ook allemaal kleine afwijkingen.
Uit die chaos ontstaan dan bijvoorbeeld die gekke draaikolken die jij denk ik wel kent van de weerplaatjes van onze lagedrukgebieden:
(depressie ten zuiden van IJsland. bron: wikipedia)
In die chaos waar grote hoeveelheden warme lucht schuin op grote hoeveelheden koude lucht botsen, waar wolkenvelden drijven maar ook grote opklaringen (en dus zon en dus opwarming en dus mini-evenaartjes) ontstaan allemaal mini-cellen. Van rondom wil de wind die opstijgende lucht aanvullen, maar door de draaing van de aarde waait ze als het ware dat lagedrukgebiedje voorbij waardoor ze met een bochtje er alsnog achteraan moet. Net als rond het afvoerputje van je gootsteen krijg je dan een draaikolk, maar dan omhoog:
(bron: http://www.goes-r.gov/users/comet/tropical/textbook_2nd_edition/navmenu.php_tab_4_page_1.3.0.htm)
Gooi in die chaos nog een paar jetstreams en je hebt "het weer". Na een paar eeuwen bestuderen en noteren, en nu met satellieten waarnemend en met supercomputers rekenend, een paar dagen vooruit redelijk te voorspellen, maar dan houdt het ook op.
Kijk voor de verschillende soorten lage- en hogedrukgebieden eens even op Wikipedia:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Lagedrukgebied
https://nl.wikipedia.org/wiki/Hogedrukgebied
Hopelijk begrijp je dan samen met de "grote lijn" die ik je hierboven uitlegde hoe met die zon als motor uit die chaos verschillende soorten hoge- en lagedrukgebieden kunnen ontstaan.
Heb je dit nog kunnen volgen?
groet, Jan
daar kunnen we boeken over volschrijven (en dat is dan ook gedaan hoor). Er zijn, afhankelijk van de precieze oorzaak, een stuk of tien soorten lage- en hogedrukgebieden aan te wijzen.
Als je het niet erg vindt ga ik die hier niet allemaal uitgebreid voor je behandelen. Maar als je de grote lijn kent ga je denk ik vanzelf wel snappen hoe dat allemaal zo ongeveer komt. Met alleen die grote lijn wordt dat al een héél verhaal.....
Een belangrijke factor in het ontstaan van die drukverschillen is de algemene luchtstroom op Aarde, die de atmosfeer op het noordelijk en zuidelijk halfrond elk in drie banden, ook wel cellen genaamd, verdeelt.
De bekendste en begrijpelijkste daarvan zijn de zg Hadley-cellen. Laten we dat eens bekijken aan de hand van bewegende beelden:
(bron: https://www.uwgb.edu/dutchs/EarthSC102Notes/102HowEarthWorks.HTM)Kijken we eerst even naar de evenaar (in het plaatje de "doldrums"):
Let op die licht- en donkerblauwe rondgaande pijlen.
Boven de evenaar warmt de lucht aan het aardoppervlak sterk op door de sterke zonnestralen. Warme lucht stijgt op (denk maar aan een heteluchtballon) en zo ontstaat er boven de evenaar een opwaartse luchtstroom. Waar lucht verdwijnt ontstaat vanzelf een lagere druk, dus in een band rond de evenaar heb je voornamelijk een algemene lagedruk. Lucht stroomt van hogere naar lagere druk. Dat komt dan rond de evenaar van twee kanten, en dus in de smalle band daar middenin is er in het algemeen niet veel wind. Vroeger konden zeilschepen daar dan ook soms wekenlang doelloos ronddobberen.
Tijdens het opstijgen boven de evenaar koelt die vochtige lucht ook af, en regent het dan gemiddeld ook veel. In die band rond de evenaar vinden we dan ook de tropische regenwouden (what's in a name....).
Door het condenseren van waterdamp wordt die lucht trouwens nóg warmer en kan nog verder opstijgen (verdampen kost warmte, bij condenseren komt die warmte weer vrij). Maar ten slotte zal ze toch afkoelen en zijdelings wegstromen, want er is ook nog zoiets als zwaartekracht.
De zg paardebreedten ("horse lattitudes" in het plaatje):
Rond de 30° noorder- en zuiderbreedte komt die uitgeregende lucht weer naar beneden. Omdat de lucht daar naar beneden stroomt en dus van bovenaf duwt op de lucht die daar al is vind je daar dus in het algemeen hoge druk.
Die dalende lucht warmt daarbij ook weer een beetje op, de relatieve vochtigheid van die dalende lucht wordt dus lager en lager, en waar de RV laag is zal het in het algemeen weinig regenen. Hé, in die band vinden we dus al die woestijnen, de Sahara en de Kalahari in Afrika, de Gobi en Australië in Australasië, noem ze maar op.
De passaten (in het plaatje "Tradewinds"):
Hoge druk aan het oppervlak in de paardebreedtes, lagedruk boven de evenaar, en dus stroomt er van twee kanten over het aardoppervlak weer lucht terug naar de evenaar. Onderweg pikt ze daarbij weer vocht op, waardoor er bij het opstijgen boven de evenaar weer water kan vallen. Wat daarbij ook opvalt is dat dat niet bijvoorbeeld recht van noord 30° naar de evenaar stroomt, maar afbuigt : dat komt omdat de aarde als het ware onder die wind doordraait.
Dat heet in het Engels "tradewinds" (handelswinden) omdat die voor zeilschepen redelijk betrouwbaar zijn qua sterkte en richting. En zo komen er jaarlijks ook vele miljoenen tonnen Saharazand in het Amazonewoud terecht.
Lucht die een rondje maakt: omhoog boven de evenaar, opzij, boven de woestijen weer naar beneden en hopla terug naar de evenaar. Die grote circulatie noem je een "cel" , en zo heb je wel een redelijk beeld van de zogenaamde "Hadley-cellen" aan weerszijden van de evenaar.
Boven de polen heb je door de sterke afkoeling op hoogte een dalende luchtstroom, die dan over het aardoppervlak naar ongeveer de poolcirkel stroomt, daar weer opstijgt en terugstroomt. Dat zijn de polaire cellen.
De polaire cellen en de Hadley-cellen houden samen de Ferrel-cellen op gang.
(bron: http://idaholyoaks3.blogspot.nl/2012/11/understanding-climate-change-part-4.html)
Je ziet al wat er daardoor rond 55-60° noorderbreedte gebeurt: opstijgende en dus afkoelende vochtige lucht, en dus ook hier weer regen. Nederland ligt maar een graad of 5 ten zuiden daarvan, dus daar krijgen we het jaar door regelmatig vegen van mee.
Dat is voor het algemene patroon van hoge- en lagedrukgebieden op Aarde, de grote lijn om het zo maar te zeggen. Op een mooie gladde aarde, zonder grote oceanen of continenten, zonder bergruggen, zou het weer dus behoorlijk goed voorspelbaar zijn, misschien wel voor jaren vooruit.
Chaos:
Maar ja, overal waar iets beweegt ontstaat chaos. Moet je heel eht schoolplein eens volzetten met mensen, en tegen die mensen zeggen met de klok mee rond het plein te gaan lopen; kijk van bovenop het dak op dat plein en je ziet wel die grote lijn van een met de klok meedraaiende kudde mensen, maar ook allemaal kleine afwijkingen.
Uit die chaos ontstaan dan bijvoorbeeld die gekke draaikolken die jij denk ik wel kent van de weerplaatjes van onze lagedrukgebieden:
(depressie ten zuiden van IJsland. bron: wikipedia)
In die chaos waar grote hoeveelheden warme lucht schuin op grote hoeveelheden koude lucht botsen, waar wolkenvelden drijven maar ook grote opklaringen (en dus zon en dus opwarming en dus mini-evenaartjes) ontstaan allemaal mini-cellen. Van rondom wil de wind die opstijgende lucht aanvullen, maar door de draaing van de aarde waait ze als het ware dat lagedrukgebiedje voorbij waardoor ze met een bochtje er alsnog achteraan moet. Net als rond het afvoerputje van je gootsteen krijg je dan een draaikolk, maar dan omhoog:
(bron: http://www.goes-r.gov/users/comet/tropical/textbook_2nd_edition/navmenu.php_tab_4_page_1.3.0.htm)
Gooi in die chaos nog een paar jetstreams en je hebt "het weer". Na een paar eeuwen bestuderen en noteren, en nu met satellieten waarnemend en met supercomputers rekenend, een paar dagen vooruit redelijk te voorspellen, maar dan houdt het ook op.
Kijk voor de verschillende soorten lage- en hogedrukgebieden eens even op Wikipedia:
https://nl.wikipedia.org/wiki/Lagedrukgebied
https://nl.wikipedia.org/wiki/Hogedrukgebied
Hopelijk begrijp je dan samen met de "grote lijn" die ik je hierboven uitlegde hoe met die zon als motor uit die chaos verschillende soorten hoge- en lagedrukgebieden kunnen ontstaan.
Heb je dit nog kunnen volgen?
groet, Jan
Quote
dag JanB,
dan moet het je eigenlijk even vaag zijn waarom er hogedrukgebieden liggen rond de 30°, maar toch ga je daar kennelijk moeiteloos mee met:
Evenaar: hoge temp, stijgende lucht = lagedruk
30 graden: neerkomende lucht van evenaar = hogedruk
Et voilà, de Hadley-cel
een vergelijkbaar proces werkt in de poolcirkel:
Noordpool: lage temp, dalende lucht = hogedruk
60 graden: ..................
en dan loop jij vast
vergeet niet dat, net als bij de evenaar, waar lucht stijgt of daalt verdwijnt daar lucht en moet dat van zijdelings worden aangevuld
Wegstromend van de pool naar het zuiden móet die lucht ergens weer omhoog om de tekorten in de bovenlaag aan te vullen
Dus dat wordt:
Noordpool: lage temp, dalende lucht = hogedruk
60 graden: stijgende temperaturen, opstijgende lucht om terug te keren naar de pool
Logischer lijkt één circulatiesysteem, opstijgen boven de evenaar, in de hoogte naar de pool stromen, daar weer dalen en terugstromen naar de evenaar. Op een cilindervormige aarde, als die dan tenminste op de evenaar nog beduidend warmer zou zijn dan op de pool, zou zoiets mogelijk nog wel ontstaan ook .
Alleen, kijken we eens "bovenop" de bolvormige aarde:
Alle lucht die opstijgt in een ring met een omtrek van 40 000 km rond de evenaar zou dan samen moeten komen in een cirkel met maar een omtrek van een paar duizend kilometer.
Om een klein beetje opstijging boven de evenaar te kunnen hebben moet die lucht als een giga-storm over de poolcirkel razen. Net als een slang die dunner en dunne wordt, in het dunnere deel moet het water wel véél sneller stromen dan in het dikkere deel.
Logischer zijn dan twee stromen, eentje met als "motor" de verwarming op de evenaar, eentje met als motor de afkoeling op de pool:
Maar je ziet dat dát wringt: halverwege kan de lucht niet tegelijkertijd stijgen én dalen natuurlijk
En vandaar dat daartussenin die Ferrel-cellen ontstaan
Één circulatiesysteem van evenaar naar pool en terug past niet op een bol.
Twéé circulatiesystemen vechten in het midden met elkaar.
Drie circulatiesystemen passen lekker samen.
beetje duidelijker zo?
groet, Jan
dan moet het je eigenlijk even vaag zijn waarom er hogedrukgebieden liggen rond de 30°, maar toch ga je daar kennelijk moeiteloos mee met:
Evenaar: hoge temp, stijgende lucht = lagedruk
30 graden: neerkomende lucht van evenaar = hogedruk
Et voilà, de Hadley-cel
een vergelijkbaar proces werkt in de poolcirkel:
Noordpool: lage temp, dalende lucht = hogedruk
60 graden: ..................
en dan loop jij vast
vergeet niet dat, net als bij de evenaar, waar lucht stijgt of daalt verdwijnt daar lucht en moet dat van zijdelings worden aangevuld
Wegstromend van de pool naar het zuiden móet die lucht ergens weer omhoog om de tekorten in de bovenlaag aan te vullen
Dus dat wordt:
Noordpool: lage temp, dalende lucht = hogedruk
60 graden: stijgende temperaturen, opstijgende lucht om terug te keren naar de pool
Logischer lijkt één circulatiesysteem, opstijgen boven de evenaar, in de hoogte naar de pool stromen, daar weer dalen en terugstromen naar de evenaar. Op een cilindervormige aarde, als die dan tenminste op de evenaar nog beduidend warmer zou zijn dan op de pool, zou zoiets mogelijk nog wel ontstaan ook .
Alleen, kijken we eens "bovenop" de bolvormige aarde:
Alle lucht die opstijgt in een ring met een omtrek van 40 000 km rond de evenaar zou dan samen moeten komen in een cirkel met maar een omtrek van een paar duizend kilometer.
Om een klein beetje opstijging boven de evenaar te kunnen hebben moet die lucht als een giga-storm over de poolcirkel razen. Net als een slang die dunner en dunne wordt, in het dunnere deel moet het water wel véél sneller stromen dan in het dikkere deel.
Logischer zijn dan twee stromen, eentje met als "motor" de verwarming op de evenaar, eentje met als motor de afkoeling op de pool:
Maar je ziet dat dát wringt: halverwege kan de lucht niet tegelijkertijd stijgen én dalen natuurlijk
En vandaar dat daartussenin die Ferrel-cellen ontstaan
Één circulatiesysteem van evenaar naar pool en terug past niet op een bol.
Twéé circulatiesystemen vechten in het midden met elkaar.
Drie circulatiesystemen passen lekker samen.
beetje duidelijker zo?
groet, Jan