Onweer

Onweeris eenbuiofcumulonimbusdie gepaard gaat metelektrische ontladingen.Deze ontladingen zijn waarneembaar als een lichtflits – debliksem– gevolgd door een scherp of dof rommelend geluid – dedonder.Onweersbuienzijnwolkenwaarin eenpotentiaalverschilis opgebouwd doorladingscheiding.Over het ontstaan daarvan bestaan meerdere theorieën, waarin vooral vasteneerslageen belangrijke rol speelt. Bijdroog onweeris deneerslagverdampt voordat deze het aardoppervlak bereikt.

Onweer is waarschijnlijk de generator die deatmosferische elektriciteitin gang houdt.^[bron?]

Onweer komt vrijwel overal ter wereld voor, behalve in de poolstreken. Boven depoolcirkelskomt onweer vrij zelden voor. Het meest frequent doet ditweersverschijnselzich voor in detropen.In hetklimaatvanCentraal-Afrikakomt onweer meer dan 200 dagen per jaar voor, in Oeganda zelfs op 240 dagen. In Nederland onweert het gemiddeld 21 (noordoosten) tot 34 (omgeving Breda) dagen per jaar.^[1]

De activiteit van de onweersbuien kan van plaats tot plaats sterk uiteenlopen. Op de ene plaats kunnen tientallen millimetersregenvallen, terwijl het op enkele kilometers daarvandaan droog blijft. Ookwindstotenenhagelkunnen heel lokaal optreden. Van tevoren is moeilijk aan te geven welke gebieden het ergst zullen worden getroffen.

Angst voor onweer heetbrontofobie.

Vorming

Voor de vorming van onweer moet er allereerst sprake zijn vanwolkenvorming.Die bewolking moet voldoende ontwikkeld zijn om neerslag te vormen. Die neerslag moet vervolgens voldoendestatische elektriciteitopwekken om tot ontlading te komen.

Wolkenvorming

Wolkenvorming is decondensatierondcondensatiekernenvan in de lucht aanwezigvochtop enige hoogte van de grond totwolkenelementen.Deze condensatie treedt op door afkoeling na stijging van lucht.

De opstijgende lucht koeltadiabatischaf en als hetdauwpuntbereikt wordt, vindtcondensatieplaats. Dit kan een geheleluchtmassazijn, zoals het geval bij:

convergentie,het samenstromen van lucht bijlagedrukgebiedenenisallobarischeminima waardoor deze naar boven uit moet wijken;
bij eenfrontwordtwarme massaof lucht opgetild door koude massa;
bij orografische wolkenvorming wordt een luchtmassa opgetild door een bergketen.

De wolkensoorten die ontstaan, zijn afhankelijk van destabiliteit van de lucht,maar zijn bij berghellingen en fronten vaak stratiform.

Daarnaast kan er ook sprake zijn van stijgende lucht doorgolfbewegingen:

lopende golven kunnen ontstaan als twee luchtmassa’s over elkaar heen bewegen. In de golf daalt en stijgt de lucht waardoor wolken zich vormen en weer oplossen. Dit zijnundulatuswolkenalsaltocumulusundulatus enstratocumulusundulatus;
staande golven van het typealtocumulus lenticulariskunnen ontstaan aan de lijzijde van bergruggen.

Een derde vorm is plaatselijke opstijging doorconvectie,het opstijgen van lucht door verwarming van onderin. Dit treedt op ininstabiele koude massa,dat is lucht waarvan de temperatuur lager ligt dan die van het oppervlak, de lucht wordt dus onderin verwarmd. Hier stijgt niet de gehele luchtmassa, maar slechts luchtbellen met een grootte van enkele tientallen tot honderden meters. Hieruit ontstaan wolken van het typecumulusencumulonimbus.

Neerslagvorming

Dat wolkenelementen kunnen uitgroeien totneerslagelementenals regendruppels, hagelkorrels en sneeuwvlokken is mogelijk door twee processen, hetcoalescentieprocesdat voornamelijk lichte regen produceert en hetWegener-Bergeron-Findeisen-procesdat stevige buien met regen,hagelensneeuwtot gevolg kan hebben. Daarnaast is het type bewolking van belang, waarbij in eerste instantie onderscheid wordt gemaakt tussen gelaagde ofstratiforme bewolkingen convectieve bewolking.

Onweer komt voor bij convectieve bewolking waarin het Wegener-Bergeron-Findeisen-proces zich afspeelt.

Wegener-Bergeron-Findeisen-proces

In relatief koude wolken komen onderkoelde waterdruppeltjes en ijskristallen samen voor. Hier speelt zich het Wegener-Bergeron-Findeisen-proces af. Doordat de lucht rond ijs minder waterdamp kan bevatten dan rond de onderkoelde waterdruppeltjes, zal bij verzadigde lucht de dampverrijpenop de ijskristallen. Hierdoor vermindert de hoeveelheid waterdamp en is er sprake vanonverzadigde damp.De waterdruppeltjes zullen daarop verdampen waarna het proces zich herhaalt. De aangroeiende ijskristallen kunnen daarna in verschillende vormen als neerslag –regen,sneeuw,hagelofijsregen– naar beneden komen. Als de neerslag in de wolk als sneeuw begint, dan kan dit op weg naar beneden weer smelten om als regen neer te komen. Komt de regen op zijn tocht naar beneden aansluitend nog eens in een koudereluchtsoortterecht, dan kan de regen weerbevriezenofonderkoeldraken en aansluitend alshagel,korrelsneeuwof ijsregen naar beneden komen.

Convectieve bewolking

Convectieve bewolking –cumulusencumulonimbus– kan een grote verticale ontwikkeling doormaken, soms tot aan detropopauze.De luchtstromingen zijn veelal meer dan 1 m/s en kunnen in zware buien oplopen tot meer dan 25 m/s. De wolkenelementen kunnen daardoor snel aangroeien, zodat er al zo'n 20 tot 30 minuten na het ontstaan van de wolk intensieve neerslag kan vallen. Door de krachtige verticale luchtbewegingen kunnen ijskristallen meerdere malen omhoog worden gevoerd en aangroeien tot grote hagelstenen. Aangezien de convectie sterker wordt in de zomer, zal er dan meer hagel vallen. In de tropen kunnen zich in deintertropische convergentiezone(ITCZ) inhot towerszelfs dusdanig sterke stijgwinden ontwikkelen dat deze doorschieten in destratosfeer.

Ladingscheiding

De rode stapsgewijze voorslag baant zich een weg richting de tegengestelde lading. Zodra het voorontladingskanaal het vangontladingskanaal bereikt, vormt zich de hoofdontlading.

Debliksemendonderwaar onweer mee gepaard gaat, kan pas optreden nadat er een grootpotentiaalverschilis opgebouwd. Over hoe dezeladingscheidingoptreedt, zijn verschillende theorieën, waarvan geen enkele alle verschijnselen tegelijk verklaart.

Een potentiaalverschil in een wolk leidt niet noodzakelijk tot bliksem.Puntontladingenzijn met -100coulomb/km²/jaar verantwoordelijk voor een veel groter deel van het ladingtransport richting aarde dan bliksem is met -20 coulomb/km²/jaar.

Bliksem ontstaat niet doordat het elektrische potentiaalverschil in de buurt komt van dedoorslagspanning.Hoewel deatmosfeerdoorionisatiein enige mateelektrisch geleidbaaris, is deweerstandte hoog om honderden meters te overbruggen. Bliksem bestaat dan ook uit een serie van gedeeltelijke ontladingen. Het begint bij lokale ruimteladingen waarbij develdsterktesterk afwijkt van het gemiddelde veld. Hierdoor kunnenvonkenontstaan die de lucht ioniseren en daarmee een voorontladingskanaal vormen met dezelfde grote veldsterkte. Dit proces kan zich herhalen met stappen van telkens 50 tot 100 meter met een snelheid van zo'n 150 km/s. Bij de tegengestelde lading kan op dezelfde wijze een vangontladingskanaal ontstaan. Zodra de voorontlading of stapsgewijze voorslag (stepped leader) het vangontladingskanaal bereikt, vormt zich de hoofdontlading of hoofdslag (return stroke) waarbij de lading zich met een snelheid van zo'n 150.000 km/s door het bliksemkanaal beweegt. Door dit kanaal bewegen zich vervolgens meestal nog meerdere ontladingen (re-strikes).

Soorten onweer

Er zijn verschillende vormen van onweer die samenhangen met de verschillende processen van wolkenvorming. Zo is erconvectie-onweer,frontaal onweer, orografisch onweer en advectief onweer. Convectie-onweer of warmteonweer ontstaat boven een sterk verhit aardoppervlak op een warme zomerdag en is vaak een lokaal verschijnsel. In dezethermische lagedrukgebiedenkunnen zich grotebuiencomplexenontwikkelen.

Stadia warmteonweer

Convectie-onweer of warmteonweer ontwikkelt zich in verschillende fasen:

cumulus- of ontwikkelingsstadium (congestus);
volwassen of volgroeide stadium;
oplossings- of uitdovingsstadium.

In het cumulusstadium groeit de cumuluswolk uit tot een cumulonimbus. Deze groei gaat gepaard met stijgende bewegingen met 5-10 m/s van warme lucht.

In het volgroeide stadium zijn neerslagelementen ontstaan die richting het aardoppervlak vallen. Door de wrijving neemt deze neerslag koude lucht mee naar beneden, zodat er zowel stijg- als daalwinden zijn.

In het uitdovingsstadium gaan de daalwinden de stijgwinden overheersen. De koude daalwinden spreiden zich bij het aardoppervlak horizontaal uit, veelal gepaard met windstoten, en snijden daarmee de toevoer van warme vochtige lucht af. Zonder deze voedingsbron regent de bui uit om uiteindelijk op te lossen.

Onweer kan langer aanhouden als de daal- en stijgwinden gescheiden zijn. Zo kunnen systemen ontstaan die uren in stand blijven.

Eencellig onweer

Eencellig onweer is een enkele buiencel ofluchtmassabuidie vrij snel tot ontwikkeling komt zonder echte organisatie. Vaak zijn die maar ongeveer 30 minuten actief en zakken dan weer in en worden gewone regenbuien. Enkele buiencellen produceren zelden noodweer en zijn eerder klein in omvang.

Buiencel van op afstand.
Eerste ontlading uit een nieuwe cel.

Meercellig onweer

Een meercellig onweer is een clustering van meerdere buiencellen. Deze zijn meer georganiseerd onweer en een stuk groter in omvang met een langere levensduur. Ze zijn ook krachtiger en kunnen noodweer veroorzaken. Bij dit soort onweders kunnen randverschijnselen, zoals (grote) hagel, grote neerslaghoeveelheden en hevige windstoten optreden. Soms kan aan de voorzijde van zo'n meercellig onweer een shelf cloud te zien zijn.

Buienlijn

Soms kan het onweer ook een lijnvormige vorm aannemen op de radar, de voorkant is meestal scherp afgelijnd en de intensiteit is soms gemeen fel. Dit is eenbuienlijnen deze kan tientallen tot soms wel 100 km lang zijn en noodweer met zich meebrengen. Meestal wordt een buienlijn voorafgegaan door eenshelf cloud.Deze ontstaat doordat de koudere bovenlucht botst op de warmere onderlucht. Een shelf cloud is meestal de scheidingslijn, voor de shelf is het bijna droog. Zodra de shelf cloud overtrekt komt er een felle wind opzetten,outflow.De passage van de wolk wordt gevolgd door heel felle regen, soms met tientallen liters water per vierkante meter tot gevolg. Buienlijnen trekken meestal met een hoge snelheid voorbij. Ze kunnen grote hagel produceren en de bliksemactitiveit kan hoog liggen.

Supercel

Eensupercelis een buitengewoon grote eencellige onweersbui. Een supercel heeft als kenmerk dat het een onweersbui is die door verticalewindscheringom z'n eigen as draait. Ze hebben vaak een levensduur van meerdere uren en kunnen erg grote neerslaghoeveelheden teweegbrengen, maar kunnen ook grote hagelstenen produceren. Zo vielen er in de nacht van 25 op 26 mei 2009 op bepaalde plaatsen in Oost-Vlaanderen hagelstenen met een diameter van 10 cm. De supercel was eigenlijk ingesloten in een buienlijn, die voor de rest van België voor een enorm hoge bliksemactiviteit zorgde.

Supercellen hebben hun typische vormen met een scherpe stijgstroomkolom en wolkenmuur. De wolkenmuur zuigt vochtige lucht aan van de grond in de cel,inflow.

Wolkenmuur van een supercel, België
Scherpe stijgstroom, supercel in ontwikkeling, België

MCS (Meso scale Convective System)

Een MCS is een onweer met een enorme omvang. Die kan soms een diameter hebben van enkele honderden kilometers. Anders dan gewone onweders worden deze gevoed door de nacht. Een gewoon onweer heeft na het ondergaan van de zon eerder de neiging om te gaan inzakken, maar het MCS wint dan net aan kracht. Een MCS brengt vaak veel neerslag met zich mee en kan dus een hele nacht doorgaan.

Zwaar onweer

Zware onweersbuien zijn meestal het gevolg van een toevallige samenloop van omstandigheden, zoals grotetemperatuursverschillen,vochtige lucht en een sterkewindop grote hoogte in deatmosfeer.Bovendien hangt de intensiteit van het onweer af van het tijdstip van de dag waarop de buien passeren. In de zomermaanden is de kans op zware buien in de avond en het begin van de nacht in het algemeen het grootst.

Bij (opkomend) zwaar onweer met soms ieder seconde een bliksemflits, kan het heftig tekeergaan en kunnen plotselingewindvlagen,slagregensen hagel optreden. Zware onweersbuien ontstaan in een vochtig overgangsgebied van zeer warm (tropisch) naar veel kouder weer. Tijdens zo'n bui kan de temperatuur in minder dan een half uur 10 tot 15°Cdalen. De buien worden het hevigst als er op grote hoogte in de atmosfeer een zeer sterke wind staat (straalstroom).

De buienwolken kunnen uitgroeien tot ongeveer 15 kilometer hoogte (tropopauze) en bevatten een enorme hoeveelheid onderkoeld water en op grote hoogte ijskristallen, waardoor ze veel neerslag kunnen opleveren. Sommige buien leveren meer dan tien millimeter in een half uur op. In zo'n wolkencomplex met sterk stijgende en dalende luchtstromingen hebben de druppels een lange weg te gaan voor ze het aardoppervlak bereiken. Daardoor kunnen ze almaar groter worden en dat verklaart de flinke druppels of hagelstenen die uit een zware bui vallen. Zware onweersbuien kunnen hagelstenen zo groot als tennisballen produceren. Het is duidelijk dat de aanwezigheid van zwevend fijnstof mede bepalend is voor de water-gerelateerde schade van onweersbuien.

Buien groeperen zich vaak langs lijnen, die worden voorafgegaan door windstoten. Het gevaarlijke weer is in de lucht te herkennen aan buidelvormige (mammatus) wolken aan de rand van het buiengebied. De wind kan al opsteken als de eigenlijke bui nog tientallen kilometers verwijderd is, wat zeer verraderlijk is.

Bijzonder zware buien worden soms voorafgegaan door een rolwolk, een indrukwekkende, scherp begrensde wolkenbank, die inktzwart kan zijn. Ook overdag kan het dan aardedonker worden. Een rolwolk wordt vergezeld door enorme en plotselinge windstoten, ten gevolge van de dalende wind vanuit de buien wolk, van soms 100 tot 150 kilometer per uur. Het roterende karakter van de stijgstromen kanwindhozenveroorzaken, maar vaak blijft het bij een begin van hoosvorming in de lucht. Reikt de slurf wel tot de grond, dan is schade onvermijdelijk. De slurf wordt ook wel funnelcloud genoemd.

Geluid

Deknalbij de bliksemflits ontstaat doordat de lucht binnen het pad van de vonk sterk verhit wordt en uitzet. De snelle en plotselinge uitzetting van de lucht veroorzaakt een flinke schokgolf die hoorbaar is als donder.

Uit de tijd die verstrijkt tussenbliksemen donder kan men afleiden of het onweer nabij is. Hetgeluidlegt in drie seconden een afstand van ongeveer één kilometer af. Als de donderklap binnen 10 seconden na de bliksemontlading te horen is dan is de betreffende ontlading op ongeveer 3 kilometer afstand. Daar buien zich over vele vierkante kilometers kunnen uitstrekken, geeft dit geen directe indicatie van de afstand van de bui, daar de ontladingen zich op verschillende plaatsen onder de wolk kunnen voordoen. De afstand waarop men onweer kan waarnemen is vrij groot. De bliksem kan men bijhelder weertot zo'n 150 à 200 km afstand nog zien. Op grote afstanden kan de bliksem op grote hoogte in volle duisternis nog gezien worden. De donder kan - afhankelijk van de weerkundige omstandigheden en andere geluiden - tot op ongeveer 25 km afstand gehoord worden.

Als het onweer erg dichtbij is hoort men alleen een scherpe knal. Als het onweer ver weg is hoort men een gedempt, maar wel langdurig donderen en narommelen. Dit verschil komt door drie effecten:

Degeluidsabsorptievan de atmosfeer en de bodem. Over grote afstanden worden de hogerefrequentiesvan het geluid geabsorbeerd, zodat alleen de lage frequenties overblijven. De scherpe knal bevat ook veel hoge frequenties, die als het onweer verder weg gehoord wordt, zijn geabsorbeerd.
Denagalm.Ook in de openlucht tredenecho'sop, waardoor de eenmalige knal verandert in een langdurig donderen.
Omdat geluid zich relatief langzaam voortplant en het bliksemkanaal soms kilometers lang is, hoort men niet één klap, maar het geluid achter elkaar van steeds verder van het waarnemingspunt gelegen punten van het kanaal.

Onweer zien aankomen

Het onweert meestal als er grijze stapelwolken ontstaan. Het kan ook ontstaan als het onbewolkt is. Als bijvoorbeeld destrepen van vliegtuigenlangzaam oplossen of uitdijen of als de lucht vol raakt metwindverengaat het meestal mis. Opbollendestapelwolkenluiden in veel gevallen een weersverandering in, zeker als ook dewindaantrekt en ook de hoeveelheid bewolking toeneemt. De typische onweerswolk wordtcumulonimbusgenoemd. Ook wanneer de temperatuur 's avonds aan het eind van een zomerdag niet daalt is dit een sterke aanwijzing dat het 's nachts gaat onweren.

Onweerskansen verraden zich soms al een dag tevoren door wolken die het uiterlijk hebben van een langgerekte bank met opbollende torentjes van kastelen (Altocumulus castellanus). Soms is die bewolking 's ochtends al te zien waarna de lucht weer helemaal opklaart. Vaak is dat dan maar tijdelijk en ontwikkelen zich in de middag of avond stapelwolken die uitgroeien tot onweersbuien. De kans op onweer is dan ook het grootst. In berggebieden vormen de buienwolken zich meestal eerst bij de toppen, terwijl in het dal de zon nog blijft schijnen.

Schuilen voor onweer

Het grootste gevaar gaat uit van de bliksem, zie aldaar voorveiligheidsadviezen.Daarnaast kan men getroffen worden door rondvliegende voorwerpen als dakpannen en takken. Met name indalenbestaat het risico van plotselinge overstromingen.

Record

Bogor(Indonesië) is de stad die het meest werd getroffen door onweersbuien. In 1916 waren er op 322 dagen van het jaar onweersbuien.

Onweerjagers

Er zijn mensen die voor de kick achter onweersbuien aanrijden. Zij worden onweerjagers of stormchasers (veelal in deVerenigde Staten) genoemd. Ze hebben meestal honderden kilometers over voor de zwaarste bui in een lijn of voor onweer ver weg van hun woonplaats.

Symbolen

De volgende symbolen worden gebruikt opweerkaarten:

Symbolen	Nr.	Beschrijving
	13	Bliksemzonder donder
	17	Onweer op afstand met hoorbaredonderen zonderneerslag
	29	Onweer in het afgelopen uur
	91	Onweer in het afgelopen uur en lichteregenop het moment van waarneming
	92	Onweer in het afgelopen uur en matige of zware regen op het moment van waarneming
	93	Onweer in het afgelopen uur en lichtesneeuw,regen en sneeuw, ofhagelop het moment van waarneming
	94	Onweer in het afgelopen uur en matige of zware sneeuw, regen en sneeuw, of hagel op het moment van waarneming
	95	Licht of matig onweer met regen, sneeuw, of regen en sneeuw
	96	Licht of matig onweer met hagel ofkorrelsneeuw
	97	Zwaar onweer met regen of sneeuw
	98	Onweer met eenstof- of zandstorm
	99	Zwaar onweer met hagel of korrelsneeuw

Literatuur

Ham, C.J. van der; Korevaar, C.G.; Moens, W.D.; Stijnman, P.C.(1998):Meteorologie en Oceanografie voor de zeevaart,De Boer Maritiem
Buisman, Jan Wim(2019):Onweer. Een kleine cultuurgeschiedenis, 1752-1830.ISBN 9789460044175

Noten

↑KNMI(2002).Klimaatatlas van Nederland,blz. 107.ISBN 9038911912.

Externe link

Luchtelektriciteit en onweer, H.R.A. Wessels, KNMI, 1990

Zie ook

Catatumbobliksem

Bronnen, noten en/of referenties

De tekst op deze pagina, een eerdere versie daarvan of een deel van de tekst is afkomstig van de website van hetKNMI.

Zie de categorieThunderstormsvanWikimedia Commonsvoor mediabestanden over dit onderwerp.

[1] KNMI(2002).Klimaatatlas van Nederland,blz. 107.ISBN 9038911912.

[1]