Cyclogenese / Jetstreak
Cyclogenese / Jetstreak
Jetstreak is een plaats in de jetstream of straalstroom waar de windsnelheid zeer hoge waarden bereikt.
De hoge windsnelheden zijn het gevolg van sterk verval in temperatuur onder het tropopauzeniveau. Deze veroorzaakt ook een sterk luchtdrukverval (luchtdrukgradiënt) maar dit uitleggen is voor later eens.
In ieder geval zien we bij een jetstreak dat de isobaren elkaar dicht naderen. Een luchtdeeltje in de straalstroom ondervindt een kracht loodrecht op de isobaren en uiteraard van de hoge druk (warme zijde) naar de lage druk (koude zijde) toe. Deze kracht wordt de gradiëntkracht genoemd en wordt hier voorgesteld door een rode pijl en door de letter G.
Het luchtdeeltje ondervindt tijdens zijn beweging ook een andere kracht namelijk de Corioliskracht, hier voorgesteld door een groene pijl en de letter C. Deze kracht is een gevolg van het draaien van de aarde en is in het noordelijk halfrond steeds naar rechts gericht tov van het bewegende deeltje. Als je een wereldbol in huis hebt moet je maar eens proberen om een rechte lijn te tekenen van de evenaar naar de pool terwijl iemand in tegenwijzerzin de wereldbol doet draaien. Je krijgt een naar rechts afgebogen kromme lijn.`
Het luchtdeeltje wordt dus tengevolge van de Corioliskracht naar rechts afgebogen tot de Corioliskracht C en de gradiëntkracht G elkaar opheffen. De twee krachten heffen elkaar op en toch beweegt het luchtdeeltje loodrecht op de richting van die krachten. Dit klinkt raar maar iets vergelijkbaars doet zich voor wanneer je een touw aan een bal zou binden en je ermee gaat rondzwieren. De kracht waarmee je trekt is naar jou gericht en de middelpuntvliedende kracht is naar buiten gericht volgens de richting van het touw. De twee krachten heffen elkaar ook op en ook hier beweegt het deeltje loodrecht op de krachten.
Terugkomend op ons luchtdeeltje, dit beweegt nu parallel aan de isobaren en naar het oosten, dergelijke wind noemen we een geostrofische wind en is hier voorgesteld door een blauwe pijl.
Het luchtdeeltje nadert nu de ingang van de jetstreak, de gradiëntkracht neemt toe maar tengevolge van het traagheidseffect is de werkelijke snelheid van het luchtdeeltje kleiner dan de verwachte geostrofische wind. Dit traagheidseffect is een gevolg van de traagheidswet van Newton die zegt dat een deeltje zijn snelheid tracht te behouden. Om dezelfde redenen wordt je achterover gedrukt in een snelstartende auto, je lichaam wil immers in rust blijven. (Wat betreft het luchtdeeltje, het duurt gemiddeld 6 uur vooraleer het zich aanpast aan de nieuwe situatie.)
Vermits de corioliskracht evenredig is aan de werkelijke snelheid van het deeltje zal deze dus kleiner zijn dan de gradiëntkracht die op het deeltje inwerkt. Het luchtdeeltje wijkt dus af naar het noorden (koude zijde). De lucht begint zich op te stapelen,dus te convergeren en de lucht wordt gedwongen om te dalen waardoor een hogedrukgebied ontstaat aan de grond. Aan de zuidkant van de jet wordt dan lucht verwijderd en treedt er dus divergentie op, de verwijderde lucht wordt van onderaan de troposfeer aangevuld en er ontstaat dus aan de grond een lagedrukgebied.
Besluit: Aan de rechteringang (RI) hebben we te maken met cyclogenese en de linkeringang (LI) met anticyclogenese.
Aan de uitgang van de jet doet zich het omgekeerde voor.
Het luchtdeeltje heeft hier een grote snelheid maar de isobaren verwijderen zich van elkaar waardoor de gradiëntkracht afneemt.
Aangezien het luchtdeeltje later reageert op die gradiëntkracht, het wil immers zijn snelheid behouden is de corioliskracht nu groter dan de gradiëntkracht. Het deeltje wordt nu naar het zuiden afgebogen (warme zijde) en ook hier stapelt de lucht zich op met anticyclogense tot gevolg. Aan de noordkant wordt lucht weggezogen en ontstaat er cyclogenese aan de grond.
Besluit: Aan de rechteruitgang (RU) hebben we te maken met anticyclogenese en de linkeruitgang (LU) met cyclogenese.
Opmerkingen:
oDe onderste figuur toont hoe depressies en fronten op een typische manier aan de straalstroom gekoppeld zijn er door "gestuurd" worden.
oEen nauwkeuriger analyse toont aan dat in ’t algemeen cyclogenese aan de koude kant van de jetstream overweegt en anticyclogense aan de warme kant.
oCyclogenese kan ook op andere manieren ontstaan bv door koude luchtadvectie boven een warm zeeoppervlak enz…
Een tweede uitleg
Een jetstreak is een stroomversnelling in de jetstream of straalstroom, waar de windsnelheden heel hoog worden (140-160 knopen). Voor meteorologen is het van groot belang mogelijke jetstreaks te lokaliseren op hoogtekaarten (300 of ook nog wel 500 hPa), want een jetstreak brengt vaak interessant weer met zich mee en kan ook als trigger optreden voor hevig onweer.
Schematische voorstelling van bewegingen in en rond een jetstreak
Op het 300 hPa-vlak (ca. 10 km hoogte) waait de geostrofische wind. Deze wind wordt beschouwd niet onderhevig te zijn aan de wrijvingskracht. De gradiëntkracht (G) die een deeltje ondervindt, wordt in de geostrofische wind gecompenseerd door de corioliskracht ( C), die altijd loodrecht staat op de bewegingsrichting (naar rechts op het noordelijk halfrond). Daardoor beweegt een luchtdeeltje in de geostrofische wind evenwijdig aan de isobaren. Wanneer een luchtdeeltje de jetstreak nadert, begint het een grotere gradiëntkracht te ondervinden. Deze kracht staat loodrecht op de isobaren en is gericht van de hoge druk (warme zijde) naar de lagere druk (koude zijde). De corioliskracht is ook steeds evenredig met de snelheid. Door de traagheid (wet van Newton) van het luchtdeeltje, duurt het enige tijd vooraleer de snelheid ervan toeneemt. Bijgevolg duurt het ook enige tijd voor de corioliskracht toeneemt. Er ontstaat dus een onevenwicht tussen de gradiëntkracht en de corioliskracht (G>C), waardoor de luchtdeeltjes gedwongen worden zich te bewegen naar de lagere druk of koude zijde toe. Aan de linkeringang (LI) van de jetstreak hoopt er zich lucht op. Meteorologen zeggen dat er convergentie van lucht plaatsvindt. Het teveel aan lucht, dat zich in de LI bevindt, wordt naar beneden gedwongen. Er ontstaat dus een dalende beweging, die zal zorgen voor anticyclogenese (het ontstaan van een hogedrukgebied) aan de grond. In de rechteringang (RI) van de jetstreak worden de luchtdeeltjes weggezogen. Er is daar divergentie. Het tekort aan lucht zal via een stijgbeweging worden aangevuld vanaf de grond, waardoor daar cyclogenese (vorming van een lagedrukgebied) zal plaatsvinden. In de uitgang van een jetstreak gebeurt net het omgekeerde. Het luchtdeeltje ondervindt plots een kleinere gradiëntkracht, maar reageert hierop met een zekere traagheid. Ten gevolge daarvan ontstaat er terug een onevenwicht tussen de krachten (C>G), dat het luchtdeeltje naar rechts zal dwingen. In de rechteruitgang (RU) vinden we deze keer convergentie en anticyclogenese aan de grond. In de linkeruitgang van de jetstreak (LU) heerst divergentie, met cyclogenese aan de grond als gevolg.
Begrippen en uitleg
Jetstream
De luchtdruk resp. temperatuursverschillen tussen de evenaar en de Polen hebben een thermische oorsprong en zijn het resultaat van de zon(in)straling in relatie tot breedtegraden. (hoe noordelijker hoe kouder door verminderde zonninstraling) De aandrijfmotor voor de zo ontstane dynamische weer en windsystemen en dus ook de jetstream is ondanks alle andere factoren die daarop invloed hebben primair; de zon !
Drukgradientkracht
De drukgradiëntkracht of gradiëntkracht is de kracht verantwoordelijk voor de versnelling van deeltjes lucht of water van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied in de atmosfeer of zee, waardoor wind of stroming ontstaat. De kracht werkt in tegenovergestelde richting van de drukgradiënt tussen hogedruk- en lagedrukgebieden en zorgt ervoor dat deze kleiner wordt en het verschil in luchtdruk minder.
Corioliskracht
Kracht veroorzaakt door de draaiing van de aarde en één van de schijnkrachten die samen de richting en snelheid van de wind bepalen. Door de corioliskracht krijgt de stroming een afbuiging, afhankelijk van de plaats op aarde en van de windsnelheid: op het noordelijk halfrond een afbuiging naar rechts, die groter wordt naarmate de plaats waar men zich bevindt verder van de evenaar verwijderd. Hoge- en lagdrukgebieden hebben er hun leven aan te danken. In plaats van een rechte weg stroomt de lucht in spiraalvormige banen van hoog naar laag. Dit is vaak erg goed te zien aan de bewolking bij een lagedrukgebied.
Geostrofische wind
De geostrofische wind is een theoretische wind waarvan sprake is wanneer de Corioliskracht precies gelijk is aan de drukgradiëntkracht. In een dergelijke situatie van "geostrofisch evenwicht" is de richting van de wind precies evenwijdig aan de isobaren. In de praktijk doet een dergelijke situatie zich zelden voor, als gevolg van factoren als wrijving en de middelpuntvliedende kracht. Buiten de tropen wijkt de situatie in de atmosfeer hier echter vaak niet echt veel van af en is er dus sprake van een geostrofisch bijna-evenwicht. Om deze reden wordt bij het opstellen van weermodellen voor gebieden buiten de tropen toch vaak uitgegaan van een geostrofische wind. De echte kracht van de wind op één bepaalde plek, die van zichzelf zeer moeilijk te meten is, kan op deze manier wel worden benaderd.
Bron: wikipedia, johannsweeruitleg
Jetstreak is een plaats in de jetstream of straalstroom waar de windsnelheid zeer hoge waarden bereikt.
De hoge windsnelheden zijn het gevolg van sterk verval in temperatuur onder het tropopauzeniveau. Deze veroorzaakt ook een sterk luchtdrukverval (luchtdrukgradiënt) maar dit uitleggen is voor later eens.
In ieder geval zien we bij een jetstreak dat de isobaren elkaar dicht naderen. Een luchtdeeltje in de straalstroom ondervindt een kracht loodrecht op de isobaren en uiteraard van de hoge druk (warme zijde) naar de lage druk (koude zijde) toe. Deze kracht wordt de gradiëntkracht genoemd en wordt hier voorgesteld door een rode pijl en door de letter G.
Het luchtdeeltje ondervindt tijdens zijn beweging ook een andere kracht namelijk de Corioliskracht, hier voorgesteld door een groene pijl en de letter C. Deze kracht is een gevolg van het draaien van de aarde en is in het noordelijk halfrond steeds naar rechts gericht tov van het bewegende deeltje. Als je een wereldbol in huis hebt moet je maar eens proberen om een rechte lijn te tekenen van de evenaar naar de pool terwijl iemand in tegenwijzerzin de wereldbol doet draaien. Je krijgt een naar rechts afgebogen kromme lijn.`
Het luchtdeeltje wordt dus tengevolge van de Corioliskracht naar rechts afgebogen tot de Corioliskracht C en de gradiëntkracht G elkaar opheffen. De twee krachten heffen elkaar op en toch beweegt het luchtdeeltje loodrecht op de richting van die krachten. Dit klinkt raar maar iets vergelijkbaars doet zich voor wanneer je een touw aan een bal zou binden en je ermee gaat rondzwieren. De kracht waarmee je trekt is naar jou gericht en de middelpuntvliedende kracht is naar buiten gericht volgens de richting van het touw. De twee krachten heffen elkaar ook op en ook hier beweegt het deeltje loodrecht op de krachten.
Terugkomend op ons luchtdeeltje, dit beweegt nu parallel aan de isobaren en naar het oosten, dergelijke wind noemen we een geostrofische wind en is hier voorgesteld door een blauwe pijl.
Het luchtdeeltje nadert nu de ingang van de jetstreak, de gradiëntkracht neemt toe maar tengevolge van het traagheidseffect is de werkelijke snelheid van het luchtdeeltje kleiner dan de verwachte geostrofische wind. Dit traagheidseffect is een gevolg van de traagheidswet van Newton die zegt dat een deeltje zijn snelheid tracht te behouden. Om dezelfde redenen wordt je achterover gedrukt in een snelstartende auto, je lichaam wil immers in rust blijven. (Wat betreft het luchtdeeltje, het duurt gemiddeld 6 uur vooraleer het zich aanpast aan de nieuwe situatie.)
Vermits de corioliskracht evenredig is aan de werkelijke snelheid van het deeltje zal deze dus kleiner zijn dan de gradiëntkracht die op het deeltje inwerkt. Het luchtdeeltje wijkt dus af naar het noorden (koude zijde). De lucht begint zich op te stapelen,dus te convergeren en de lucht wordt gedwongen om te dalen waardoor een hogedrukgebied ontstaat aan de grond. Aan de zuidkant van de jet wordt dan lucht verwijderd en treedt er dus divergentie op, de verwijderde lucht wordt van onderaan de troposfeer aangevuld en er ontstaat dus aan de grond een lagedrukgebied.
Besluit: Aan de rechteringang (RI) hebben we te maken met cyclogenese en de linkeringang (LI) met anticyclogenese.
Aan de uitgang van de jet doet zich het omgekeerde voor.
Het luchtdeeltje heeft hier een grote snelheid maar de isobaren verwijderen zich van elkaar waardoor de gradiëntkracht afneemt.
Aangezien het luchtdeeltje later reageert op die gradiëntkracht, het wil immers zijn snelheid behouden is de corioliskracht nu groter dan de gradiëntkracht. Het deeltje wordt nu naar het zuiden afgebogen (warme zijde) en ook hier stapelt de lucht zich op met anticyclogense tot gevolg. Aan de noordkant wordt lucht weggezogen en ontstaat er cyclogenese aan de grond.
Besluit: Aan de rechteruitgang (RU) hebben we te maken met anticyclogenese en de linkeruitgang (LU) met cyclogenese.
Opmerkingen:
oDe onderste figuur toont hoe depressies en fronten op een typische manier aan de straalstroom gekoppeld zijn er door "gestuurd" worden.
oEen nauwkeuriger analyse toont aan dat in ’t algemeen cyclogenese aan de koude kant van de jetstream overweegt en anticyclogense aan de warme kant.
oCyclogenese kan ook op andere manieren ontstaan bv door koude luchtadvectie boven een warm zeeoppervlak enz…
Een tweede uitleg
Een jetstreak is een stroomversnelling in de jetstream of straalstroom, waar de windsnelheden heel hoog worden (140-160 knopen). Voor meteorologen is het van groot belang mogelijke jetstreaks te lokaliseren op hoogtekaarten (300 of ook nog wel 500 hPa), want een jetstreak brengt vaak interessant weer met zich mee en kan ook als trigger optreden voor hevig onweer.
Schematische voorstelling van bewegingen in en rond een jetstreak
Op het 300 hPa-vlak (ca. 10 km hoogte) waait de geostrofische wind. Deze wind wordt beschouwd niet onderhevig te zijn aan de wrijvingskracht. De gradiëntkracht (G) die een deeltje ondervindt, wordt in de geostrofische wind gecompenseerd door de corioliskracht ( C), die altijd loodrecht staat op de bewegingsrichting (naar rechts op het noordelijk halfrond). Daardoor beweegt een luchtdeeltje in de geostrofische wind evenwijdig aan de isobaren. Wanneer een luchtdeeltje de jetstreak nadert, begint het een grotere gradiëntkracht te ondervinden. Deze kracht staat loodrecht op de isobaren en is gericht van de hoge druk (warme zijde) naar de lagere druk (koude zijde). De corioliskracht is ook steeds evenredig met de snelheid. Door de traagheid (wet van Newton) van het luchtdeeltje, duurt het enige tijd vooraleer de snelheid ervan toeneemt. Bijgevolg duurt het ook enige tijd voor de corioliskracht toeneemt. Er ontstaat dus een onevenwicht tussen de gradiëntkracht en de corioliskracht (G>C), waardoor de luchtdeeltjes gedwongen worden zich te bewegen naar de lagere druk of koude zijde toe. Aan de linkeringang (LI) van de jetstreak hoopt er zich lucht op. Meteorologen zeggen dat er convergentie van lucht plaatsvindt. Het teveel aan lucht, dat zich in de LI bevindt, wordt naar beneden gedwongen. Er ontstaat dus een dalende beweging, die zal zorgen voor anticyclogenese (het ontstaan van een hogedrukgebied) aan de grond. In de rechteringang (RI) van de jetstreak worden de luchtdeeltjes weggezogen. Er is daar divergentie. Het tekort aan lucht zal via een stijgbeweging worden aangevuld vanaf de grond, waardoor daar cyclogenese (vorming van een lagedrukgebied) zal plaatsvinden. In de uitgang van een jetstreak gebeurt net het omgekeerde. Het luchtdeeltje ondervindt plots een kleinere gradiëntkracht, maar reageert hierop met een zekere traagheid. Ten gevolge daarvan ontstaat er terug een onevenwicht tussen de krachten (C>G), dat het luchtdeeltje naar rechts zal dwingen. In de rechteruitgang (RU) vinden we deze keer convergentie en anticyclogenese aan de grond. In de linkeruitgang van de jetstreak (LU) heerst divergentie, met cyclogenese aan de grond als gevolg.
Begrippen en uitleg
Jetstream
De luchtdruk resp. temperatuursverschillen tussen de evenaar en de Polen hebben een thermische oorsprong en zijn het resultaat van de zon(in)straling in relatie tot breedtegraden. (hoe noordelijker hoe kouder door verminderde zonninstraling) De aandrijfmotor voor de zo ontstane dynamische weer en windsystemen en dus ook de jetstream is ondanks alle andere factoren die daarop invloed hebben primair; de zon !
Drukgradientkracht
De drukgradiëntkracht of gradiëntkracht is de kracht verantwoordelijk voor de versnelling van deeltjes lucht of water van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied in de atmosfeer of zee, waardoor wind of stroming ontstaat. De kracht werkt in tegenovergestelde richting van de drukgradiënt tussen hogedruk- en lagedrukgebieden en zorgt ervoor dat deze kleiner wordt en het verschil in luchtdruk minder.
Corioliskracht
Kracht veroorzaakt door de draaiing van de aarde en één van de schijnkrachten die samen de richting en snelheid van de wind bepalen. Door de corioliskracht krijgt de stroming een afbuiging, afhankelijk van de plaats op aarde en van de windsnelheid: op het noordelijk halfrond een afbuiging naar rechts, die groter wordt naarmate de plaats waar men zich bevindt verder van de evenaar verwijderd. Hoge- en lagdrukgebieden hebben er hun leven aan te danken. In plaats van een rechte weg stroomt de lucht in spiraalvormige banen van hoog naar laag. Dit is vaak erg goed te zien aan de bewolking bij een lagedrukgebied.
Geostrofische wind
De geostrofische wind is een theoretische wind waarvan sprake is wanneer de Corioliskracht precies gelijk is aan de drukgradiëntkracht. In een dergelijke situatie van "geostrofisch evenwicht" is de richting van de wind precies evenwijdig aan de isobaren. In de praktijk doet een dergelijke situatie zich zelden voor, als gevolg van factoren als wrijving en de middelpuntvliedende kracht. Buiten de tropen wijkt de situatie in de atmosfeer hier echter vaak niet echt veel van af en is er dus sprake van een geostrofisch bijna-evenwicht. Om deze reden wordt bij het opstellen van weermodellen voor gebieden buiten de tropen toch vaak uitgegaan van een geostrofische wind. De echte kracht van de wind op één bepaalde plek, die van zichzelf zeer moeilijk te meten is, kan op deze manier wel worden benaderd.
Bron: wikipedia, johannsweeruitleg
Every cloud has a silver lining
