Atmosferische circulatie: de ITCZ, moessons en het ontstaan van neerslag

Waarom lucht in beweging komt

Bij de evenaar valt het zonlicht steil in en wordt het aardoppervlak sterk verwarmd. Bij de polen valt hetzelfde licht schuin in, verdeeld over een veel groter oppervlak, en verwarmt het nauwelijks. Dat verschil in energie is de motor achter alles wat in de atmosfeer gebeurt.

Warme lucht is lichter en stijgt op. Waar lucht opstijgt, wordt de druk aan het aardoppervlak lager en spreken we van een lagedrukgebied. Hoog in de atmosfeer stroomt die lucht weg naar de zijkant, koelt af, wordt zwaarder en daalt elders. Waar lucht daalt, wordt de druk aan het oppervlak hoger en hebben we een hogedrukgebied. Aan het oppervlak stroomt de lucht dan weer van hoge naar lage druk, en dat is wind.

Voor neerslag is dit het belangrijkste dat je moet weten: opstijgende lucht geeft neerslag, dalende lucht geeft droogte. Opstijgende lucht koelt af, kan minder vocht vasthouden en het vocht slaat neer als wolken en regen. Dalende lucht warmt op, kan meer vocht vasthouden en er gebeurt niets.

De drie circulatiecellen

Als de aarde niet zou draaien, zou er per halfrond een grote cel zijn: opstijgen bij de evenaar, dalen bij de pool. Door de draaiing van de aarde wordt de bewegende lucht afgebogen, en daardoor vallen die grote cellen uiteen in drie kleinere per halfrond.

Uit dit patroon volgen vier gordels van hoge en lage druk, en die verklaren de neerslagverdeling op aarde.

Merk op dat de polen dus droog zijn. Antarctica is technisch een woestijn: er valt bijna geen neerslag. Dat het er wit is komt doordat wat er valt nooit smelt.

De overheersende winden

Aan het aardoppervlak stroomt lucht van de hogedrukgordels naar de lagedrukgordels. Door de draaiing van de aarde buigt die wind af: op het noordelijk halfrond naar rechts, op het zuidelijk halfrond naar links. Dat effect heet de corioliskracht.

Dat Nederland zijn weer vooral uit het zuidwesten krijgt, is dus geen toeval: we liggen in de gordel van de westenwinden. Die winden nemen vochtige lucht van de Atlantische Oceaan mee, en samen met de lagedrukgordel op zestig graden verklaart dat waarom het hier het hele jaar door kan regenen.

De ITCZ

De zone bij de evenaar waar de passaten van beide halfronden samenkomen en de lucht opstijgt, heet de Intertropische Convergentiezone, afgekort ITCZ. Convergentie betekent samenkomen: van twee kanten stroomt lucht naar elkaar toe, en de enige uitweg is omhoog.

In de ITCZ is het bewolkt en regenachtig met dagelijkse zware buien, vaak in de namiddag. De wind is er zwak, want de lucht gaat vooral omhoog en niet horizontaal. Zeelieden noemden dit gebied vroeger de doldrums, omdat zeilschepen er dagen stil konden liggen.

Het belangrijkste kenmerk van de ITCZ is dat hij niet stil ligt. Hij volgt de plek waar de zon op dat moment het hoogst staat, met een vertraging van enkele weken. In juli ligt de ITCZ boven het noordelijk halfrond, in januari boven het zuidelijk halfrond. De verschuiving is boven land groter dan boven zee, omdat land sneller opwarmt.

Hiermee verklaar je de regentijd en de droge tijd van de savanne. Ligt de ITCZ boven je gebied, dan is het regentijd. Is hij naar het andere halfrond verschoven, dan zit je onder de dalende lucht van de Hadleycel en is het droog. Hoe verder van de evenaar, hoe korter de ITCZ boven je gebied staat en hoe langer de droge tijd.

De moesson

De moesson is een windsysteem dat twee keer per jaar van richting omslaat. Het komt het sterkst voor in Zuid- en Zuidoost-Azië, en het ontstaat doordat een enorm continent veel sneller opwarmt en afkoelt dan de oceaan ernaast.

De zomermoesson is de belangrijkste: hij brengt in enkele maanden het grootste deel van de jaarneerslag. Cherrapunji in Noordoost-India krijgt zo meer dan tienduizend millimeter per jaar, doordat de vochtige zuidwestenwind tegen de Himalaya opgestuwd wordt.

Voor honderden miljoenen mensen bepaalt de moesson het bestaan. Komt hij op tijd en met voldoende regen, dan lukt de rijstoogst. Komt hij te laat of te zwak, dan volgt mislukking en hongersnood. Komt hij te heftig, dan volgen overstromingen. Die afhankelijkheid van een onbetrouwbaar natuurlijk systeem is een klassiek voorbeeld van kwetsbaarheid en komt op examens vaak terug in combinatie met vragen over bevolkingsdichtheid en armoede.

Er is een verband met de ITCZ: de zomermoesson is te zien als de ITCZ die extreem ver naar het noorden wordt getrokken, tot boven India, doordat het Aziatische continent en het Tibetaans Plateau zo sterk opwarmen.

Hoe neerslag ontstaat

Voordat we de drie neerslagtypen bekijken, moet je weten wat er precies gebeurt. Lucht kan een bepaalde hoeveelheid waterdamp bevatten, en hoe warmer de lucht, hoe meer dat is. Koelt lucht af, dan komt er een moment waarop hij vol zit: dat is het dauwpunt. Koelt hij verder af, dan condenseert de overtollige waterdamp op kleine deeltjes in de lucht en ontstaan er wolkendruppels.

Er is dus altijd hetzelfde nodig: lucht die opstijgt en daardoor afkoelt. De drie neerslagtypen verschillen alleen in de reden waarom de lucht opstijgt.

Stuwingsregen en de regenschaduw

Bij stuwingsregen zie je het duidelijkst dat opstijgen en dalen tegengesteld werken. Aan de windzijde van een gebergte wordt de lucht omhoog gedwongen, koelt af en geeft veel neerslag. Over de top heen daalt dezelfde lucht weer, warmt op en kan meer vocht vasthouden, dus valt er niets meer. Dat drogere gebied achter het gebergte heet de regenschaduw.

Dit verklaart een paar bekende contrasten op de wereldkaart: Bergen aan de Noorse westkust krijgt ruim tweeduizend millimeter neerslag per jaar en Oslo aan de andere kant van het gebergte ongeveer zevenhonderd. Hetzelfde zie je bij de Andes, waar de westkant van Chili nat is en Patagonië erachter een koude woestijn.

Frontale regen

In de gematigde zone komen bij zestig graden breedte warme subtropische lucht en koude poollucht elkaar tegen. Ze mengen niet, maar vormen een grensvlak: een front. Langs dat front ontstaan de depressies die over Nederland trekken.

Deze afwisseling is precies wat het Nederlandse weer zo veranderlijk maakt: er trekken het hele jaar door depressies met warmte- en koufronten over ons land, aangevoerd door de westenwinden.

Fouten die op toetsen het vaakst voorkomen

Deel deze pagina met je vrienden