De Bronnen van het Weer
De warmte van de zon is de motor van de aardse weermachine. Zonnewarmte doet in onze dampkring luchtmassa's opstijgen en circuleren. Deze bewegingen leiden tot verschillen in luchtdruk en dus tot windstromingen.
Luchtdruk
De lucht bestaat uit ontelbare moleculen die constant in alle richtingen bewegen en overal tegenaan botsen. Deze botsingen leiden tot wat wij de 'druk' van lucht noemen. Des te meer botsingen er in een bepaalde hoeveelheid lucht plaatsvinden, des te groter is de luchtdruk of barometerdruk. Hoewel we er niets van merken, oefent de lucht constant een druk op ons uit van gemiddeld 1 kilogram er vierkante centimeter.
Doordat luchtmoleculen als gevolg van de zwaartekracht ook naar de aarde worden getrokken, is de dichtheid van de lucht het grootst aan de oppervlakte van onze planeet. De luchtdruk of het aantal moleculen in bepaald gebied, neemt met de hoogte af. Doordat de moleculen constant alle richtingen uit vliegen, krijgen ze niet de kans om zich allemaal bij het aardoppervlak op te hopen.
De luchtdruk wordt gewoonlijk aangegeven in millibar of hectopascal. De luchtdruk aan het aardoppervlak ligt gewoonlijk tussen 980 en 1040 hectopascal, doordat de lucht in sommige gebieden stijgt en in andere gebieden daalt.
Convectie
De snelheid waarmee luchtmoleculen bewegen, hangt af van de temperatuur van de lucht. Wordt een hoeveelheid lucht verwarmd, dan bewegen de luchtmoleculen sneller en drukken ze meer naar buiten toe, zodat de luchtmassa uitzet. Dit principe kan worden gedemonstreerd met het afkoelen of verwarmen van een met luct gevulde speelgoedballon. Deze wordt bij afkoeling kleiner en bij verwarming groter. Bij het uitzetten van de lucht neemt de dichtheid af, waardoor de luchtmassa lichter wordt dan zijn omgeving en opstijgt. Dit proces noemt men convectie.
Koelt een hoeveelheid lucht af, dan vindt het omgekeerde proces plaats en wil de lucht gaan dalen.
Deze processen vinden constant plaats in onze atmosfeer. De zon fungeert hierbij als verwarmingsbron. Deze verwarming is echter niet constant en gelijkmatig. Talrijke factoren zijn van invloed op de hoeveelheid zonnestraling die de verschillende delen van de aarde bereikt; zoals de daglengte, de geografische breedte, de bewolkingsgraad, het feit dat het vasteland en de zeeën warmte uitstralen , en de heersende winden. Daardoor komt convectie het meest voor in de warmere streken op aarde.
Veranderingen in Luchtdruk
Wanneer warme lucht opstijgt, koelt zij af en verspreidt zij zich. Eenmaal afgekoeld, begint de lucht terug te zakken naar de aarde. Waar warme lucht opstijgt, ontstaat een gebied van lage druk. Waar lucht daalt, vormt zich een gebied van hoge druk. Doordat de atmosfeer voortdurend bezig is met het zoeken naar een evenwicht, beweegt er lucht naar gebieden met lage druk vanuit gebieden met hogere druk. Deze beweging van hogedrukgebieden naar lagedrukgebieden noemt men wind.
Het mechanisme waarmee verschillen in luchtdruk de lucht in beweging kan brengen, kan ook worden gedemonstreerd met behulp van een speelgoedballon. Door het opblazen van de ballon ontstaat er in het inwendige een gebied van hoge druk en wanneer men het tuitje niet helemaal dichknijpt zal die lucht er weer snel uitstromen om het verschil in druk met de buitenlucht ongedaan te maken.
Het verschil in luchtdruk in horizontale richting wordt de drukgradiënt genoemd. Hoe groter het verschil in druk tussen twee luchtmassa's des te groter de drukgradiënt en des te sterker de kracht van de wind.
Op een weerkaart worden vaak isobaren (= lijnen van gelijke druk) gebruikt voor het aangeven van de mate waarin de luchtdruk toeneemt. Hoe dichter de isobaren bij elkaar liggen, des te sterker zijn de winden die daar waaien.
Luchtdruk en Weer
Dikwijls zal de waterdamp in de lucht condenseren en wolken doen ontstaan.
Omgekeerd zal er in het algemeen in dalende lucht geen condensatie kunnen plaatsvinden. Een lage druk hangt daardoor gewoonlijk samen met een bewolkte hemel en neerslag.
Terwijl een hoge luchtdruk meestal samengaat met een heldere hemel en zonneschijn.