Van wolkenhoop tot orkaan
Zes fasen, en waarom hij steeds een stap verder komt.
Van wolkenhoop tot orkaan
Een orkaan bouwt zich in dagen op, en meteorologen leven ernaartoe. Volg de zes fasen: wat zie je, wat moet er kloppen, wat doet de meteoroloog, en waarom gaat hij een stap verder?
Tropische golf
Een rommelige groep buien boven zee, zonder vaste vorm en zonder draaiing.
- Warm zeewater: ja
- Vochtige lucht: ja
- Weinig schering: twijfel
- Draaiing: nee
Tropische depressie
De buien gaan rond één punt liggen. Aan de grond stroomt de lucht helemaal rond het centrum: een gesloten draaiing.
- Warm zeewater: ja
- Vochtige lucht: ja
- Weinig schering: ja
- Draaiing: ja
Tropische storm
Lange, gebogen banden met buien draaien naar het centrum toe. Hij krijgt een naam.
- Warm zeewater: ja
- Vochtige lucht: ja
- Weinig schering: ja
- Draaiing: ja
Orkaan
Er verschijnt een oog: een rond, wolkenloos gat in het midden, met een ring van zware buien eromheen.
- Warm zeewater: ja
- Vochtige lucht: ja
- Weinig schering: ja
- Draaiing: ja
Zware orkaan
Een klein, strak oog en een perfect ronde oogwand.
- Heel warm, diep zeewater: ja
- Vochtige lucht: ja
- Weinig schering: ja
- Draaiing: ja
Het einde
Boven land of koud water rafelt hij uiteen. Of hij wordt een gewoon lagedrukgebied met fronten, dat soms nog tot Europa komt.
- Warm zeewater: nee
- Vochtige lucht: twijfel
- Weinig schering: nee
- Draaiing: ja
Bijna elke Atlantische orkaan begint als een rommelige groep buien. Waar komt zo'n tropische golf vandaan?
- Waarom? Boven West-Afrika ligt in de zomer hete, droge lucht boven de Sahara, naast koelere, vochtige lucht boven de kust van de Golf van Guinee.
-
Waarom?
Warme lucht zet uit. Boven de hete Sahara ligt daardoor alles wat hoger: op 3 tot 4 km is de luchtdruk daar hoger dan boven de koele kust op dezelfde hoogte.
Basis: Luchtdruk is het gewicht van de lucht boven je
Boven elke plek staat een kolom lucht tot de ruimte; het gewicht daarvan is de luchtdruk. Warme lucht is lichter: de deeltjes bewegen sneller en staan verder uit elkaar. Een warme kolom weegt dus minder en geeft onderin een lagere luchtdruk.
-
Waarom?
Lucht wil van die hogere naar de lagere druk, dus naar het zuiden. Het Corioliseffect buigt hem naar rechts af: zo wordt het een harde oostenwind op 3 tot 4 km, de Afrikaanse oostelijke straalstroom.
Basis: Het Corioliseffect
De aarde draait. Op de evenaar beweegt de grond met zo'n 1670 km/u naar het oosten mee, dichter bij de polen veel langzamer. Lucht die naar het noorden stroomt, houdt zijn snelle oostwaartse vaart en "loopt voor": hij buigt naar rechts af. Op het noordelijk halfrond buigt bewegende lucht altijd naar rechts af, op de evenaar helemaal niet.
- Waarom? Die straalstroom is niet stabiel: net als een vlag in de wind gaat hij golven. Ongeveer elke drie tot vier dagen trekt er zo'n golf naar het westen, de oceaan op.
-
Waarom?
In een deel van de golf stroomt de lucht samen. Lucht die samenkomt, kan nergens anders heen dan omhoog: daar koelt hij af en groeien buien.
Basis: Uitzetten koelt af
Stijgende lucht komt onder lagere druk en zet uit. Daarbij duwen de luchtdeeltjes de lucht eromheen opzij; dat kost energie, en die halen ze uit hun eigen warmte. Droge lucht koelt zo ongeveer 10 °C per kilometer af. Voel het zelf: een spuitbus wordt koud als je hem leegspuit.
- Waarom? Per seizoen trekken er zo'n 60 golven de oceaan op. Het grootste deel wordt nooit iets, maar ongeveer 60% van de Atlantische tropische stormen begint wel zo, en van de zware orkanen nog meer. Daarom is elke golf spannend.
Uit de rommelige golf ontstaat een draaiing rond één punt. Waarom?
-
Waarom?
In de buien condenseert waterdamp, en daarbij komt warmte vrij. De lucht in de buien wordt warmer dan eromheen.
Basis: Verdampen kost warmte, condenseren geeft warmte
Om water te laten verdampen is energie nodig; die wordt uit de omgeving gehaald. Daarom heb je het koud als je nat uit zee komt. Die energie zit daarna "verstopt" in de waterdamp. Condenseert de damp weer tot druppels, dan komt precies diezelfde energie vrij als warmte.
-
Waarom?
Warmere lucht is lichter. Onder de buien daalt de luchtdruk daardoor een beetje.
Basis: Luchtdruk is het gewicht van de lucht boven je
Boven elke plek staat een kolom lucht tot de ruimte; het gewicht daarvan is de luchtdruk. Warme lucht is lichter: de deeltjes bewegen sneller en staan verder uit elkaar. Een warme kolom weegt dus minder en geeft onderin een lagere luchtdruk.
-
Waarom?
Lucht stroomt van rondom naar die lagere druk toe.
Basis: Lucht stroomt van hoge naar lage druk
Waar de druk hoger is, duwt de lucht harder. Daarom stroomt lucht van hoge naar lage druk, en hoe groter het verschil op een korte afstand, hoe harder het waait.
-
Waarom?
Onderweg buigt het Corioliseffect elke stroming naar rechts af. Lucht die van alle kanten naar het centrum stroomt en steeds naar rechts afbuigt, gaat samen tegen de klok in rond het centrum draaien.
Basis: Het Corioliseffect
De aarde draait. Op de evenaar beweegt de grond met zo'n 1670 km/u naar het oosten mee, dichter bij de polen veel langzamer. Lucht die naar het noorden stroomt, houdt zijn snelle oostwaartse vaart en "loopt voor": hij buigt naar rechts af. Op het noordelijk halfrond buigt bewegende lucht altijd naar rechts af, op de evenaar helemaal niet.
- Waarom? Zolang er op dezelfde plek buien blijven ontstaan, gaat dit door en sluit de draaiing zich. Daarom is deze fase zo spannend: schuiven de buien en het centrum uit elkaar, bijvoorbeeld door schering, dan stopt het weer.
De buien liggen nu in lange, gebogen spiraalbanden. Waarom zo?
-
Waarom?
De lucht onderin stroomt naar het centrum, maar wordt onderweg steeds afgebogen door het Corioliseffect en de draaiing zelf. Hij gaat daardoor niet recht naar binnen, maar in een spiraal.
Basis: Het Corioliseffect
De aarde draait. Op de evenaar beweegt de grond met zo'n 1670 km/u naar het oosten mee, dichter bij de polen veel langzamer. Lucht die naar het noorden stroomt, houdt zijn snelle oostwaartse vaart en "loopt voor": hij buigt naar rechts af. Op het noordelijk halfrond buigt bewegende lucht altijd naar rechts af, op de evenaar helemaal niet.
- Waarom? Langs die spiraal komt lucht van verschillende kanten samen. Waar lucht samenkomt, kan hij nergens anders heen dan omhoog.
-
Waarom?
Opstijgende vochtige lucht koelt af, de waterdamp condenseert en er groeien buien.
Basis: Uitzetten koelt af
Stijgende lucht komt onder lagere druk en zet uit. Daarbij duwen de luchtdeeltjes de lucht eromheen opzij; dat kost energie, en die halen ze uit hun eigen warmte. Droge lucht koelt zo ongeveer 10 °C per kilometer af. Voel het zelf: een spuitbus wordt koud als je hem leegspuit.
-
Waarom?
Zo ontstaan lange, gebogen rijen buien. Tussen de banden zakt lucht weer naar beneden: daar is het droger en soms bijna helder.
Basis: Samendrukken warmt op
Precies andersom: zakkende lucht komt onder hogere druk, wordt samengedrukt en warmt op, ook ongeveer 10 °C per kilometer. Voel het zelf: een fietspomp wordt warm als je pompt.
Vanaf zo'n 64 knopen krijgt een orkaan meestal een oog. Waarom?
-
Waarom?
Rond het centrum waait het nu zo hard dat de lucht er bijna in een cirkel rond moet. Iets dat snel rond een punt draait, wil naar buiten.
Basis: De emmer die je ronddraait
Roer hard in een emmer water: het water wordt tegen de rand gedrukt en in het midden ontstaat een kuil. Iets dat snel rond een punt draait, wil naar buiten (middelpuntvliedend). Hoe harder het draait, hoe moeilijker het nog naar het midden kan.
- Waarom? De lucht die naar binnen stroomt, komt daardoor niet meer tot in het midden. Hij stijgt op in een ring op een afstand van het centrum: de oogwand.
-
Waarom?
In die ring komt de meeste warmte vrij en waait het het hardst.
Basis: Verdampen kost warmte, condenseren geeft warmte
Om water te laten verdampen is energie nodig; die wordt uit de omgeving gehaald. Daarom heb je het koud als je nat uit zee komt. Die energie zit daarna "verstopt" in de waterdamp. Condenseert de damp weer tot druppels, dan komt precies diezelfde energie vrij als warmte.
- Waarom? Bovenin stroomt de lucht weer naar buiten, maar een deel zakt terug naar het midden.
-
Waarom?
Zakkende lucht wordt samengedrukt en warmt op. Warmere lucht kan meer waterdamp bevatten, dus de wolken lossen op: het oog wordt helder.
Basis: Samendrukken warmt op
Precies andersom: zakkende lucht komt onder hogere druk, wordt samengedrukt en warmt op, ook ongeveer 10 °C per kilometer. Voel het zelf: een fietspomp wordt warm als je pompt.
Een orkaan kan ineens heel snel sterker worden. Lee ging in september 2023 in 24 uur van 75 naar 145 knopen. Waarom kan dat?
- Waarom? Snelle versterking betekent minstens 30 knopen erbij in 24 uur. Het gebeurt als alles tegelijk klopt: heel warm en diep zeewater, weinig schering en vochtige lucht.
-
Waarom?
Dan sluit de oogwand zich helemaal rond en wordt hij klein en strak. Alle warmte komt vrij op een klein stukje, precies boven het centrum.
Basis: Verdampen kost warmte, condenseren geeft warmte
Om water te laten verdampen is energie nodig; die wordt uit de omgeving gehaald. Daarom heb je het koud als je nat uit zee komt. Die energie zit daarna "verstopt" in de waterdamp. Condenseert de damp weer tot druppels, dan komt precies diezelfde energie vrij als warmte.
-
Waarom?
Een warme kolom die precies boven het centrum staat, laat de luchtdruk daar snel dalen. Groter drukverschil, hardere wind, meer verdamping: de motor draait op volle toeren.
Basis: Luchtdruk is het gewicht van de lucht boven je
Boven elke plek staat een kolom lucht tot de ruimte; het gewicht daarvan is de luchtdruk. Warme lucht is lichter: de deeltjes bewegen sneller en staan verder uit elkaar. Een warme kolom weegt dus minder en geeft onderin een lagere luchtdruk.
-
Waarom?
En hoe kleiner de ring waarin de lucht ronddraait, hoe harder hij draait.
Basis: De schaatser die zijn armen intrekt
Een kunstschaatser die met gestrekte armen ronddraait en ze dan intrekt, gaat vanzelf sneller draaien. Lucht doet hetzelfde: lucht die een beetje draait en naar het midden stroomt, gaat steeds sneller rond. Stroomt hij weer naar buiten, dan draait hij langzamer.
- Waarom? Voor gevorderden: soms groeit er buitenom een tweede oogwand. Die pikt de warme, vochtige lucht af van de binnenste ring; de binnenste ring sterft, het oog wordt groter en de wind tijdelijk zwakker. Daarna kan hij weer aansterken. Dat heet een oogwandvervanging.
Boven land of koud water verzwakt een orkaan. Waarom, en waarom is hij dan nog gevaarlijk?
-
Waarom?
Boven land is er geen warm zeewater meer dat verdampt. De brandstof is op.
Basis: Verdampen kost warmte, condenseren geeft warmte
Om water te laten verdampen is energie nodig; die wordt uit de omgeving gehaald. Daarom heb je het koud als je nat uit zee komt. Die energie zit daarna "verstopt" in de waterdamp. Condenseert de damp weer tot druppels, dan komt precies diezelfde energie vrij als warmte.
-
Waarom?
Land is ruw: bomen, heuvels en gebouwen remmen de wind onderin af. Afgeremde lucht wordt minder afgebogen en stroomt rechter naar het centrum, waar hij de lage druk opvult.
Basis: Lucht stroomt van hoge naar lage druk
Waar de druk hoger is, duwt de lucht harder. Daarom stroomt lucht van hoge naar lage druk, en hoe groter het verschil op een korte afstand, hoe harder het waait.
- Waarom? Toch blijft hij gevaarlijk door het water. De lucht zit vol waterdamp die dagenlang uitregent, en de harde wind duwt de zee op tegen de kust: de stormvloed.
- Waarom? Boven koud water in het noorden gebeurt iets anders. Daar liggen koude en warme lucht naast elkaar. De energie komt dan niet meer uit warm zeewater maar uit dat temperatuurverschil, net als bij onze herfststormen. Hij krijgt fronten: een extratropische overgang.
- Waarom? Zo kan een ex-orkaan nog Europa bereiken. Ophelia trok in oktober 2017 als ex-orkaan over Ierland, met windstoten tot zo'n 190 km/u.