De anatomie van de rear-flank downdraft

In de vorige publicaties hebben we gekeken naar de inflow, updraft, downdraft, mesocycloon, wall cloud en hook echo. Al deze onderdelen hangen met elkaar samen.

Een belangrijk onderdeel aan de achterzijde van een supercell is de rear-flank downdraft, meestal afgekort tot RFD.

De RFD is een dalende luchtstroom die aan de achterzijde van de roterende supercell naar beneden beweegt. Deze luchtstroom kan een belangrijke rol spelen bij de structuur van de mesocycloon en, onder bepaalde omstandigheden, bij de ontwikkeling van een tornado.

Wat is de RFD?

De rear-flank downdraft is een gebied waarin lucht aan de achterzijde van de supercell naar beneden beweegt.

De naam zegt eigenlijk precies waar het om gaat:

Rear-flank betekent de achterzijde van de bui.

Downdraft betekent een dalende luchtstroom.

De RFD is dus de dalende luchtstroom aan de achterzijde van de supercell.

De lucht binnen de RFD kan afkomstig zijn uit verschillende delen van de omgeving en uit de bui zelf. Onderweg naar beneden kan deze lucht afkoelen, onder andere door verdamping van neerslag.

Waar bevindt de RFD zich?

De RFD bevindt zich aan de achterzijde van de roterende updraft.

Wanneer we naar een klassieke supercell op het noordelijk halfrond kijken, bevindt de RFD zich vaak aan de zuidwestelijke tot westelijke zijde van de circulatie.

De exacte positie is echter afhankelijk van de bewegingsrichting en structuur van de supercell.

Op radar kan het gebied rond de RFD onderdeel zijn van de structuur die de bekende hook echo vormt.

Vanaf de grond kan de RFD zich onder andere uiten als een gebied met snel bewegende lage wolken, neerslag en plotselinge veranderingen in de wind.

^Zie de blauwe pijl.

Hoe ontstaat de RFD?

Er is niet één eenvoudig proces dat verantwoordelijk is voor iedere RFD.

Een deel van de lucht kan vanuit de omgeving naar binnen worden getrokken en vervolgens dalen. Ook kan lucht binnen de supercell door neerslag worden afgekoeld en daardoor naar beneden bewegen.

Wanneer neerslag verdampt, wordt warmte aan de lucht onttrokken. Hierdoor kan de lucht kouder en zwaarder worden.

Daarnaast spelen de sterke luchtbewegingen binnen de supercell en de drukverdeling rondom de mesocycloon een belangrijke rol.

De combinatie van deze processen kan een georganiseerde dalende luchtstroom aan de achterzijde van de bui vormen.

RFD en de hook echo

De RFD is nauw verbonden met de structuur van een hook echo.

Wanneer lucht en neerslag rond de roterende updraft worden getransporteerd, kan aan de achterzijde van de supercell een haakvormige neerslagstructuur ontstaan.

De RFD helpt mee aan de organisatie van deze lucht- en neerslagstromen.

Daarom zien we bij veel klassieke supercells een combinatie van een roterende updraft, een hook echo en een RFD.

Dit betekent echter niet dat deze drie onderdelen altijd even duidelijk aanwezig zijn.

RFD en de mesocycloon

De RFD heeft ook invloed op de mesocycloon.

Wanneer de dalende lucht rond de roterende updraft beweegt, kan de bestaande circulatie veranderen.

Onder bepaalde omstandigheden kan de rotatie hierdoor dichter naar het aardoppervlak worden geconcentreerd.

Dit is één van de redenen waarom de RFD zo belangrijk is bij het bestuderen van tornadische supercells.

Maar ook hier geldt: een RFD betekent niet automatisch dat er een tornado ontstaat.

Niet iedere RFD is hetzelfde

RFD's kunnen sterk verschillen in temperatuur, vochtigheid en wind.

Sommige RFD's zijn relatief koud en brengen een grote hoeveelheid koude lucht naar beneden. Andere RFD's kunnen veel minder koud zijn.

Dit verschil is belangrijk.

Wanneer de lucht achter de RFD veel kouder wordt dan de lucht die door de inflow wordt aangevoerd, kan de koude lucht de warme inflow wegdrukken.

De updraft kan daardoor worden afgesneden.

Een te koude of te sterke RFD kan daarom juist ongunstig zijn voor een tornado.

Een minder koude RFD

Bij sommige tornadische supercells lijkt de RFD relatief warm of slechts beperkt afgekoeld te zijn.

Dit kan gebeuren wanneer de lucht in de RFD minder sterk wordt afgekoeld voordat deze het aardoppervlak bereikt.

Een minder koude RFD kan zich gemakkelijker mengen met de warme en vochtige inflow.

Hierdoor blijft de lucht rond de basis van de mesocycloon relatief gunstig voor verdere rotatie.

Dit is één van de redenen waarom de temperatuur van de RFD belangrijk is bij het begrijpen van tornadische supercells.

De interactie met de wall cloud

De RFD kan ook duidelijk zichtbaar worden in de buurt van de wall cloud.

Wanneer de RFD rond de achterzijde van de roterende updraft naar beneden komt, kan deze lucht onder en rond de wall cloud bewegen.

De interactie tussen de RFD, inflow en updraft kan ervoor zorgen dat de structuur van de wall cloud voortdurend verandert.

Bij een zich ontwikkelende tornado kan de rotatie vervolgens steeds verder naar beneden worden geconcentreerd.

Dit proces kan snel verlopen.

Kan de RFD een tornado veroorzaken?

De RFD veroorzaakt niet zelfstandig een tornado.

Een tornado ontstaat door een combinatie van processen binnen de supercell.

De RFD kan daar wel een belangrijke rol in spelen. Vooral de interactie tussen de RFD en de roterende updraft kan ervoor zorgen dat rotatie dichter bij het aardoppervlak wordt versterkt.

Onder gunstige omstandigheden kan hierdoor een sterke draaiende circulatie ontstaan.

Wanneer deze circulatie zich uiteindelijk tot aan het aardoppervlak uitstrekt, kan een tornado ontstaan.

RFD en tornado: geen vast recept

Het is belangrijk om niet te denken dat iedere tornadische supercell volgens exact hetzelfde stappenplan werkt.

Supercells verschillen onderling sterk.

Bij sommige tornado's speelt de RFD een duidelijke rol bij het versterken van de rotatie dicht bij de grond. Bij andere situaties is de interactie complexer.

Ook kunnen tornado's ontstaan terwijl de klassieke structuur van een RFD minder duidelijk zichtbaar is.

De atmosfeer werkt namelijk niet volgens één vast patroon.

Hoe herken je een RFD?

Op radar kan de RFD worden afgeleid uit de structuur en beweging van de bui, maar hij is meestal niet simpelweg als één duidelijk afgebakend gebied zichtbaar.

Meteorologen gebruiken daarom meerdere gegevens.

Denk aan:

de radarreflectiviteit

de windsnelheden

de windrichting

de temperatuur

de ontwikkeling van de mesocycloon

en de structuur van de supercell

Vanaf de grond kan de RFD zich onder andere laten zien als een gebied met snel naar beneden bewegende of naar buiten stromende lucht en een duidelijke verandering in windrichting.

De RFD binnen de supercell

De rear-flank downdraft is daarmee een belangrijk onderdeel van de anatomie van een supercell.

De inflow brengt warme en vochtige lucht naar de bui.

De updraft brengt deze lucht omhoog.

De mesocycloon zorgt voor de grootschalige rotatie.

De downdraft brengt neerslag en afgekoelde lucht naar beneden.

De RFD vormt daarbij een specifieke dalende luchtstroom aan de achterzijde van de supercell.

Samen bepalen deze luchtstromen de structuur en ontwikkeling van de bui.

De laatste stap: de tornado

We hebben nu vrijwel alle belangrijke onderdelen van een supercell besproken.

We weten hoe warme lucht de bui binnenkomt, hoe de updraft deze lucht omhoog brengt en hoe de downdraft lucht weer naar beneden transporteert.

We hebben gekeken naar de mesocycloon, de wall cloud en de hook echo. Ook weten we welke rol de RFD kan spelen in de interactie met de roterende updraft.

Maar wanneer wordt een roterende circulatie daadwerkelijk een tornado?

In de volgende publicatie maken we de laatste stap en kijken we naar de anatomie van een tornado: hoe een tornado ontstaat, hoe de rotatie zich richting het aardoppervlak kan ontwikkelen en waarom niet iedere mesocycloon uiteindelijk een tornado produceert.