Wasbordpatroon in bewolking achter bergen en eilanden

Satellietbeelden tonen achter gebergten of bergachtige eilanden vaak wolkenribbels. Zo'n wasbordpatroon in de bewolking hangt samen met lijgolven die ontstaan in de lucht die over de bergen stroomt. Dergelijke golven kunnen zich vormen achter allerlei uitstulpingen van het aardoppervlak, - van bescheiden heuvels tot hoge bergen. Ze zijn niet alleen aanwezig op het niveau van de toppen van bergen en heuvels, maar worden soms ook tot op veel grotere hoogte teruggevonden. Zo kwam een Amerikaans U-2 spionagevliegtuig op twintig kilometer hoogte nog lijgolven tegen; radarwaarnemingen gaan tot dertig kilometer en ook lichtende nachtwolken op tachtig kilometer hoogte vertonen de kenmerken van golven.

1. Lijgolven boven Ierland en Schotland. Datum: 17 december 2003. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

2. Lijgolven achter de Aleoeten. Datum: 6 september 2002. Satelliet: Terra. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

3. Lijgolven boven Oost-IJsland. Datum: 26 februari 2002. Satelliet: NOAA 16. Beeldbewerking: Freie Universität, Berlijn, Duitsland.

Lijgolven
Lijgolven werden in 1933 'ontdekt' in het Duitse Riesengebergte door zweefvliegers, die er vanaf dat moment gebruik van maakten om er hoger mee te komen en grotere afstanden mee af te leggen. Al in 1937 kwam men boven de zevenduizend meter en in 1989 bereikte een zweefvlieger in de lijgolven van de Sierra Nevada in de Verenigde Staten een hoogte van bijna vijftien kilometer. Ook de langste zweefvlucht maakte gebruik van lijgolven; in 2001 werd zo achter de Andes in Argentinië een afstand afgelegd van meer dan 2500 kilometer. De natuurkundige Lyra gaf in 1943 als eerste een theoretische verklaring voor het verschijnsel.

Het ontstaan van lijgolven achter bergen.

Stabiel en stevige wind
Om lijgolven te krijgen is een stevige wind op de hoogte van de bergtoppen vereist, bij voorkeur loodrecht op de bergkam. Bij meer puntvormige barrières, zoals vulkanische eilanden in de oceaan, doet de windrichting er minder toe. De atmosfeer moet stabiel zijn opgebouwd; alleen in stabiele lucht keert een door een golfbeweging van zijn oorspronkelijk niveau omhoog gebracht luchtdeeltje terug naar zijn uitgangspositie. De opstijgende lucht zet namelijk uit door de afnemende luchtdruk, koelt daardoor af, wordt zwaarder dan de lucht in de omgeving en zakt vervolgens terug. Daarbij schiet het luchtdeeltje te ver door naar beneden, wordt samengedrukt, warmt op en stijgt weer omhoog naar het oorspronkelijke niveau. Het schiet ook daar weer te ver door en zo ontstaat een golfbeweging (zie figuur a). De golflengten lopen achter individuele bergen of bergkammen uiteen van drie tot twintig kilometer; daarnaast kunnen de Alpen, de Pyreneeën, de Karpaten en andere grote berggebieden als geheel bij voldoende wind ook nog lijgolven opwekken met een golflengte van twintig tot veertig kilometer. De golflengte is groter naarmate het harder waait en naarmate de lucht minder stabiel is. In onstabiele lucht bestaat geen mechanisme om lucht die uit positie is geraakt, terug te drijven naar het oorspronkelijke niveau; daardoor treden er in dat geval geen lijgolven op. De golfhoogte wordt bepaald door de hoogte en de omvang van het gebergte, de karakteristieken van berghellingen en de stabiliteit van de atmosfeer.
Naast een stevige wind uit de goede hoek is een toename van de windsnelheid met de hoogte belangrijk, zonder dat daarbij de windrichting verandert; uit deze situatie putten de golven hun energie. Als de overgang tussen de troposfeer en de daarboven gelegen stratosfeer niet te abrupt is, kunnen de golven tot grote hoogte in de stratosfeer aanwezig zijn.
Lijgolven treden het hele jaar door op. De kans erop is in het winterhalfjaar echter groter dan 's zomers, omdat het 's winters harder waait en de atmosfeer dan vaker de juiste stabiliteit bezit. De geschikte meteorologische omstandigheden doen zich onder andere voor aan de voorzijde van een frontale zone en wanneer zich een zogeheten straalstroom boven bergachtig gebied bevindt.

Lijgolven achter de Bouvet Islands in de zuidelijke Atlantische Oceaan, 27 maart 2000. Bron: EUMETSAT.

4. Wasboordpatroon achter de Zuid Sandwicheilanden in het zuiden van de Atlantische Oceaan, 27 januari 2004. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team.

5. Stof waait uit de Sahara over de Atlantische Oceaan. In het stof is boven zee een geribbeld wasbordpatroon zichtbaar. Datum: 1 januari 2005. Satelliet: Aqua. Bron: NASA/GSFC MODIS Land Rapid Response Team. Meer over saharastof in het volgende hoofdstuk.

Bewolking
De lijgolven zijn in principe niet zichtbaar. Toch kunnen ze een patroon met wolkenribbels veroorzaken, dat onder andere op van satellieten afkomstige hogeresolutiebeelden zichtbaar is. Dat is het geval als er in de toppen bewolking zit, terwijl er tegelijkertijd in de golfdalen geen bewolking aanwezig is. Zo'n situatie komt geregeld voor, doordat de lucht die zich in de golftoppen bevindt, omhoog is gebracht, is afgekoeld en daarbij oververzadigd geraakt kan zijn zodat er condensatie optreedt en er zich bewolking vormt. In de golfdalen bevindt zich juist lucht die is gedaald en daarbij is opgewarmd; daardoor is de relatieve vochtigheid lager geworden en eventueel aanwezige bewolking mogelijk opgelost.
De bewolking die onder deze omstandigheden in de golftoppen ontstaat, is veelal lensvormig; weerwaarnemers spreken van altocumulus lenticularis. Op satellietbeelden vormen achtereenvolgende lenswolken de wolkenribbels die aanleiding geven tot een wasbordpatroon. Achter vulkanische eilanden toont het wasbordpatroon grote gelijkenis met boeggolven van schepen.
Naast bewolking kan ook stof het wasbordpatroon zichtbaar maken. Beeld 5 toont hiervan een voorbeeld.

Vorig hoofdstuk index volgend hoofdstuk