De wind is niets anders dan het verplaatsen van grote hoeveelheden lucht in de atmosfeer. Dit komt doordat de lucht ongelijkmatig verdeeld is in de atmosfeer. Op sommige plekken is er veel lucht aanwezig (hogedrukgebied) en andere plekken juist weinig lucht (lagedrukgebied). Deze drukverschillen ontstaan vaak door temperatuurverschillen waardoor op de ene plek lucht uitzet en op de andere juist krimpt. Lucht wil dan van het hogedrukgebied naar het lagedrukgebied stromen en zo ontstaat er wind.
Hogedrukgebieden en lagedrukgebieden
Als er eenmaal een drukverschil is ontstaan gaat de lucht zich verplaatsen van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied. Dit noemen we ‘wind’. Bij het lagedrukgebied kan de lucht nog maar één kant op en dat is omhoog. Daar is het meestal kouder en zie je vaak wolken ontstaan door condensatie van aanwezige waterdamp. Bij hogedrukgebieden gebeurt het omgekeerde; de dalende lucht wordt warmer en wolken lossen op.
Wolkenvorming
Door de verplaatsing van lucht ontstaat er wolkenvorming. Eenmaal aangekomen bij het lagedrukgebied kan de lucht nog maar één kant op en dat is omhoog. Daar is het meestal kouder en zie je vaak wolken ontstaan door condensatie van aanwezige waterdamp. Bij hogedrukgebieden gebeurt het omgekeerde. Dalende lucht wordt warmer en wolken lossen op.
Wet van Buys Ballot en Corioliseffect
De windrichting wordt mede bepaald door de rotatie van de aarde. Op het noordelijk halfrond buigt de wind af naar rechts en op het zuidelijk halfrond naar links. Dit werd ontdekt door de Nederlandse meteoroloog Buys Ballot en heet de wet van Buys Ballot. Dit effect ontstaat door de draaiing van de aarde en heet het Corioliseffect. Het effect treedt niet alleen op bij planeten die om hun as draaien, maar in elk draaiend systeem zoals attracties in speeltuinen (draaitoestel), kermissen (draaimolen) etc.
Wat zijn de gevolgen van windrichting en windsnelheid op het weer?
De gevolgen van windrichting en windsnelheid op het weer zijn belangrijk om te begrijpen. De Beaufort-windschaal beschrijft de windkracht en de gevolgen van wind op zee en boven land. Bijvoorbeeld ‘korte kleine golven bij een zwakke wind van windkracht 2, hoge golven met zware schuimstrepen bij storm, windkracht negen en een lucht vol schuim en verwaaid zeewater bij orkaankracht 12’. De Beaufort-windschaal heeft 13 delen en werd bedacht door de Ierse schout-bij-nacht Sir Francis Beaufort in 1805 en later internationaal aanvaard in 1873.
De Beaufort-windschaal
De Beaufort-windschaal is een belangrijk meetinstrument dat de windkracht meet en de gevolgen van wind op zee en boven land beschrijft. Het heeft 13 delen en wordt gebruikt om bijvoorbeeld de windsnelheid op een schip of de windsterkte op land te bepalen. De schaal beschrijft ook de gevolgen van wind op zee en boven land. De windschaal is niet alleen een handig hulpmiddel voor meteorologen maar ook voor zeilers.
Windkracht en windsnelheid
De windkracht volgens Beaufort wordt bepaald uit het gemiddelde van de windsnelheid over 10 minuten. Bij het KNMI is het gemiddelde over 1 uur bepalend voor de benaming ‘storm’. De windkracht kan variëren van windstil (0) tot orkaankracht (12). De windsnelheid wordt gemeten met een anemometer. Windsnelheid is de snelheid van de wind ten opzichte van een vast punt op de grond en wordt uitgedrukt in meters per seconde (m/s) of kilometer per uur (km/h).
Geologen van windrichting en windsnelheid op het weer
De gevolgen van windrichting en windsnelheid op het weer zijn belangrijk om te begrijpen. Bijvoorbeeld kan de windrichting invloed hebben op de temperatuur en de neerslag. Een noordelijke wind bijvoorbeeld kan koudere lucht uit het noorden brengen en daarmee de temperatuur laten dalen. De windsnelheid kan ook invloed hebben op de neerslag. Bij een hogere windsnelheid kan de neerslag worden weggeblazen en daarmee de hoeveelheid neerslag verminderd.
Sir Francis Beaufort en de Beaufort-windschaal
Sir Francis Beaufort was een Ierse schout-bij-nacht die de Beaufort-windschaal bedacht in 1805. Hij deed dit om de weersomstandigheden op zee beter te kunnen voorspellen. Later werd de Beaufort-windschaal internationaal aanvaard in 1873. Tegenwoordig wordt de schaal nog steeds gebruikt om de windsnelheid en de gevolgen van wind op zee en boven land te meten.
Hoe beïnvloedt de ligging van bergen en zeeën de richting en kracht van de wind
De ligging van bergen en zeeën heeft een grote invloed op de richting en kracht van de wind. De heersende winden worden bepaald door de draaiing van de aarde en de circulatiecellen in de atmosfeer. Deze winden worden vervolgens beïnvloed door de aanwezigheid van bergen en zeeën.
Als de wind over een bergketen waait, zal deze omhoog worden gedwongen en zal er aan de loefzijde van de berg meer neerslag vallen. Aan de lijzijde van de berg is er sprake van een neerwaartse luchtstroom, wat kan leiden tot droogte en hogere temperaturen.
De ligging van zeeën heeft ook invloed op de richting en kracht van de wind. Over zee waait de wind vrijwel altijd in de richting van het land. Dit komt omdat de landmassa’s sneller opwarmen dan de zee, waardoor er sprake is van een luchtdrukverschil tussen land en zee. De wind stroomt dan van het hoge drukgebied boven zee naar het lage drukgebied boven land.
Het corioliseffect, de afbuiging van de wind door de draaiing van de aarde, heeft ook invloed op de windrichting bij bergen en zeeën. Bijvoorbeeld bij een bergketen zal de wind op het noordelijk halfrond afbuigen naar rechts en op het zuidelijk halfrond naar links. Hetzelfde geldt voor de wind die over zee waait.
De invloed van bergen en zeeën op de wind is dus complex en hangt af van verschillende factoren, zoals de hoogte en oriëntatie van de bergen en de temperatuurverschillen tussen land en zee. Deze factoren hebben niet alleen invloed op de wind, maar ook op het klimaat en de neerslagpatronen in een bepaald gebied.
Invloed van de draaiing van de aarde op de richting van de wind
Het corioliseffect is het verschijnsel dat de draaiing van de aarde invloed heeft op de richting van de wind. Op het noordelijk halfrond buigt alles af met de wijzers van de klok mee, op het zuidelijk halfrond buigt alles af tegen de wijzers van de klok in. Dit effect heeft invloed op de luchtstromen overal op aarde.
Overal op aarde zijn er luchtstromen, deze stromen niet rechtstreeks van Noord naar Zuid, maar worden beïnvloed door de stand en draaiing van de aarde en door hoge- en lagedrukgebieden. Het corioliseffect zorgt ervoor dat de luchtstromen een afwijking in de draairichting mee krijgen. Dit effect heeft niet alleen invloed op de wind maar ook op vliegtuigen en langeafstandsraketten.
De snelheid van de aarde draagt ook bij aan de draairichting van de wind. De snelheid waarmee de aarde om zijn eigen as draait, wordt bepaald door waar op aarde je je bevindt. Wanneer de aarde in 24 uur één keer ronddraait, is het rondje op de evenaar veel groter dan het rondje op de Noord- of Zuidpool. Hierdoor draait de aarde sneller rondom de evenaar dan rondom de polen.
Wanneer er van de evenaar naar de polen toe wordt bewogen, ondervindt de luchtstroom een soort traagheid wat veroorzaakt wordt door het langzamer draaien van de aarde. De luchtstroom krijgt dan een afwijking in de draairichting mee. Het corioliseffect is zelfs zo sterk dat het invloed heeft op de vlucht van een vliegtuig vanuit Nigeria, gelegen op de evenaar, naar Zweden, een tocht van 6 uur in het Noordelijk halfrond.
Het corioliseffect is vernoemd naar Gaspard de Coriolis, een Franse wetenschapper uit de 19e eeuw. Voor leerlingen in het voortgezet onderwijs en mbo is er online platform genaamd Mr. Chadd, om vragen te stellen over hun huiswerk. Het platform biedt een helpdesk en huiswerkbegeleiding aan studenten.