Hoe ontstaan wolken
WAARUIT BESTAAT EEN WOLK?
Wolken bestaan uit een heleboel kleine waterdruppeltjes. Afhankelijk van de hoogte waar de wolk hangt, kunnen deze waterdruppeltjes bevriezen en ijskristallen vormen. Maar er zweven nog veel meer kleine deeltjes door de lucht, zoals kleine roetdeeltjes afkomstig van industrie, of as van vulkaanuitbarstingen. Deze kleine waterdruppeltjes worden ook wel aerosoles genoemd.
HOE ONTSTAAT EEN WOLK?
Het ontstaan van een wolk is een onderdeel van een van de mooiste kringlopen op aarde: de waterkringloop. Als water verdampt uit bijvoorbeeld oceanen of rivieren, vormt het onzichtbare waterdamp. Deze waterdamp stijgt op en hoe hoger het komt, hoe meer het afkoelt. In de troposfeer koelt de lucht af met ongeveer 1 graad Celcius per honderd meter. Als de lucht voldoende is afkoeld, bereikt het zijn verzadigingspunt. Dit wordt ook wel het dauwpunt genoemd. Op dit punt gaat de damp condenseren in kleine waterdruppels, of ijskristallen. Als er voldoende damp gecondenseerd is, herkennen wij dit als een wolk. Als de wolk vervolgens ‘zwaar’ genoeg is geworden, valt er regen (of sneeuw) naar beneden en begint de kringloop weer opnieuw.
Waarom condenseert waterdamp op het dauwpunt? Dit is omdat koude lucht relatief minder waterdamp kan bevatten dan warme lucht. Als warme lucht dus vol zit met waterdamp (hoge luchtvochtigheid) en daarna opstijgt en afkoelt, zal de koudere lucht de damp niet meer vast kunnen houden. Daardoor gaan de kleine dampdeeltjes zich aan elkaar hechten en vormen ze kleine waterdruppeltjes. Dit noemen we condenseren. Het moment waarop lucht niet meer waterdamp kan bevatten, noemen we het dauwpunt, of verzadigingspunt.
Wolken kunnen ontstaan op verschillende manieren:
convectie
Dit gebeurt als de lucht wordt verwarmd door de zon en daardoor opstijgt. De warme lucht stijgt op en als het hoger komt, koelt het af en zal de waterdamp gaan condenseren in kleine druppels (wolk). Een heel mooi en eenvoudig bewijs dat warme lucht opstijgt is een luchtballon. Door de gasbranders wordt de lucht in de ballon verwarmd. Dit geeft de ballon voldoende opwaartse druk om op te stijgen.
mechanische/orografische stijging
Dit gebeurt bij lucht die zich boven bergketens verplaatst (zoals de Alpen en de Himalaya). De wind stuwt de warme lucht tegen een berg of heuvel omhoog. Hierdoor koelt de lucht af en gaan zich wolken vormen.
dynamische stijging
Dit gebeurt bij grote luchtverplaatsingen van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied, of langs fronten van deze gebieden. Dit zijn als het ware watervallen van lucht waarbij de lucht met grote snelheden van het hoge drukgebied naar het lage drukgebied stromen. Hierdoor kunnen luchtstromen zeer snel afkoelen en zal de waterdamp gaan condenseren waardoor er wolken op deze fronten ontstaan.
vliegtuigen
Ook vliegtuigen kunnen wolken maken. Deze vliegtuigstrepen staan ook wel bekend als Contrails. Dit woord is een samentrekking van de Engelse woorden condensation en trails. Ze ontstaan doordat de warme uitlaatgassen relatief veel waterdamp bevatten. Deze damp koelt heel snel af en condenseert vervolgens. Lossen de strepen snel op, dan is er sprake van droge lucht. Blijven ze lang hangen, dan is de luchtvochtigheid hoger.
ZELF WOLKEN MAKEN!
Een heel eenvoudig en leuk experiment om thuis te proberen: Hiervoor het je een plastic fles, heet water (niet té heet, want dan smelt de fles) en een paar ijsblokjes nodig. Giet de fles vol met het hete water, laat dit een paar minuten staan. Giet daarna driekwart van het water uit de fles en leg daarna de ijsblokjes op de opening van de fles en… in de fles ontstaat een echte wolk. Zo simpel is het om je eigen wolk te maken!