18 april 2021

Hoe ontstaat wind?

Iedere Nederlander heeft heus al eens gevloekt op de tegenwind, af en toe zo krachtig dat je amper vooruitkomt op de fiets! Er zijn zelfs hele sporten afhankelijk van het fenomeen, denk aan kitesurfen, windsurfen, zeilen en nog veel meer. Ook is de wind in toenemende mate verantwoordelijk voor onze energievoorziening. Van de elektriciteit gewonnen uit hernieuwbare bronnen is 49 procent opgewekt door windmolens! We kunnen nog wel eventjes doorgaan over allerlei belangrijke functies van de wind. Maar in dit artikel zullen we uitleggen hoe deze wind nu eigenlijk ontstaat.

Hoe ontstaat wind in 5 zinnen

Wind ontstaat vanuit de basis door de zon. Deze warmt de aarde op en vervolgens de lucht hierboven. Deze hetere lucht is lichter en zal daarom stijgen. Doordat deze lucht stijgt moet de lucht daaronder worden aangevuld. Met als gevolg aanstromende lucht vanuit omringende gebieden en dus wind!


Hoe ontstaat de wind uitgebreid?

Om inzicht te krijgen hoe wind ontstaat gaan we uitzoomen tot het globale niveau, vanuit daar is het proces het best uit te leggen. De zon is verantwoordelijk voor het ontstaan van de wind. Nu is het zo dat de zon het sterkste is rond de evenaar. Door deze grote hoeveelheid zonnestraling kan het aardoppervlak daar het sterkst opwarmen. Vervolgens zal dit warme oppervlakte de laag lucht die hierboven hangt ook opwarmen (hitte geleiding). Hete lucht is “lichter” (lagere dichtheid) dan koude lucht en zal daarom gaan stijgen (denk hierbij aan een heteluchtballon). Maar als deze lucht opstijgt moet hij weer worden aangevuld door andere lucht. Dit tekort wordt aangevuld door het toestromen van lucht uit omringende gebieden. Et voilà daar heb je hem, de wind!

Het grotere plaatje

Op de planeet waar we allemaal zeer van houden, heerst een grootschalige globale luchtverplaatsing. Deze noemen wij de grootschalige circulatie, te zien als de reguliere windrichting. Zoals uitgelegd zorgt de zon voor opwarming van de aardoppervlakte waardoor de wind ontstaat. Nu hebben we een plek op de blauwe planeet waar zeer veel zon is, je raadt het niet, de evenaar. In de figuur hieronder kan je een vereenvoudigde weergave hiervan vinden. Hierop kun je goed zien dat bij de evenaar, de zon nagenoeg loodrecht op de aardoppervlakte staat.


Dit wetende, kunnen we dat mooi verbinden aan het ontstaan van de wind. Het zou je niet verbazen, dat bij de evenaar dan ook de lucht het sterkst stijgend is. Dat stijgen gaat niet oneindig door, anders zou lucht wel heel schaars worden op aarde. Om het nog enige maten behapbaar te houden, gaan we nu niet in op de reden waarom de lucht maar tot een bepaalde hoogte kan stijgen. Echter is het wel relevant tot welke hoogte dit is: de tropopauze. Dit is bij de evenaar tot een hoogte van 16 kilometer. Bij de polen is dit 10 kilometer. Hier zal de stijgende beweging dus ophouden en zal een splitsing plaatsvinden in de stijgende lucht, een deel zal noordelijk stromen, en een deel zuidelijk. Hieronder zie een doorsnede van de atmosfeer die de uitleg hierboven visueel laat zien.

Boven in de atmosfeer is het zeer koud, tot dik 50 graden onder nul. De lucht die opstijgt bij de evenaar zal dus flink afkoelen, waardoor het tegengestelde plaatsvindt bij warme lucht. De lucht zal namelijk gaan dalen doordat de dichtheid toeneemt. Dit gebeurt rond 30 graden noord en zuid, zodoende ontstaat er een circulatie, de zogeheten Hadley cell. Deze cell kun je in onderstaande afbeelding zien.

De dalende lucht is zeer droog, rond 30 graden noorderbreedte kun je ook een heel groot droog gebied vinden; de Sahara. Waar op aarde is het nu nog meer zeer koud? Jawel; de polen hier is dan ook een sterke dalende beweging van de lucht! Wat ook als pomp fungeert voor de globale circulatie, de cel die hierdoor ontstaat heet de Polar cell. Er is echter nog een derde cell, genaamd de Ferrel cell. De energie voor de circulatie komt voort uit een combinatie van de Polar en Hadley cell. Gesitueerd tussen 60 en 30 graden noorderbreedte. Dit is de cell waar Nederland zich in bevindt.

Draaiende ‘tol’

De aarde is alleen geen bol die stilstaat. Was dit wel het geval, dan zou de lucht zich kaarsrecht bewegen in de richtingen die we eerder hebben besproken. Nee, de aarde tolt om zijn as, door deze beweging krijgt de lucht een ‘afwijking’ en stroomt deze niet recht. Het effect wat hier verantwoordelijk voor is heet het corioliseffect. Zo zijn er standaard winden van west naar oost, een voorbeeld hiervan is te vinden in de luchtvaart. De vlucht naar New York toe duurt gemiddeld een uur en kwartier langer dan de vlucht terug. Simpelweg door de tegenwind.

In de onderstaande afbeelding is de globale circulatie uitgebreid en zie je nu ook de afwijkende winden. Een goede vuistregel om te onthouden is: met de wind in de rug, is de afwijking naar rechts op het noordelijk halfrond, en naar links op het zuidelijk halfrond. Wellicht handig om te weten voor als je ooit schipbreuk ervaart, dan weet je in ieder geval welke richting je je zelfgemaakte vlot op zal worden gestuwd.

Wereldbol effect op de windrichtingen


Opwarming van de aarde en de wind

Voor de globale circulatie is temperatuur extra interessant, aangezien de opwarming van de oppervlakte als ‘motor’ voor de wind werkt. De exacte invloed van de stijgende hoeveelheid CO2 concentratie op de opwarming van de oppervlakte is lastig te zeggen. Aangezien de inkomende zonnestraling hiervoor verantwoordelijk is, en CO2 daar verder weinig invloed op heeft.

Wel zorgt het in ieder geval voor warmere lucht hoger in de atmosfeer, wat kan zorgen dat deze lucht meer water kan bevatten. Combineer dit met windrichtingen naar Europa vanaf de Atlantische oceaan en dit zou kunnen resulteren in heftigere regenbuien dan we tot nu toe gewend zijn. Echter zou het opwarmen van de polen daarentegen weer kunnen zorgen voor een zwakkere dalende beweging, wat dan op zijn beurt zou resulteren in een zwakkere ‘Polar cell’. Wat zal zorgen voor een zwakkere circulatie. Klimaatmodellen zijn het dus nog niet eens over wat er precies zal gaan gebeuren. Een trend wat wel terug lijkt te komen zijn hogere windsnelheden bij warmere lucht. Deze conclusie past dan weer in de trend van de opwarmende aarde en zijn toenemen van de weerextremen.

Hoe meet je de wind

Op het nieuws tijdens het weerbericht hoor je vaak iets over de ‘snelheid en kracht’ van de wind. De kracht en daarmee de snelheid van de wind wordt uitgedrukt op een aparte schaal. Deze schaal gaat van windkracht 0 tot en met 12. Als je hoort dat het windkracht 0 of 1 wordt dan is er nauwelijks tot geen wind. Hoe hoger op de schaal hoe krachtiger en sneller de wind om je heen zal waaien. Windkracht 12 heeft zelfs de benaming ‘orkaan’. De snelheid van de wind in kilometer per uur kun je meten met een anemometer.


ThermoMate app
ThermoMate zorgt ervoor dat jij altijd op de hoogte bent van de laatste weerrecords in Nederland. Download nu de app en mis er nooit meer één.