Kelvin-Helmholtz wolken zichtbaar boven Limburg
Reinout van den BornHoog in de lucht boven het zuiden van Limburg trok vrijdagavond een altostratusveldje over. Aan de bovenkant ervan waren duidelijk de golvingen van de karakteristieke Kelvin-Helmholtz onstabiliteit te zien. Carlos Sour maakte mooie foto’s.
Het is een fenomeen dat is vernoemd naar de wetenschappers Lord Kelvin en Hermann von Helmholtz, die de voor de vorming van dit type wolken benodigde onstabiliteit in de lucht als eersten wiskundig beschreven. De wolken kunnen ontstaan op de plaats waar twee luchtlagen, van verschillende temperatuur, natuurkundige eigenschappen en bewegingssnelheid bij elkaar komen. Ze worden pas zichtbaar als zich op de plaats ook een (vaak dunne) wolk vormt. Precies die omstandigheden waren er vrijdag hoog in de atmosfeer.
Bovenop elkaar
Feitelijk komt het erop neer dat er twee luchtlagen, met een verschillende temperatuur en daardoor andere fysische eigenschappen, bovenop elkaar liggen. De warmste ligt boven, de koudste eronder. Luchtlagen met een verschillende temperatuur hebben andere dichtheden en mengen in principe niet met elkaar, evenals twee vloeistoffen met afwijkende dichtheden. Er ontstaat een scherpe grens, met de ene luchtlaag onder en de andere luchtlaag erboven.
Meestal zie je er niks van. Soms ook wel, als de twee lagen dichtbij het aardoppervlak liggen. De onderste vult zich met de luchtverontreiniging die het leven op aarde veroorzaakt, de laag erboven krijgt daar niets van mee. Ga je dan omhoog door de twee luchtlagen heen, dan kun je de scherpe begrenzing wel goed zien. Bij voorbeeld als je in een berggebied bent. Of de onderste laag vult zich met mist een laaghangende bewolking, terwijl in de laag erboven de zon schijnt.
Vele golven achter elkaar
De situatie wordt anders als de bovenste luchtlaag sneller beweegt dan de onderste. Dan kan de sneller bewegende lucht boven de grens een deel van de lucht in de laag eronder mee naar boven trekken. Zo ontstaat een golf, die vervolgens door de sneller bewegende lucht in de bovenste laag ook weer omver wordt geduwd.
Als het meezit, zie je in die omvallende golf uiteindelijk ook een circulatie ontstaan. Het mooist wordt het als op die manier vele golven op regelmatige afstand van elkaar komen te liggen, zoals op de foto’s van Carlos boven het altostratuslaagje te zien is.
Wolken maken het zichtbaar
Doordat lucht, die van onderen naar boven wordt getrokken, tijdens het stijgen afkoelt, kan zich gedurende dit proces bewolking vormen. Gebeurt dit, dan wordt hetgeen zich in de lucht boven ons afspeelt, ook voor het menselijke oog zichtbaar en kun je het op de foto vastleggen.
