Hoe ontstaat wind?

Om te begrijpen hoe wind werkt, moeten we bij het eenvoudige begin beginnen. Wind ontstaat vanuit de basis door onze zon. Door de grote hoeveelheid zonnestraling langs de evenaar warmt het aardoppervlak daar sterk op. Omdat de lucht flink opwarmt door de zon, begint de lucht te stijgen, warme lucht is tenslotte lichter dan koude lucht. Omdat deze warme lucht vanaf het aardoppervlak opstijgt, ontstaat er aan het aardoppervlak een tekort aan lucht. De enige manier om dit tekort aan te vullen is door het toestromen van lucht uit omliggende gebieden: een luchtstroom komt op gang, er is wind!

Met de grootschalige circulatie bedoelen we een stromingspatroon dat grofweg de luchtstromen rond de aarde beschrijft. We weten nu dat lucht rond de evenaar opstijgt doordat het nabij het aardoppervlak flink door de zon wordt verwarmt. De opgestegen lucht wordt van onderaf aangevuld door lucht uit omliggende gebieden, maar die omliggende gebieden moeten natuurlijk ook weer worden 'aangevuld'. Om te begrijpen hoe dit werkt, moeten we een dwarsdoorsnede van de atmosfeer maken, van de troposfeer om precies te zijn.

De lucht rond de evenaar stijgt op en bereikt uiteindelijk het dak van de troposfeer: de tropopauze. Vanaf dit punt zal de lucht gaan uitstromen naar het noorden en naar het zuiden. Gedurende de weg omhoog en naar het noorden of zuiden, koelt de lucht verder af. Uiteindelijk is de lucht dusdanig afgekoeld dat het weer begint te dalen. Er begint een cirkeltje te ontstaan: lucht stijgt op vanaf de evenaar, stroomt op grote hoogte zijwaarts uit en daalt een stuk verderop weer. De dalende lucht botst op het aardoppervlak en stroomt ook daar weer zijwaarts uit. Uiteindelijk bereikt de lucht weer de evenaar om daar weer op te warmen en vervolgens weer te stijgen. 

De circulatie tussen de evenaar en ongeveer 30 graden noord en zuid van de evenaar wordt de Hadley-cell genoemd. Naast de Hadley-cell zijn er ook nog de Ferrel-cell en de polar cell. Deze circulaties vinden verder richting de twee polen plaats. Al deze circulaties zijn grotendeels bepalend voor de ligging van bepaalde hoge- en lagedrukgebieden, zoals het hogedrukgebied ter hoogte van de Azoren en lagedrukgebieden ter hoogte van IJsland.

Zoals hierboven staat uitgelegd, drijft vooral de zon een grootschalige circulatie aan waarin een aantal specifiek grootschalige luchtstromen voorkomen. In theorie zou dit betekenen dat lucht alleen maar pal noord of pal zuid stroomt, en niet west- of oostwaarts. Hoe kan het dan dat de wind ook uit het westen of oosten kan waaien, en waarom draait lucht rond drukgebieden en stroomt het niet rechtuit? Het antwoord op die vragen is vrij simpel: het corioliseffect.  

Het corioliseffect zorgt ervoor dat luchtstromen afbuigen naar een bepaalde richting. Dit komt door het draaien van de aarde. Op het noordelijk halfrond krijgt een luchtstroom de neiging om tegen de wijzers van de klok in te draaien, op het zuidelijk halfrond is dat andersom. Maar hoe werkt het corioliseffect?

Het corioliseffect is vrij eenvoudig uit te leggen. Dit effect zorgt ervoor dat een rechtlijnige beweging, dus een beweging in één rechte lijn van punt A naar punt B, na grote afstand begint af te buigen. Dit is het beste te zien wanneer kinderen op een draaimolen een bal naar elkaar willen gooien. De bal volgt een rechte lijn, maar zal nooit uitkomen bij diegene waarop tijdens het gooien werd gemikt. 

We hebben nu gezien dat lucht van relatief hoge druk naar relatief lage druk stroomt. Ook hebben we gezien dat rechtlijnige bewegingen door het draaien van de aarde gaan afbuigen. Bij hoge- en lagedrukgebieden heeft de wind altijd een specifieke draairichting. Op het noordelijk halfrond draait de wind tegen de wijzers van de klok in rond een lagedrukgebied, rond een hogedrukgebied juist met de wijzers van de klok mee. Op het zuidelijk halfrond is dit precies andersom.

In het centrum van een lagedrukgebied stijgt de lucht op, in een hogedrukgebied daalt de lucht juist. Aan het aardoppervlak zal lucht dus altijd van hogedrukgebieden naar lagedrukgebieden stromen. Hoger in de atmosfeer is het omgekeerd: boven een lagedrukgebied stroomt lucht zijwaarts uit en daalt uiteindelijk naar het aardoppervlak waar weer een hogedrukgebied ontstaat. Hier zie je dus de circulatie terug zoals het in het begin van dit artikel is beschreven.

Foto boven artikel: Wilma Steendijk