3.2 WIND

Wind is stroming van lucht. Het is een belangrijk onderdeel van het zweefvliegweer. De windrichting bepaalt waar de startplaats komt. Met wind recht op de lierbaan kom je aanmerkelijk hoger dan wanneer het niet waait. Met crosswind starten en landen is lastiger dan wanneer het niet waait. Landen met rugwind moet je, als het enigszins kan vermijden. Waait het te hard dan wordt het zweefvliegen gecanceld. Bij zweefvliegen splitsen we wind in horizontale wind en verticale wind. Verticale wind (thermiek) is de motor van het zweefvliegen. Is er geen thermiek dan hebben we het over 'jojo-startjes' goed om starten en landen te oefenen, maar niet geschikt voor duur- en overlandvluchten. Thermiek komt bij  3.3 Thermodynamica aan bod. In dit hoofdstuk gaat het over:

  • 3.2.1 WIND, WINDKRACHT EN WINDRICHTINGEN
  • 3.2.2 HET ONTSTAAN VAN WIND
  • 3.2.3 WINDCIRCULATIE RONDOM DE AARDE
  • 3.2.4 LOKALE WINDEN
  • 3.2 5 GOLF
  • 3.2.6 TURBULENTIE

 3.2.1 WIND, WINDKRACHT EN WINDRICHTINGEN

  • Windsnelheden en windrichtingen 
  • Wind en oppervlakte wind

Windsnelheden
De windsterkte kan uitgedrukt worden in: windkracht, in meters per seconde, in kilometer per uur en in knopen. In de luchtvaart gebruiken we knopen. Bij de nieuwsberichten en de tv gebruikt men vaak de schaal van Beaufort om de windkracht aan te geven. In het schema hieronder kun je lezen waar dat mee overeenkomt.

Windkracht* Windsnelheid  m/s km/h  knopen  Omschrijvingvan de wind
0 0 - 0,2 <1 1 Windstil
1 0,3 –1,5 1 - 5 1 - 3 Zwakke wind
2 1,6 – 3,3 6 - 12 4 – 6  
3 3,4 – 5,4 13 - 19 7 - 10 Matige wind
4 5,5 – 7,9 20 - 28 11 - 16  
5 8,0 – 10,7 29 - 38 17 - 21 Vrij krachtige wind
6 10,8 – 13,8 39 - 49 22 - 27 Krachtige wind
7 13,9  - 17,1 50 - 61 28 - 33 Harde wind
8 17,2 – 20,7 62 - 74 34 - 40 Stormachtige wind
9 20,8 – 24,4 75 - 88 41 - 47 Storm
10 24,5 – 28,4 89 - 102 48 - 55 Zware storm
11 28,5 – 32,6 103-117 56 - 63 Zeer zware storm
12 > 32,6 > 117 > 63 Orkaan

 * Windkracht = schaal Beaufort, 1 knoop = ongeveer 0,5 m/s = 1,8 km/h

Bij windkracht 6 en 25 knopen ligt de limiet voor veilig zweefvliegen. Bij crosswind hanteren we lagere limieten. Deze video van wetter.com geeft aan hoe je aan het bewegen van bomen en planten kunt zien hoe hard het ongeveer waait.

Windrichtingen
Met windrichting bedoelen we waar de wind vandaan komt. Bij zeewind komt de wind van zee naar het land. In Nederland hebben we geregeld zuidwestelijke wind. Dan waait de wind uit het zuidwesten naar het noordoosten. 

De windrichting wordt in graden van de windroos weergegeven bijv. 090 = 90 graden = oostenwind. Draait de wind met de klok mee dan ruimt de wind. Draait de windrichting tegen de klok in dan krimpt de wind. 

Wanneer het KNMI voor de luchtvaart een wind van 24020kt aangeeft, dan betekent dat, dat de wind uit richting 240 (dus zuidwest) komt met een kracht van 20 knopen. Achter de schuine streep staat soms een getal. Dit getal geeft de uitschieters aan. 18025/35 betekent: wind uit het zuiden met een gemiddelde van 25 knopen en uitschieters tot 35 knopen.

Op de gratis APP StationWX kun je per vliegveld o.a. zien hoe hard het waait en uit welke richting. 

Wind en oppervlakte wind

Op grote hoogte waait het aanmerkelijk harder dan dicht bij de grond. Door de grond, obstakels zoals huizen en bomen wordt de wind afgeremd en krimpt de wind. Zie 3.2.2  

3.2.2 HET ONTSTAAN VAN WIND

  • De belangrijkste oorzaak van het ontstaan van wind,
  • Drukgradiënt,
  • Corioliskracht
  • Geostrofische wind
  • Invloed grondoppervlak op windrichting en kracht
  • De effecten van convergentie en divergentie

De belangrijkste oorzaak van het ontstaan van wind
In een huiskamer met een warme radiator stijgt warme lucht op en over de grond stroomt koudere lucht richting de verwarming. Daar warmt de koude lucht op en stijgt weer.

Bij de radiator wordt warme lucht door geleiding warm, daardoor wordt de lucht lichter en gaat omhoog. Tegelijk stroomt koelere lucht in een kamer naar de verwarming, want daar kan geen vacuüm ontstaan. Wanneer de warme lucht bij het plafond komt dan kan het niet verder stijgen en wordt het gedwongen om af te buigen. Lucht die afkoelt wordt zwaarder, daalt en komt weer bij de verwarming.

Door luchtdrukverschillen gaat lucht stromen en zo ontstaat er wind. Net als water stroomt lucht van hoog naar laag en dat komt door de aantrekkingskracht van de aarde. De luchtdrukkolom boven ons hoofd is altijd wisselend. De druk is afhankelijk van de temperatuur van de lucht en de hoogte van de luchtkolom.

 

Warme lucht zet uit en daar ontstaat een hogere luchtkolom. Boven in die kolom wordt de druk hoger dan in de koudere kolom op dezelfde hoogte. Er stroomt lucht van de hoge warme kolom naar de lagere koude kolom. De druk onder in de warme kolom daalt en stijgt in de koude kolom. Bij het warme aardoppervlak ontstaat daardoor een gebied met lagere druk en er stroomt lucht van de koude kolom over het aardoppervlak naar de  warme kolom.

Drukgradiënt
Op een weerkaart worden gebieden met dezelfde luchtdruk weergegeven door isobaren (de blauwe lijnen op de weerkaart).

Wind ontstaat door een verschil in luchtdruk tussen een hoge en een lage drukgebied. De sterkte van de wind zal afhangen van de drukgradiënt, de mate van luchtdrukverandering over een afstand. Op deze weerkaart van het KNMI zie je linksboven de isobaren dicht bij elkaar liggen. Wanneer de isobaren dicht bij elkaar liggen dan is daar de drukgradiënt hoog en waait het hard. Liggen de isobaren ver uit elkaar dan is daar de wind zwak. Bij hogedrukgebieden liggen de isobaren ver uit elkaar en is de wind zwak. 

Corioliskracht
Het corioliseffect verklaart de afbuiging van de baan van een voorwerp dat beweegt in een roterend systeem.  De lucht stroomt van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied. Je zou verwachten dat de lucht, net als de trein op de afbeelding hieronder, rechtstreeks van het hogedrukgebied naar het lage drukgebied zou stromen, maar dit is niet het geval. Als de trein zich dicht bij de noordpool bevindt, dan beschrijft hij, door de draaiing van de aarde, in 24 uur maar een klein cirkeltje rond de aardas. Bij de evenaar legt hij in een etmaal 40.000 km af. Als de trein van de pool naar de evenaar gaat (dus van noord naar zuid), dan beweegt hij, door de draaiing van de aarde, tevens steeds sneller van west naar oost en die versnelling kost kracht. Die zijwaartse kracht van west naar oost op de trein wordt door de rails opgevangen en daardoor gaat de trein toch rechtstreeks naar het zuiden. 

De bovenbeschreven zijwaartse kracht werkt ook op de luchtbewegingen boven het aardoppervlak. Hierbij is er echter geen tegenkracht, zoals bij de trein, die de luchtbewegingen op koers houden. Lucht die van Noord naar Zuid of van Zuid naar Noord stroomt, zal daardoor ook van West naar Oost gaan stromen. Dit noemt men het Corioliseffect en de kracht die de richtingsafwijking doet ontstaan heet de Corioliskracht. Het Corioliseffect is het sterkste bij de polen en is nihil op de evenaar. Op het noordelijk halfrond krijgt de luchtstroming daardoor een afwijking naar rechts en op het zuidelijk halfrond krijgt de luchtstroming een afwijking naar links.

De Nederlandse meteoroloog Buys Ballot omschreef dit verschijnsel als volgt: Sta je op het noordelijk halfrond met de rug naar de wind, dan bevindt een hogedrukgebied zich rechts van je en een lagedrukgebied links.

Dit model laat de afwijking naar rechts zien als de lucht van de polen naar het zuiden stroomt. In werkelijkheid stroomt de koude lucht van het noorden niet in een keer door naar de evenaar, maar stuit die lucht bij de 60e breedtegraad op de warme lucht die van de subtropen komt (zie 3.2.3 Windcirculatie rondom de aarde).

Geostrofische wind
Een pakketje lucht dat bij een hogedrukgebied in beweging komt, wil van een hoge- naar een lagedrukgebied stromen. Zodra dit pakketje lucht als gevolg van de luchtgradiënt begint te stromen, wordt het door de Corioliskracht afgebogen en volgt op den duur de isobaren. Zo ontstaat een geostrofische wind.

Op de tekening zie je dat bij A een pakketje lucht in beweging komt. Door de drukgradiënt P (pressure) begint het van 1005 hPa in de richting van 1000 hPa te stromen. Zodra de beweging begonnen is ondervindt het pakketje door de Corioliskracht (C) een afwijking naar rechts. Ondertussen neemt de snelheid (V) toe en de baan van het luchtpakketje gaat steeds meer naar rechts totdat er een evenwichtssituatie tussen drukgradiënt en Corioliskracht ontstaat en het pakketje lucht vrijwel gelijk aan de isobaren stroomt.

Als er een evenwichtssituatie is ontstaan tussen de luchtdrukgradiëntkracht die naar het lagedrukcentrum is gericht en de corioliskracht, die precies de tegenovergestelde kant op wijst, dan is er sprake van een geostrofische wind (2 op de afbeelding hierboven). Op het noordelijk halfrond draait de wind rond een hogedrukgebied met de klok mee en rond een lagedrukgebied tegen de klok in. Op het zuidelijk halfrond is de draaiing precies omgekeerd, dus rond een hogedrukgebied tegen de klok in en rond een lagedrukgebied met de klok mee.

Invloed grondoppervlak op windrichting en kracht
In de onderste 1000 meter (3 op de afbeelding hierboven) is niet meer sprake van een geostrofische wind. Hier wordt de lucht door wrijving met de aarde afgeremd. Door de wrijvingskracht bij het aardoppervlak wordt de corioliskracht kleiner en stroomt de lucht van het hogedrukgebied meer in de richting van het lagedrukgebied.

De wrijving is afhankelijk van het soort aardoppervlak. Een wateroppervlak of vlakke weilanden geven minder wrijving dan een ruig gebied met bergen of obstakels, Door de wrijving neemt de wind af en wordt de corioliskracht kleiner met als gevolg dat de stromingsrichting verandert. De grondwind buigt minder af naar rechts.

Afb. komt van www.keesfloor.nl 

De wrijving speelt zich alleen af in de onderste 1000 m van de dampkring. Hoe hoger je komt, hoe geringer de wrijving. De wind ruimt op het noordelijk halfrond met de hoogte (gaat met de klok mee). Wanneer je bij het KNMI-weerbericht voor de luchtvaart naar de hoogtewinden bekijkt, dan zie je dat met de hoogte de wind meestal ruimt en toeneemt in kracht. 

De effecten van convergentie en divergentie
In een hogedrukgebied komt de lucht van boven binnen, draait rechtsom en stroomt over de grond uit naar het lagedrukgebied.

Op de afbeelding zie je links een hogerukgebied en een paar honderd kilometer verderop is een lagedrukgebied. Bij een lagedrukgebied stroomt de lucht van de grond af binnen en stroomt bovenin uit. De omhoog gaande wind neemt stof, rook en vervuiling mee omhoog en het zicht is goed.

Boven in een hogedrukgebied stroomt de lucht gelijk aan de isobaren. De lucht daalt heel geleidelijk en neemt stof en roetdeeltjes mee omlaag. Bij de grond is de wind heel zwak en in grote steden ontstaat smog omdat rook en stof blijven hangen.

In de onderste kilometer stroomt de lucht door wrijving met het aardoppervlak vooral boven land naar buiten (divergentie). Een hogedrukgebied stroomt (op het noordelijk halfrond) met de klok mee. Dit er uitstromen noemen we divergeren.

Bij een lagedrukgebied stroomt in de onderste kilometer de lucht het lagedrukgebied binnen (convergentie). Een lagedrukgebied zal hierdoor geleidelijk opvullen. Dit gebeurt tegen de wijzers van de klok in en we noemen dat convergeren.

Op deze site kun je duidelijk zien waar zich op dit moment de kern van een lage drukgebied bevindt en hoe de wind daarnaar toe buigt. Zie: https://earth.nullschool.net/

3.2.3 WINDCIRCULATIE RONDOM DE AARDE

  • Algemene circulatie van de wind rondom de aarde

Bij de evenaar wordt de aarde het sterkst verwarmd. De warme lucht stijgt daar op tot de tropopauze. In de stratosfeer neemt de temperatuur van de lucht toe met de hoogte. Daar kan de lucht niet verder stijgen. De stratosfeer werkt als het plafond boven de troposfeer.

Wanneer de aarde niet zou draaien dan zou de luchtcirculatie gelijk zijn aan die op de afbeelding. Bij de evenaar gaat de warme lucht omhoog, door de stratosfeer (het deksel boven de troposfeer) buigt de stroming af naar de polen en vanaf de polen stroomt koude lucht over het aardoppervlak weer naar de evenaar.

In werkelijkheid gaat de lucht niet in één keer rechtstreeks naar de polen en weer terug maar in drie cellen. De algemene circulatie van de lucht gedraagt zich ongeveer zoals op deze afbeelding is weergegeven. Op aarde zijn gebieden met vrijwel permanent hogedrukgebieden en gebieden waar steeds een lage druk heerst. Bij de evenaar heerst een lagedrukgebied en bij de subtropen (30-ste breedtegraad) waar de lucht die van de tropen komt daalt, heerst permanent een hogedrukgebied. Door de wisseling van de seizoenen verschuiven deze zones.

In de eerste cel (tropische cel) gaat de lucht bij de evenaar omhoog, daalt bij de 30 ste breedtegraad en gaat vandaar als passaatwind (overheersende wind bij de tropen) terug naar de evenaar, terwijl een gedeelte richting de zestigste breedtegraad gaat.

In de derde cel (polaire cel) gaat de wind van de polen (hogedrukgebied) naar de zestigste breedtegraad (lagedrukgebied). Bij de zestigste breedtegraad gebeurt het volgende: Koude lucht van de polen stroomt naar de zestigste breedtegraad en botst daar op warme vochtige tropische lucht. Er wordt van twee kanten lucht aangevoerd en daar waar de lucht op elkaar botst, wordt de lucht omhoog gedrukt. Een deel stroomt terug naar de pool en ander deel gaat richting de evenaar. Zo wordt de tweede cel (cel op gemiddelde breedte) gevormd. Zie schooltv-filmpje algemene luchtstroom.

Het lage drukgebied bij de 60 ste breedtegraad heet het polaire front. Deze frontzone ligt niet het hele jaar precies op dezelfde plaats. Door de wisseling van de seizoenen en door de invloed van hoge bergen zoals de Rocky Mountains verschuift dit front en dat heeft invloed op het weer bij ons.

In de buurt van het polaire front waait op een hoogte van zo'n 10 kilometer een zeer sterke wind van west naar oost. De wind heeft daar een snelheid van meer dan 100 km/h. Dit wordt de straalstroom genoemd en deze is van grote invloed op het weer in Nederland. De straalstroom wordt gevormd langs de grenzen van 2 luchtmassa's met verschillende temperatuur. De straalstroom die een paar honderd kilometer breed is gaat kronkelend van west naar oost (zie de afbeelding hierboven). Wanneer hij op Nederland gericht is, dan voert hij depressies met warmte- en koufronten aan in onze richting. Op de afbeelding zie je een tweede minder belangrijke straalstroom dichter bij de evenaar. De twee straalstromen van het zuidelijk halfrond zijn niet afgebeeld. 

3.2.4 LOKALE WINDEN

  • Anabatische en katabatische winden (dalwind en bergwind)
  • Venturi-effecten,
  • Land- en zeewind

Anabatische en katabatische winden (dalwind en bergwind)
In de bergen warmen de hellingen waar de zon loodrecht op schijnt het eerst op. Die warmte wordt afgegeven aan de luchtlaag vlak boven de helling. Wanneer daar de thermiek los komt en de lucht gaat stijgen, dan wordt er vanuit het dal lucht aangevoerd die bij de helling omhoog gaat. Dit wordt een anabatische (opstijgende) wind (of dalwind) genoemd. Deze wind kan haaks op de wind boven de bergen staan. 

Afbeelding uit video: Wolken, Wind und Thermik (zie 3.3)

’s Nachts zal de lucht in het dal afkoelen, zwaarder worden en naar beneden stromen. Er ontstaat een windstroming bergafwaarts, die katabatische wind (of bergwind) genoemd wordt. Deze afdalende stroming ontstaat het eerst op oostelijke hellingen waar de zon al een tijd niet meer op schijnt. 

Hellingstijgwind
In de bergen wordt de heersende wind door de bergen gedwongen om omhoog te gaan. Aan de windzijde ontstaat hellingstijgwind en aan de lijzijde stroomt de wind weer omlaag.

Door aan de windzijde (loefzijde) bij de helling van de berg langs te vliegen, kan een zweefvliegtuig gebruik maken van dit stijgen. Aan de lijzijde moet je niet komen. Je treft daar dalende lucht en turbulentie aan. want daar kan de luchtstroom de helling van de berg vaak niet volgen en wordt turbulent. Bij krachtige wind kunnen daar sterke wervels ontstaan. 

Wordt de berghelling van opzij door de wind aangeblazen dan moet je de bergkommen zoeken waar de wind omhoog geduwd wordt. De hoogte tot waar het stijgen bij de helling boven de berg door gaat, heet de invloedshoogte. De hoogte hangt af van de helling, de windsterkte en de richting van de wind op de helling. . 

Venturi-effecten

Op de afbeelding zie je dat boven de berg de lijnen van de stromende lucht het dichtst bij elkaar liggen. De windsterkte is daar aanmerkelijk groter dan een eind voor of na de bergtop. Door de berghelling ontstaat een venturi-effect. Een nauwe doorgang waar de doorstroming van de lucht het grootst is. Ook bij een bergpas met een vernauwing treedt het venturi-effect op en daar waait het aanmerkelijk harder.

Land en zeewind
In warme lucht bewegen de moleculen sneller. De lucht heeft meer ruimte nodig. Warme lucht zet uit, wordt lichter en stijgt. Daar ontstaat een hogere luchtkolom. Bovenin de kolom warmere lucht is de druk op een bepaalde hoogte hoger dan in de koudere kolom ernaast op diezelfde hoogte. Er ontstaat een luchtdrukverschil en de luchtcirculatie begint. Wanneer er bovenin lucht van hoog naar laag stroomt dan neemt de druk onder in de koude kolom toe en neemt onder in de warme kolom af. Zo ontstaat de circulatie om de aarde, maar ook op kleinere schaal gebeurt dit. Het komt elk jaar een aantal keren voor dat bij mooi weer vliegveld Leeuwarden aan het eind van de middag te maken krijgt met koude zeewind waardoor de thermiek afgelopen is. We hebben dan te maken met zeewind.

Zeewind ontstaat in het voorjaar of zomers alleen bij geen of heel weinig wind en bij grote temperatuurverschillen tussen de temperatuur van de lucht boven land en de temperatuur van de lucht boven koud zeewater. Aan het eind van de middag, als de temperatuurverschillen het grootst zijn, stroomt de koude lucht van zee boven land en soms tot voorbij Leeuwarden. Zeewind is een matige wind. Krachtige wind ontstaat door invloed van veel grotere druksystemen. Zie ook 3.8.3.

 

3.2 5 GOLF

  • Ontstaan golf
  • Karakteristieke eigenschappen van golf

Net zoals een steen in een snel stromende beek een rij golven kan veroorzaken, zo ontstaat er soms in de bergen golf.

De gunstige condities voor het ontstaan van golf komen vooral in de herfst en het vroege voorjaar regelmatig voor.

Voorwaarden voor golf zijn:

  • een krachtige bovenwind vrijwel loodrecht op een bergketen;
  • een onstabiele onderste laag die niet ver boven de toppen uit mag komen;
  • gevolgd door een dikke stabiele laag waarin de windsnelheid met de hoogte toeneemt;
  • daarboven weer een onstabiele laag.

Aan de windzijde van een langgerekte bergrug wordt de wind gedwongen om tegen de berg op te stijgen. Stijgende lucht koelt af en daardoor vormt zich, bij voldoende luchtvochtigheid, de kamwolk (een stratusachtige wolk). Deze kamwolk lost aan de lijzijde weer op, doordat daar de lucht daalt en opwarmt. Daar ontstaat dan een gat in de bewolking, het föhngat. Achter de kam ontstaat de zgn. rotorwolk, met enorm stijgen en dalen. Daarin vliegen is zeer gevaarlijk, omdat de kans op overbelasting van het vliegtuig aanwezig is. Als de luchtvochtigheid groot genoeg is wordt de rotorwolk zichtbaar. Hij blijft op dezelfde plaats staan, daarboven bevindt zich de golf. Als de luchtvochtigheid niet groot genoeg is, dan is de rotor er wel, maar niet zichtbaar.

Om aansluiting te krijgen kun je je tot in het begin van de golf laten slepen. Als er golf staat is de onderste laag in de atmosfeer zeer turbulent. Je moet dus over een ruime sleepervaring beschikken. In de golf zelf is het stijgen krachtig en meestal heel stabiel.

Op de afbeelding is te zien dat vochtige luchtlagen op grote hoogte in de toppen van de golf zgn. lenticulariswolken (lensvormige wolken) kunnen vormen. De 'lenti's', rotorwolken en kamwolk veranderen niet van plaats. Zij vormen zich aan de windzijde en lossen aan de lijzijde op.

In de golf blijf je zoveel mogelijk op dezelfde plaats vliegen. Je bepaalt je positie t.o.v. 2 punten op de grond. Door met de neus in de wind je snelheid zo aan te passen dat je ten opzichte van deze punten niet van plaats verandert, blijf je in de golf 'staan'.

3.2.6 TURBULENTIE

  • Het ontstaan van turbulentie
  • Soorten turbulentie
  • Windgradiënt

Het ontstaan van turbulentie
Luchtwervelingen noemen we ook wel turbulentie. Wanneer je in een stromende beek stenen plaatst dan zie dat het water om en over de stenen heen stroomt. Voor een nauwe doorgang stroomt het even langzamer en tussen de stenen veel sneller.  Vlak achter de obstakels ontstaan soms draaikolken. Verder van de obstakels af begint het water weer rustiger te stromen. Ditzelfde verschijnsel doet zich ook in de lucht voor. Wanneer de wind over,  langs of tussen obstakels door waait dan vertraagt en versnelt de wind en vormt aan de lijzijde wervelingen. Ook bij thermiek kan door de dalende en stijgende lucht turbulentie ontstaan.

Turbulentie door bomen, gebouwen of bergen
Wanneer je over een bomenrij op het landingsveld aanvliegt, of aan de windzijde naast het landingsveld bomen of iets dergelijks hebt, moet je rekening houden met behoorlijke turbulentie. Het vliegtuig wil alle kanten uit bewegen en de windsnelheid varieert hier sterk. 

 
 Turbulentie (voor een grotere afbeeldingklik op de tekening).
 

Houd de snelheid extra goed in de gaten en ga sneller vliegen. In de luwte van de bomen neemt de windsnelheid soms flink af. Hoe harder het waait hoe heftiger de wervelingen worden. De kracht van de turbulentie neemt toe met het kwadraat van de windsnelheid. Als het twee keer zo hard waait is de turbulentie vier keer zo groot. 

 

Bij weinig wind gaat de luchtstroming met de helling omhoog en daalt aan de lijzijde. Bij meer wind kan de lucht de berghelling aan de lijzijde niet meer volgen en ontstaan er wervelingen. Bij een krachtige wind kan aan de lijzijde een rotor ontstaan (zie de afbeelding bij golf).

 

Een kom in een helling kan ook turbulentie veroorzaken. Bij een stevige wind ontstaat hier plotseling dalen en wegvallen van de snelheid. Daarom moet je langs berghellingen altijd met extra snelheid vliegen. 

 

Hoe steiler de helling en hoe sterker de wind, hoe groter de kans op turbulentie boven de top en op de plaats waar de helling met een knik omhoog gaat. De turbulentie kan hier nog weer versterkt worden als er op diezelfde plaatsen ook thermiek loskomt met stijgende en dalende lucht.

Turbulentie wordt ook veroorzaakt door de tipwervel van vliegtuigen. Vooral grote en zware vliegtuigen en helicopters veroorzaken heftige turbulentie. Je dient het gebied, waar ze net gevlogen hebben, gedurende een paar minuten te vermijden. 

Turbulentie door thermiek
Een opstijgende thermiekbel drukt de daar aanwezige lucht opzij waardoor wervelingen en snelheidsverschillen in de lucht ontstaan. De kern van een thermiekbel bestaat uit lucht die met verschillende snelheid opstijgt. Aan de rand van de bel tref je dalende lucht aan.

Wanneer je, zoals zweefvliegtuig 2 op de afbeelding, dwars door een bel heen vliegt dan krijg je eerst dalen, vervolgens stijgen en daarna weer dalen. Bij sterke thermiek kan de overgang van sterk dalen plotseling over gaan in stijgen en dan weer in flink dalen. Wanneer je schuin op een bel aanvliegt dan ondervindt soms één vleugel dalen en de andere stijgen. Zweefvliegers kunnen met deze vorm van turbulentie bijna altijd goed omgaan door bij sterke turbulentie de snelheid te verhogen waardoor het zweefvliegtuig beter bestuurbaar wordt. Bovendien weten ze dat waar sterk dalen zit moet ook behoorlijk stijgen zitten. Vooral bij thermieken boven een koeltoren moet de snelheid behoorlijk verhoogd worden, omdat de thermiek daar heel turbulent kan zijn. Bij onweersomstandigheden kan door het sterke stijgen en dalen zoveel turbulentie ontstaan dat vliegen gevaarlijk wordt (zie 3.9 Gevaarlijke vliegomstandigheden).   

Windgradiënt
Op 100 m hoogte kan het aanmerkelijk harder waaien dan op een paar meter vlak boven de grond. In de onderste meters neemt de windsnelheid sterk af doordat de wind door de grond afgeremd wordt. Dit verschijnsel heet windgradiënt. Dit betekent dat de vliegsnelheid van een landend zweefvliegtuig in dit gedeelte van de landing, door het snel teruglopen van de windsnelheid, vermindert. Dit kun je zien aan de snelheidsmeter, die immers de luchtsnelheid en niet de grondsnelheid aangeeft. Om dit op te vangen land je bij harde wind met extra snelheid, circa 10 à 15 km/u boven de normale landingssnelheid en houd je de snelheid extra goed in de gaten. Met harde wind land je bij voorkeur niet met vol kleppen, want dan wordt de baan (final) zeer steil, waardoor het inschatten van de juiste hoogte voor het afronden en de plaats van de landing erg moeilijk is.

 
 Windgradiënt (voor een grotereafbeelding klik hier).
Op het plaatje zie je:
1 Een windgradiënt in de onderste luchtlaag;
2 Een final met voldoende snelheid;
3 Een final met als fouten: 
  1. te weinig snelheid;
  2. niet meer op de snelheidsmeter gelet;
  3. te hoog begonnen met afronden.

 

Samenvatting:

  • Door temperatuurverschillen ontstaan drukverschillen en daardoor ontstaat wind.
  • Windkracht wordt uitgedrukt in de schaal van Beaufort. De luchtvaart gebruikt knopen (1 knoop = ongeveer 0,5 m/s = 1,8 km/h).
  • Met windrichting wordt aangegeven waar de wind vandaan komt. 18025/35 betekent: wind uit het zuiden met een gemiddelde van 25 knopen en uitschieters tot 35 knopen.
  • Door de grond wordt de wind afgeremd en krimpt de wind (verandert van richting tegen de wijzers van de klok in).
  • De windsterkte is afhankelijk van de drukgradiënt, de mate van luchtdrukverandering over een afstand. Wanneer de isobaren (lijnen van gelijke druk) dicht bij elkaar liggen dan is daar de drukgradiënt hoog en waait het hard.
  • Het Corioliseffect ontstaat door de draaisnelheid en draairichting van de aarde (van west naar oost). Door het corioliseffect heeft wind de neiging om van zijn koers af te drijven. Op het noordelijk halfrond naar rechts.
  • Wet Buys Ballot: De wind waait van een hogedruk naar een lagedruk en ondervindt op het noordelijk halfrond door de rotatie van de aardeeen afwijking naar rechts (op het zuidelijke halfrond naar links).  Sta je op het noordelijk halfrond met de rug naar de wind, dan bevindt een hogedrukgebied zich rechts van je en een lagedrukgebied links.
  • Als er een evenwichtssituatie is ontstaan tussen de luchtdrukgradiëntkracht die naar het lagedrukcentrum is gericht en de corioliskracht, die precies de tegenovergestelde kant op wijst, dan is er sprake van een geostrofische wind.
  • In de onderste 1000 m neemt de wind door wrijving met het aardoppervlak af en wordt de corioliskracht kleiner, de grondwind buigt minder af naar rechts.
  • Bij een lagedrukgebied stroomt de lucht van de grond af binnen (convergeren) en stroomt bovenin eruit. Het zicht is goed.
  • Bij een hogedrukgebied stroomt de lucht bovenin binnen en op het noordelijk halfrond met de klok mee omlaag. Onderin stroomt de lucht eruit (divergeren).
  • De algemene luchtcirculatie om de aarde vindt plaats in drie zones. In de eerste zone gaat de lucht bij de evenaar omhoog, daalt bij de 30 ste breedtegraad en gaat terug naar de evenaar, terwijl een gedeelte richting de zestigste breedtegraad gaat. In de derde zone gaat de wind van de polen (hogedrukgebied) naar de zestigste breedtegraad (lagedrukgebied), botst daar op warme vochtige tropische lucht en wordt de lucht omhoog gedrukt. Een deel stroomt terug naar de pool en ander deel gaat richting de evenaar. Zo wordt de tweede zone gevormd.
  • Anabatische wind (dalwind) ontstaat doordat de zon de berghelling verwarmt. Daar ontstaat thermiek en vanuit het dal stroomt wind de berg op.  's Avonds en 's nachts koelen de hellingen af, de lucht wordt kouder (zwaarder) en stroomt van de berg naar het dal. Dit heet katabatische wind (bergwind).
  • In de bergen wordt de heersende wind door de bergen gedwongen om omhoog te gaan. Aan de windzijde ontstaat hellingstijgwind. De hoogte tot waar het stijgen boven de berg doorgaat, heet deinvloedshoogte. Door het venturi-effect is de windsterkte daar aanmerkelijk groter dan een eind voor of na de bergtop. 
  • Zeewind ontstaat bij geen of heel weinig wind en bij grote temperatuurverschillen tussen de land en koud zeewater. Warme lucht boven het land stijgt op en stroomt richting de zee en koude lucht van zee waait naar het land.
  • Lenti's (lensvormige wolken) geven aan dat er golf staat. Vaak vormt zich bij de bergtop een kamwolk, en aan de lijzijde waar het heel turbulent is rotorwolken. Voorwaarden voor golf zijn: 

    - een krachtige bovenwind vrijwel loodrecht op een bergketen;
    - een onstabiele onderste laag die niet ver boven de toppen uit mag komen;
    - gevolgd door een dikke stabiele laag waarin de windsnelheid met de hoogte toeneemt;
    - daarboven weer een onstabiele laag.

  • Gebouwen, bomen en bergen kunnen voor turbulentie zorgen. Als het twee keer zo hard waait is het vier keer zo turbulent. Je moet sneller vliegen om het zweefvliegtuig bestuurbaar te houden. Dit geldt ook voor turbulente thermiek (bijvoorbeeld in de bergen en boven koeltorens).

  • In de onderste meters neemt de windsnelheid soms sterk af doordat de wind door de grond afgeremd wordt. Dit verschijnsel heet windgradiënt en dat vang je op door een hogere landingssnelheid aan te houden.