Weer (meteorologie)

'n Donderstorm iewers naby die Madeiraeilande.

Weer is die toestand van die atmosfeer, tot die mate wat dit warm of koud, nat of droog, kalm of stormagtig, oopgetrek of bewolk is. Die meeste weerverskynsels kom voor binne die troposfeer net onder die stratosfeer. Weer verwys, in die algemeen, na dag-tot-dag temperature en neerslae, terwyl klimaat die term is vir die gemiddelde atmosferiese toestand oor langer tydsperiodes. Wanneer dit in die algemeen gebruik word, verwys "weer" gewoonlik na die weer op Aarde.

Die dryfkrag agter weer is merendeels digtheidsverskille (temperatuur en vog) tussen verskillende plekke. Hierdie verskille kan voorkom as gevolg van die hoek wat sonstrale die aarde se atmosfeer inval by 'n bepaalde plek, wat wissel by die lengtegrade vanaf die trope. Die sterk temperatuurverskille tussen die pole en tropiese lug veroorsaak die vorming van straalstrome.

Weerstelsels in die middelbreedtegraadliggings, soos ekstratropiese siklone, word veroorsaak deur onstabiliteite van die straalstroomvloei. Omdat die aardas gekantel is relatief tot sy orbitaalvlak, val sonlig die Aarde se atmosfeer binne op verskillende hoeke by verskillende tye van die jaar. Op die aardoppervlak wissel temperature gewoonlik met ±40 °C per jaar. Die verandering van die Aarde se wentelbaan oor millennia het 'n invloed op die hoeveelheid en verspreiding sonenergie wat deur die aarde ontvang word, en ook op die langtermyn klimaat en globale klimaatsverandering.

Temperatuurverskille van die aardoppervlak veroorsaak drukverskille. Hoërliggende plekke is koeler as laerliggende plekke as gevolg van verskille in verwarming. Weervoorspelling is die toepassing van wetenskap en tegnologie om die toestande van die atmosfeer vir 'n toekomstige tyd en 'n spesifieke plek te voorspel. Die atmosfeer is 'n chaotiese stelsel, dus klein veranderinge in die een deel van die stelsel kan groei 'n groot invloed op die stelsel as geheel. Regdeur mensegeskiedenis was daar pogings van die mensdom om weer te beheer, en daar is al bewys dat menslike aktiwiteite, soos landbou en industrie, per ongeluk weerpatrone verander het.

Deur die weer op ander planete te studeer is nuttig vir die begrip van hoe die weer op aarde werk. 'n Bekende landmerk in die Sonnestelsel, Jupiter se Groot Rooi Vlek, is 'n antisikloniese storm wat vir ten minste 300 jaar al woed. Dit is egter weer nie beperk tot planetêre liggame nie. Die Son se korona word voortdurend in die ruimte verloor, wat in wese 'n baie dun atmosfeer in die hele Sonnestelsel skep. Die beweging van massa soos dit uit die Son gewerp word staan bekend as 'n sonwind.

Inleiding

Weer kan beskryf word as die toestand van die atmosfeer op ʼn gegewe oomblik en plek, en daar word dikwels gepraat van die daaglikse weerverskynsels, wat op die veranderlikheid daarvan dui. Die gemiddelde weersomstandighede van 'n gebied oor die lang termyn staan bekend as die klimaat van die gebied. Weerverskynsels word hoofsaaklik in die onderste laag van die atmosfeer, die troposfeer, aangetref en die belangrikste faktore by weersontwikkeling is die lugbeweging (windrigting, windsnelheid), wat regstreeks verband hou met atmosferiese drukverskille.

Hierdie drukverskille ontstaan as gevolg van oneweredige verwarming van die aarde, wat temperatuurverskille tot gevolg het. 'n Ander belangrike faktor by weersontwikkeling is die voggehalte van die lug. Hoewel die son verantwoordelik is vir die verwarming van die aarde, word slegs 'n baie klein gedeelte van die sonenergie direk deur die atmosfeer opgeneem. Sonenergie word hoofsaaklik in kort golwe uitgestraal en dan eers deur die aarde opgeneem, waarna dit in lang golwe (infrarooi strale) aan die atmosfeer (waterdamp, osoon, koolsuurgas, ensovoorts) beskikbaar gestel word.

Hierdeur is die aarde in werklikheid die bron waarmee sy eie atmosfeer verwarm word en waarin die verskillende weerstoestande tot uiting kom. Die aarde ontvang nie op alle plekke ewe veel energie (sonstraling) van die son nie en kan daarom ook nie oral ewe veel energie (warmte) aan die atmosfeer oordra nie. Om hierdie rede is daar 'n warmte-oorskot by die warm trope, waar die sonstrale feitlik loodreg op die aardoppervlak inval, en ʼn warmte tekort by die pole, waar die sonstrale die oppervlak onder ʼn skuins hoek tref.

Die herstel van hierdie wanbalans (die invoer van warmte na koue gebiede en andersom) is die beginsel waarop lugsirkulasiepatrone en ook die weerstoestande berus. As hierdie lug nie voortdurend beweeg het om die temperatuurgradiënt te verminder nie, sou die temperatuur van die pole in hul winters tot absolute nulpunt daal, terwyl die trope steeds warmer sou geword het.

Eienskappe van lug

Die troposfeer bestaan uit 'n aantal gasse wat gesamentlik as lug bekend staan en wat aan die gaswette onderhewig is. Lug oefen in alle rigtings druk uit en die lugdruk wat op die aarde gemeet word, is eintlik 'n aanduiding van die massa van die lug.

Wanneer lug verhit word, neem die digtheid daarvan af en koue lug is gevolglik digter en swaarder as warm lug. Net so is vogtige lug ligter as droë lug. Lug is saampersbaar, en omdat hoër luglae druk op laer luglae uitoefen, is die digtheid van lug by die oppervlak van die aarde hoër as hoër op. Die afname in druk met hoogte is nie eweredig nie, maar ongeveer 1/30 van die vorige druklesing met elke 275 m styging in hoogte. Op 'n hoogte van 5 500 m is die lugdruk ongeveer die helfte van die druk by seevlak.

Horisontale lugdrukverskille kan ook voorkom as gevolg van verskille in temperatuur, wat weer hul oorsprong by die onegalige verhitting van die atmosfeer het, asook vanweë verskille in voggehalte. Land absorbeer hitte vinnig en gee dit deur geleiding weer vinnig aan die atmosfeer af. Water kan egter groot hoeveelhede warmte absorbeer sonder noemenswaardige temperatuurverhoging, en die warmte word deur konveksie versprei. Water gee ook warmte stadig af.

Gevolglik word groot verskille in temperatuur en voggehalte tussen die lug oor land en die lug oor water (see) aangetref. Die bronne van lugvog is water wat vanaf oop oppervlakke verdamp en transpirasiewater van plante. Die lug oor woestyne is dus heelwat droër as die lug oor tropiese woude en die see. As lug styg, verminder die digtheid daarvan en dit koel af. Hierdie adiabatiese afkoeling (sonder die in of uitvoer van warmte) beloop by droë lug ongeveer 1 °C per 100 m.

Wanneer hierdie stygende lug ʼn sekere temperatuur bereik, begin die waterdamp daarin kondenseer, en daardie temperatuur staan bekend as die doupunttemperatuur. Lugdruk word op kaarte aangedui met behulp van isobare, met ander woorde lyne wat punte van gelyke druk met mekaar verbind.

Eenhede van lugdruk

Normale lugdruk is 1 033 gm/cm² (by 0 °C, seevlak en 45° SB of NB). ʼn Algemene metode waarvolgens lugdruk gemeet word, is deur middel van 'n kwikkolom. By bogenoemde standaardtoestande word die lugdruk in die kwikkolom aangedui as 760 mm kwik, of in die Amerikaanse en Britse stelsels 29,92 duim kwik. Vandag word 'n spesiale drukeenheid, bekend as die millibar, egter deur weerkundiges verkies en die druk by seevlak is 1 013,2 millibar.

Wind

Wind is lug wat relatief tot die aarde beweeg en dit word op 3 basiese maniere gemeet. Oppervlakwinde (onder 35 km) word gemeet deur middel van anemometers wat op torings van 10 m hoog opgerig word, verkieslik op 'n oop terrein. Vanweë obstruksies oorskry windsnelhede in die binneland selde 25 m/s (ongeveer 50 knope), en indien wel, word dit as 'n stormwind geklassifiseer. Snelhede van tot 60 m/s (120 knope) is egter reeds in orkane aangeteken en groter snelhede kan selfs in tornado's bereik word.

Windsnelhede is oor die algemeen hoër oor die see as oor ruwe landskappe. Die gedrag van hoër oppervlakwinde word meestal met behulp van radiosondes (ballonne wat met radiosenders toegerus is) waargeneem. Die laag wat tussen 35 en 65 km bo die oppervlak van die aarde geleë is, word waargeneem deur middel van klein vuurpyle wat na die bokant van die laag gestuur word, waar hulle instrumente vrylaat wat met behulp van valskerms na die laer lae kan daal.

Normaalweg word daar tussen 3 soorte lugbewegings onderskei, naamlik sonale vloei (wes-oos en oos-wes), meridionale vloei (noordwaarts of suidwaarts) en vertikale lugvloei (gewoonlik klein in verhouding tot die ander).

Lugdinamika

Corioliseffek

'n Defleksie-effek as gevolg van die rotasie van die aarde, bekend as die corioliseffek, is by die bepaling van windrigting net so belangrik as temperatuur- en drukverskille. Enige voorwerp (insluitende lug) wat noord- of suidwaarts beweeg, ondergaan 'n skynbare defleksie na regs in die Noordelike Halfrond en na links in die Suidelike Halfrond. Alle bewegingsrigtings behalwe suiwer oos of wes word in mindere of meerdere mate deur hierdie effek beïnvloed.

Die basiese redes vir die corioliseffek is dat die aarde ooswaarts draai en dat die hoeksnelheid van die aarde 'n funksie is van die breedtegraad, met ander woorde by die ewenaar is dit baie hoog, maar by die pole is dit zero. As 'n voorwerp van die ewenaar af na 'n suidelike teiken geskiet word, beweeg dit aanvanklik teen ʼn vinniger oostelike hoeksnelheid as die teiken en dit land gevolglik oos van die teiken (met ander woorde dit het links beweeg as in die bewegingsrigting van die voorwerp gekyk word).

Net so, as 'n voorwerp van die Suidpool af na die ewenaar geskiet word, het dit aanvanklik geen hoeksnelheid nie, terwyl die teiken op die ewenaar 'n hoe hoeksnelheid het en dus letterlik onder die voorwerp uitbeweeg. Die gevolg is dat die voorwerp weer links van die teiken val. Die teenoorgestelde situasie word in die Noordelike Halfrond aangetref, sodat die defleksie daar altyd na regs is. Een van die gevolge van die corioliseffek is dat lug, in plaas van direk na 'n laedrukgebied te beweeg, spiraalvormig om 'n laedrukgebied beweeg, byna parallel met die isobare.

Primêre sirkulasie

Primêre sirkulasie is die lugbewegings wat direk aan die temperatuur- en drukgradiënt tussen die trope en die pole toegeskryf kan word. Die verhitting van die aarde by die ewenaar veroorsaak vanweë straling en geleiding verhitting van die onderste laag van die troposfeer. Hierdie warm lug sit uit, waardeur die digtheid daarvan afneem, en dit styg. Die digte plantegroei van hierdie gebiede gee groot hoeveelhede transpirasievog aan die lug af en die voggehalte van hierdie warm, stygende lug is dus hoog.

Namate die lug styg, verminder die druk daarvan, dit sit uit en koel af sodat ʼn deel van die vog daarin tot wolke en reën kondenseer. Hierdie verskynsel is verantwoordelik vir die hoë reënval in die trope. Wanneer waterdamp kondenseer, word die latente warmte van verdamping (die energie wat oorspronklik vir die verdamping daarvan nodig was) vrygestel sodat die lug verder verwarm word en nog verder styg. Op dieselfde manier kom verdere reën vry totdat die lug uiteindelik byna droog is.

Die gedeeltelik afgekoelde, droë lug vloei nou hoog in die troposfeer (10 tot 15 km) in die rigting van die pole en verloor nog deur uitstraling verdere warmte aan die ruimte. Oor ongeveer die 30e breedtegrade sak hierdie lug af en word dit deur saampersing en verhoging van die druk weer verhit. Die afsakking van hierdie relatief warm, droë lug is verantwoordelik vir die subtropiese hoëdrukgordels wat permanent in hierdie wêrelddele aanwesig is en onder meer vir die woestyne in hierdie wêrelddele verantwoordelik is.

Om die sirkel te voltooi, vloei baie van die lug oor die oppervlak van die aarde terug na die ewenaar. Teen die tyd dat dit die ewenaar bereik, het die lug weer heelwat warmte en vog opgeneem en styg dit weer. Hierdie sikliese lugbewegings staan bekend as Hadley-selle. Soortgelyke Hadley-selle kom langs die pole voor, maar aangesien die temperatuur- en drukverskille soveel minder is as in die omgewing van die ewenaar, is hierdie selle baie swakker ontwikkel.

Die polêre Hadley-selle is verantwoordelik vir 'n hoëdrukstelsel oor die pole (afwaartse lugbeweging) en die subpolêre laedrukstelsels (stygende lugbewegings) op ongeveer 60° SB en NB. Daar is lank aangeneem dat soortgelyke Hadley-selle tussen die tropiese en polêre selle voorkom, maar onlangs is aangetoon dat indien sulke selle wel voorkom, hulle baie swak ontwikkel is. Die energievloei na die pole vind grotendeels plaas deur horisontale, sirkelvormige bewegings wat deur die subtropiese hoëdrukstelsel veroorsaak word.

Wanneer die warm, subtropiese lug egter met die koue, polêre lug in aanraking kom, beweeg dit oor die koue lug na bo. Hierdie kontakgebied tussen die koue en warm lug staan bekend as die polêre fronte en dit is die gebied waar die meeste siklone (laedrukstelsels) ontstaan. Namate die warm lug hoër en na die pole te beweeg, koel dit af en die waterdamp daarin kondenseer sodat bewolkte, reënerige toestande algemeen oor die subpolêre laedrukgebiede aangetref word.

Lug wat van die subtropiese hoëdrukgebiede af na die trope vloei, word deur die corioliseffek na links (Suidelike Halfrond) en regs (Noordelike Halfrond) gedeflekteer, en hierdie betreklik konstante suidoostelike (Suidelike Halfrond) en noordoostelike (Noordelike Halfrond) winde staan bekend as die passaatwinde. Hulle waai min of meer tussen die breedtegrade 5 en 35. Rondom die ewenaar konvergeer hierdie passaatwinde en vorm die intertropiese konvergensiesone (ITKS). Die ITKS kan as die ewenaar van die atmosfeer beskou word en beweeg van seisoen tot seisoen heen en weer oor die ewenaar.

Siklone, polêre fronte en antisiklone

Siklone en antisiklone is spiraalvormige lugbewegingstelsels wat vir die meeste weerpatrone oor die aarde verantwoordelik is. Siklone ontstaan om laedrukselle waar die lug styg en lug na die laedruksel toe beweeg (konvergeer). Die corioliseffek veroorsaak dat die inbewegende lug voortdurend na links gedeflekteer word (Suidelike Halfrond) en sodoende kloksgewys om die laedruksel beweeg. In die Noordelike Halfrond is siklone antikloksgewys omdat die coriolisdefleksie daar na regs is.

By antisiklone, wat deur hoëdrukselle veroorsaak word, beweeg lug af- en uitwaarts. Die lugbeweging is dus in die teenoorgestelde rigting as by siklone, met die gevolg dat die lugbeweging antikloksgewys (Suidelike Halfrond) om die hoëdruksel is. Siklone staan ook bekend as laedrukstelsels of depressies en antisiklone as hoëdrukstelsels. Verreweg die meeste siklone word rondom die polêre fronte in die middelbreedtes gevorm en hul deursnee wissel van kleiner as 1 000 km tot ongeveer 4 000 km. In die trope (10 tot 15° SB en NB) word dikwels kleiner siklone (100 tot 500 km in deursnee) aangetref wat teen ʼn groter snelheid beweeg as die buitetropiese siklone.

Hulle ontstaan ook anders as die buitetropiese siklone. Wanneer daar stormsterkwinde met hierdie siklone gepaard gaan, soos dikwels die geval is, staan die siklone bekend as tifone of orkane. Siklone ontstaan deurdat lug styg, naby die oppervlak van die aarde konvergeer (na 'n punt toe vloei) en op 'n hoogte van ongeveer 8 tot 10 km weer divergeer (wegvloei). Tydens die opstyging van die lug koel dit af, kondensasie vind plaas en wolke en reën ontstaan.

Die siklone roteer aanvanklik saam met die aarde, maar namate die lug styg, neem die deursnee daarvan af en hul bewegingsnelheid toe sodat hulle in die middelbreedtes van wes na oos beweeg. Die lugdruk bo die pole val vinniger met hoogte as bo die ewenaar sodat die drukverskil tussen die pole en die ewenaar gevolglik bo groter is as onder. Vanweë hierdie drukverskil is die windsnelheid op 'n hoogte van ongeveer 8 tot 10 km ook hoër as by die oppervlak van die aarde.

Die algemene westelike winde van die middelbreedtes is betreklik onreëlmatig en op plekke is daar groot temperatuurverskille, waardeur die verskil in windsnelheid tussen die lug naby die oppervlak en die hoë lug nog groter is en daar gevolglik ʼn groot kans op opwaartse lugbeweging is. Dit is hierdie versteurings wat aan die meeste siklone oorsprong gee. Die lugdrukgradiënt van die siklone van die middelbreedtes is swak, sodat die windsnelheid ook gering is.

Hulle kom deur die jaar voor en gaan gewoonlik gepaard met reën, meestal in die vorm van sagte, ligte buie. Die meeste siklone beweeg baie ver voordat hulle uiteindelik weer verdwyn. Die presiese redes vir die ontstaan van tropiese siklone is nog nie heeltemal bekend nie, maar dit hang nou saam met die voortdurend stygende lug in daardie gebiede. 'n Tipiese gevolg van 'n versteuring op 'n polêre front is dat 'n knak in die front ontstaan en 'n afsonderlike warm front en 'n koue front 'n hoek met mekaar vorm.

Die gebiede direk agter die koue front en voor die warm front is meestal dig bewolk en reënerig. Terwyl die geheel voortdurend in ʼn oostelike of noordoostelike rigting voortbeweeg, word die hoek tussen die warm en die koue front al hoe kleiner en hulle begin van die punt af saamsmelt om 'n okklusie te vorm. Uiteindelik word die temperatuurverskil heeltemal opgehef. Antisiklone ontstaan grotendeels uit die afwaarts bewegende lug, wat kompenseer vir die opwaarts bewegende lug van die siklone, meestal in die koue lug agter die laedrukstelsels.

Hierdie antisiklone staan bekend as koue antisiklone, maar deur saampersing van die lug word hulle geleidelik verwarm en na 'n paar dae, wanneer hulle van ʼn hoogte van ongeveer 8 km na ʼn hoogte van 2 tot 5 km afbeweeg het, staan hulle bekend as warm antisiklone. Hierdie antisiklone het weinig invloed op die lug naby die oppervlak van die aarde. Warm antisiklone beweeg stadiger as siklone, weg van die siklone af en versmelt dikwels met die subtropiese hoëdrukstelsels. Hulle is ook dikwels verantwoordelik vir die divergering van laedrukstelsels en die blokkering van die westewinde van die middelbreedtes.

Die verwarming van die lug as gevolg van die afwaartse beweging by antisiklone veroorsaak meestal dat enige wolke wat aanwesig is, verdwyn. In die winter koel die grond en die onderste troposfeer egter dikwels genoeg af om mis te vorm, maar daar is selde genoeg water aanwesig vir reën. Ook wanneer hoëdrukstelsels oor die see aanwesig is, kan die eerste kilometer van die troposfeer water uit die see opneem en wolke gevorm word.

Oor die algemeen veroorsaak hoëdrukstelsels in die somer dus mooi weer, terwyl hulle in die winter tot mis of lae wolke kan aanleiding gee. Die permanente beweging van die tropiese lug suidwaarts en die afsakking daarvan oor ongeveer 30° SB en NB veroorsaak permanente subtropiese hoëdrukgordels oor hierdie breedtegrade, wat die vorm van antisiklone aanneem. Hierdie antisiklone is meestal reg deur die jaar oor die see aanwesig, terwyl hulle veral in die winters oor die kontinente beweeg.

Die breedtegrade 30° SB en NB was vroeër onder skeepvaarders as die perdebreedtes bekend. Daar is naamlik betreklik min wind op hierdie breedtegrade as gevolg van die antisiklone, en wanneer seilskepe in die windstiltes inbeweeg het, moes van die perde aan boord dikwels doodgemaak en oorboord gegooi word om drinkwater te bespaar. Die stilstaande lug onder antisiklone kan ook 'n besoedelingsgevaar veroorsaak wanneer besoedelende stowwe in die lug daaronder vrygestel word.

In Desember 1952 is daar byvoorbeeld 4 000 mense in Londen (Engeland) dood toe 'n antisikloon vir 'n lang tyd bo die stad gebly het en die besoedelingstowwe nie kon ontsnap nie. Op 'n lugdrukkaart is die isobare min of meer sirkelvormig om laedruk- en hoëdrukstelsels gerangskik, maar afwykings word dikwels aangetref. 'n Buig in die isobare weg van 'n sikloon af staan bekend as ʼn trog, terwyl 'n buig weg van 'n antisikloon af as 'n rug of 'n wig bekend staan. 'n Gebied van ongeveer dieselfde druk tussen 2 siklone of 2 antisiklone staan bekend as ʼn saal. Die tempo waarin druk ten opsigte van die isobare reghoekig verander, is die drukgradiënt.

Sekondêre sirkulasie

Sekondêre sirkulasie is lugbewegings wat deur ander gradiënte as die basiese poolewenaargradiënt veroorsaak word en sluit die meeste siklone en antisiklone in. 'n Kombinasie van die subtropiese antisiklone en die subpolêre siklone is verantwoordelik vir 'n groot stroom veranderlike westewinde tussen ongeveer 40 en 60° SB en NB, bekend as die middelbreedtes. In die Noordelike Halfrond vorm hoë berge hindernisse vir hierdie westewinde en is hulle baie onreëlmatiger as in die Suidelike Halfrond.

Sowel in die Suidelike as in die Noordelike Halfrond word die westewinde plek-plek deur antisiklone onderbreek. Die westewinde begin aanvanklik as noordwestewinde in die Suidelike Halfrond en suidwestewinde in die Noordelike Halfrond, maar beweeg vinniger wes as wat byvoorbeeld die tropiese winde oos beweeg, omdat die corioliseffek hier groter is as by die ewenaar. Die westewinde is die sterkste naby die pole en is daar algemeen bekend as die stormagtige westewinde ("roaring forties").

Die windsnelheid neem ook as gevolg van die verminderde wrywing en die groter drukgradiënt tussen die pole en die trope toe met hoogte, en op ʼn hoogte van ongeveer 12 km word baie sterk winde, bekend as die straalstrome, aangetref. Hierdie winde is veral vir die lugvaart van belang. Die poolwinde ontstaan in die hoëdrukgebiede van die pole as gevolg van afwaartse lugbeweging oor die pole en waai bo die oppervlak van die aarde na die subpolêre laedrukgebiede. Veral in die omgewing van die poolsirkels kan hierdie winde baie stormagtig wees.

Gebiede soos veral China, Suidoos-Asië (veral Indië) en sekere dele van Noord-Afrika het 'n klimaat wat bekend staan as 'n moesonklimaat, met ander woorde 'n koue, droë seisoen, gevolg deur 'n warm, droë seisoen en dan 'n skielike warm, nat seisoen. 'n Uitgebreide hoëdrukstelsel is permanent oor die gebied van die Midde-Ooste tot by China aanwesig. Die warm lug wat veral teen die einde van die droë seisoen van die woestyne in daardie gebied opstyg, veroorsaak skielik aan die begin van Junie 'n laedrukstelsel wat onder die hoëdrukstelsel inbeweeg.

Die skeidslyn tussen die 2 stelsels is ongeveer op 'n hoogte van 5 km. Die laedrukstelsels veroorsaak invoering van vogtige lug vanaf die Indiese en die Stille Oseaan, wat ʼn hoë reënval in die moesonlande veroorsaak. Die Himalaja vorm ʼn doeltreffende hindernis vir hierdie moesonwinde en die lande agter die Himalaja is relatief droog. In Oktober begin die westewindstelsel weer uitbrei, die laedrukstelsel verswak en die hoëdrukstelsel beweeg weer af tot by die oppervlak.

Tersiêre sirkulasie

Tersiêre sirkulasie is lugbewegings op heelwat kleiner skaal as primêre en sekondêre bewegings en word wêreldwyd aangetref. Langs kuste word die atmosfeer bo die land byvoorbeeld baie meer verhit as die bo die water, en die stygende lug bo land veroorsaak 'n seewind. Snags koel die land af, die lug sak weer en 'n land wind neem oor. Nog 'n voorbeeld van tersiêre sirkulasie is die anabatiese en katabatiese winde wat dikwels langs hellings aangetref word.

Die beginsel is dieselfde as die wat by seewinde geld, naamlik warm lug wat bedags langs 'n helling opstyg (anabatiese winde), en koue lug wat snags weer langs die helling afsak (katabiese winde). In gebiede soos die Drakensberge word, benewens die anabatiese en katabatiese winde langs die berg as geheel, dikwels nog afsonderlike lugbewegings in die valleie, bekend as valleiwinde, aangetref. Anabatiese en katabatiese winde kom in Suid-Afrika veral in die winter voor wanneer die weersomstandighede andersins betreklik stabiel is as gevolg van 'n hoëdrukstelsel.

Werwelwinde of tornado's is spiraalvormige winde soortgelyk aan maar heelwat kleiner as tropiese siklone wat tydens plaaslike atmosferiese versteurings, soos donderstorms, ontstaan en ook as ʼn tersiêre sirkulasiepatroon beskou kan word. Baie tornado's is klein en van min belang, maar ander kan windsnelhede van tot 800 km/ h bereik en geweldige skade aanrig. 'n Tornado in die VSA (Missouri, Illinois en Indiana) het byvoorbeeld in 1925 die lewens van 689 mense geëis en geweldige skade aangerig. Oor die ontstaan van tornado's is daar nog heelwat onsekerheid.

Weer en die mens

Die weer is van geweldige belang vir baie van die mens se bedrywighede, en dit is hierdie aspek wat daartoe lei dat groot hoeveelhede geld en tyd aan die weervoorspelling bestee word. Veral die land bou is baie van die weer afhanklik, en in lande soos China en Indië is die mense absoluut afhanklik van die jaarlikse moesonreëns. Toe die moesonreëns in die begin van die sestiger- en sewentigerjare in die Sahelstreek (noord van die Saharawoestyn in Afrika) herhaaldelik weggebly het, het geweldige droogtes ontstaan wat direk of indirek die dood van duisende mense veroorsaak het.

Die verhouding tussen temperatuur en lugvog speel 'n groot rol in hoe weer deur die mens ervaar word. So word koue intenser deur die mens ervaar wanneer die lug vogtig is as wanneer dit droog is. Waterdamp in lug maak daarvan 'n goeie geleier en die liggaam gee sy warmte makliker af aan koue, vogtige lug. Aan die ander kant bevat warm, vogtige lug soveel waterdamp dat dit verdamping (sweet) teëwerk en tot oorverhitting van die liggaam kan lei. Droë lug van dieselfde (hoë) temperatuur as vogtige lug is dus vir die mens dikwels gemakliker as die warm, vogtige lug, mits hy genoeg water kan inneem om te veel verdamping teë te werk.

Onder bergwindtoestande is die lug egter baie droog en warm en verdamping word deur die wind vererger. Gevolglik word sulke toestande as baie ongemaklik ervaar en dit kan ook 'n invloed op die gemoedstoestand van mense hê. Die uiters warm, droë toestande wat byvoorbeeld in Zimbabwe en die noorde van Suid-Afrika net voor die reënseisoen heers, het aanleiding gegee tot die naam "selfmoordseisoen". By baie lae temperature word die afkoeling van die liggaam vererger deur verdamping wanneer die lug baie droog is. As daar dan nog wind ook aanwesig is, dring die koue die klere binne en bevorder dit verdamping nog verder.

Die sinoptiese weerkaart

Groot hoeveelhede inligting wat van oral oor die wêreld afkomstig is, word daagliks elke 6 uur verwerk om die weerstoestande te bepaal. Hierdie inligting word op kaarte aangebring onder meer deur die gebruik van isobare (lyne wat punte van gelyke druk met mekaar verbind), en hierdie kaarte, bekend as sinoptiese weerkaarte, word gebruik om die weer oor die kort termyn te voorspel.

Die weer in Suid-Afrika

Die weer in Suid-Afrika word grotendeels deur 'n hoogdrukstelsel aan weerskante van die land (deel van die suidelike subtropiese hoëdrukgordel) en die suidelike westewinde bepaal. Die hoogte en konfigurasie van die binnelandse plato, wat die grootste gedeelte van Suid-Afrika uitmaak, oefen ook ʼn groot invloed op die reënval en temperatuur uit, terwyl die aangrensende gebiede van die plato verantwoordelik is vir 'n verskeidenheid plaaslike winde en klimate.

Die grootste gedeelte van Afrika suid van 20° SB word oorheers deur subtropiese antisiklone, wat veral oor die oseane opvallend is. Die Suid-Atlantiese antisikloon is weg van die Namib-kus gesentreer en veroorsaak suidwestelike seewinde wat oor die koue Benguelastroom waai. Tesame met sterk en aanhoudende daling is die lug stabiel en die gebrek aan reënval, wat die gevolg daarvan is, het gelei tot die vorming van die Namibwoestyn en ander droë gebiede aan die westekant van Suid-Afrika.

Lae wolke, mis en mot reën word egter wel op 'n hoogte van ongeveer 1 km oor die see gevorm. Hierdie mis word dikwels deur plaaslike seewinde na die binneland gewaai en is 'n baie belangrike bron van vog vir die plant- en dierelewe van die Namibwoestyn. Die posisie van die antisikloon oor die Suid-Indiese Oseaan wissel baie meer as die van die Suid-Atlantiese antisikloon. Die Suid-Indiese antisikloon is weg van Durban oor die Indiese Oseaan geleë. In die somer beweeg dit weg van die kus en verswak, terwyl dit in die winter weer nader aan die kus beweeg.

Suid van die antisikloon lê die sone van westewinde waarin frontale siklone wat ooswaarts beweeg, in die middelbreedtes gevorm word. Oor Suid-Afrika is die druk- en sirkulasiepatroon nie so eenvoudig nie. 'n Antisikloniese klimaat oorheers oor die land, en benewens 'n verswakking en suidwaartse beweging van die hoëdrukstelsel deur enkele breedtegrade in die somer, verskil die sirkulasiekenmerke tussen die somer en die winter nie te veel nie.

In die winter is die antisikloniese sentrum aan die oppervlak oor Gauteng geleë. Die as van die antisikloon lê egter teen 'n helling na die noordweste sodat die sentrum op ʼn hoogte van ongeveer 6 km oor Namibië geleë is. Die heersende winde aan die oppervlak is lig, en afgesien van verskeie plaaslike lugbewegings as gevolg van horisontale temperatuurgradiënte, is die windrigting westelik en noordwestelik oor Suid-Afrika en oostelik oor Mosambiek, Zimbabwe, Zambië en Angola.

Daar is min vog in die lug en die dae is gewoonlik wolkloos en warm, maar die nagte koel vinnig af deurdat die aarde warmte deur die droë atmosfeer uitstraal. Die daling van die lug in die winterantisikloon is verantwoordelik vir 'n stabiele atmosfeer en sterk temperatuurinversies kom dikwels voor oor die kus en aanliggende gebiede tot so ver as die platorand. Die basis van die inversie lê gewoonlik onder die vlak van die plato en verhoed die invloei van vogtige lug na die plato, sodat die plato kenmerkend droë winters het. Die droogste winterweer in Suid-Afrika kom voor tussen die noordelike kant van die antisikloon en ongeveer die 10e breedtegraad.

Suidwaarts van Namibië af tot by Kaapstad word die reënval hoër namate die westewinde genader word. Die winterreënval van die Wes-Kaap kan toegeskryf word aan opeenvolgende ooswaarts bewegende siklone en antisiklone. Nadat hulle oor Suidwes- en Suid-Kaap beweeg het, word hulle egter deur die antisikloon oor die binneland gedivergeer. Fronte word ook met die depressies geassosieer. Warm fronte is diffuse verskynsels en moeilik identifiseerbaar en feitlik onmoontlik om te volg, maar koue fronte is algemener, skerper omgrens en makliker herkenbaar.

Agter die front ontstaan noordweste- tot weste- en suidwestewinde. Diep sikloniese versteuring, gevolg deur 'n aankomende antisikloon van die Suid-Atlantiese Oseaan, veroorsaak soms vlae van subpolêre lug op die plato en het onverwagte koue tot gevolg. Sneeu op die Kaaplandse berge en langs die platorand, veral in KwaZulu-Natal, is algemeen en intens koue, winderige weer kan selfs tot in Namibië in die noorde strek. Oor die kusgebiede gaan 'n laedrukstelsel dikwels die ware koue front vooruit.

Kuslaedrukstelsels gaan gepaard met vlak sirkulasie, wat nie diep die binneland in strek nie. Die ontstaan van westelike en suidwestelike winde en die gelyktydige toename in seelug as voorloper van 'n koue front is kenmerkend vir die suidelike en oostelike kuste van Suid-Afrika. Bergwinde is baie droë, warm winde wat van die binneland af seewaarts waai en in die oorgangsone tussen antisikloniese en sikloniese sirkulasies kan voorkom.

Bergwinde gee aanleiding tot die eienaardige anomalie dat Suid-Afrikaanse kusgebiede in die winter dikwels hoë temperature ondervind. Hulle kom hoofsaaklik van April tot September voor en is baie algemeen aan die weskus (ongeveer 50 keer per jaar). Die ontstaan van die wind gaan normaalweg gepaard met ʼn toename in die temperatuur, wat dikwels 10 °C kan oorskry. Aan die stertkant van die wind kan die temperatuur as gevolg van die invloed van die naderende depressie egter met meer as 15 °C daal.

Plaaslike winde in die valleie aan die grens van die platorand tot by die see is 'n algemene kenmerk van die wintersirkulasie van Suid-Afrika. In die somer verswak die antisikloon bo Gauteng effens en beweeg suidwaarts. Die ontwikkeling van swak en vlak trôe van laagdruk na aan die oppervlak van die plato maak die invloei van vogtige lug vanaf die Indiese Oseaan en die noordelike laaglande van Afrika moontlik. Die oppervlakkige laedrukstelsel verswak egter vinnig met toename in hoogte, sodat die sirkulasie by 'n hoogte van 2 km antisiklonies word.

Nog belangriker as die verlaagde druk naby die oppervlak is die verdwyning van die temperatuurinversies sodat vogtige lug onbelemmerd na die plato kan vloei. Die voginhoud van die lug in die somer is gevolglik heelwat hoër as in die winter. Kenmerkend vir die somerweer oor die plato van Suid-Afrika is die voorkoms van donderstorms, wat vir die grootste gedeelte van die neerslag verantwoordelik is. Die meeste van hierdie stor"m s beweeg in 'n lyn van suidwes na noordoos, skynbaar teen 'n noordelike oppervlakwind in.

Derhalwe word die storms in 2 opponerende strome gevorm, naamlik 'n warm en vogtige oppervlakstroom en 'n koel, dalende suidwestelike stroom op 'n hoogte van ongeveer 4 km. Die verwarming van die oppervlaklug deur termiese konveksie is waarskynlik vir die instabiliteit verantwoordelik, terwyl die konvergensie van die oppervlaklug oor die dalende suidwestelike lugstroom die instabiliteit tot uiting laat kom en tot swaar reënneerslag en dikwels ook hael lei.

Die weer oor die Wes-Kaap word in die somer hoofsaaklik bepaal deur die Suid-Atlantiese antisikloon, wat vir die suid- en suidoostewinde verantwoordelik is. Hierdie winde waai ongeveer 60 % van die somer in die Wes-Kaap en kan dikwels vir tot 3 dae aanmekaar stormsterkte bereik. In KwaZulu-Natal en Gauteng is die berg- en valleiwinde in die somer ʼn algemene verskynsel. Die bergwinde is oor die algemeen heelwat swakker as in die winter, terwyl die valleiwinde baie sterker is. Konvergensie van die valleiwinde aan die platorandsone van die Drakensberg is verantwoordelik vir die talle donderstorms wat in daardie gebied voorkom. Aan die kus waai die seelug vir langer daaglikse periodes as in die winter. Die seewind aan die weskus is sterker as die aan die ooskus vanweë die minder plantegroei en die sterk land/seetemperatuurgradiënt (koue see, warm woestyn).

Sien ook

• Meteorologie
• Weervoorspelling
• Weerfront

Bronne

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409702, volume 29, bl. 97 - 104

Eksterne skakels

• Wikimedia Commons het meer media in die kategorie Weer (meteorologie).