Wolken zijn er in soorten en maten in de atmosfeer. Logisch dat het luchtverkeer met wolken te maken krijgt en er hinder van kan ondervinden. Jan Hemink werkte als KNMI-luchtvaartmeteoroloog op Schiphol en weet er alles van. In dit tweede deel over de combinatie van luchtvaart en het weer, vertelt hij over wolken en een aantal andere weerverschijnselen dan wind waarmee de flight crew het kan krijgen te stellen.
‘Wolken herkennen is best moeilijk’, zegt Jan, ‘maar ze vertellen zoveel! Toen ik nog maar net begonnen was bij de meteo en buiten, op de reling van de kleine toren, de wolkenwaarnemingen maakte nam ik een wolkenboekje, de wolkenatlas van de WMO, mee. Dan vergeleek ik de wolken die ik zag met de afbeeldingen in de atlas om ze van het juiste codecijfer en de juiste naam te voorzien.’
Aambeelden en paddenstoelen
Er is een onderscheid te maken in lage wolken, middelbare wolken, hoge wolken en wolken met een verticale ontwikkeling. De eerste soort – de stratus, stratocumulus en nimbostratus – bevindt zich onder de 1800 meter. De tweede soort – de altostratus en altocumulus – komt voor tussen de 1800 en 6000 meter. De derde soort – de cirrus, cirrocumulus en cirrostratus – doet zich voor boven de 6000 meter. Wolken met een verticale ontwikkeling – de cumulonimbus – kunnen doorgroeien tot wel elf kilometer hoogte, in de tropen zelfs tot vijftien kilometer. ‘Zo’n eerste cumulus op een snikhete dag is een voorbode van mogelijk zwaar onweer later op de dag’, licht Jan toe. ‘Bij voldoende instabiliteit in de lucht is de opwaartse stroom van warme lucht krachtig tot zeer krachtig, een ontwikkeling die doorgaat totdat een luchtlaag wordt bereikt met dezelfde of een hogere temperatuur. In deze zogenaamde tropopauze spreidt de wolk zich uit in de vorm van een aambeeld. De paddenstoelvorm ontstaat bij weinig wind. De cumulonimbus is een echte buienwolk die altijd onweer veroorzaakt, vaak ook gepaard gaand met hagel en windstoten, tornado’s en rolwolken.’
Zware buien
‘Er kwam een keer vanuit het zuidwesten zo’n enorm zware bui aan’, vertelt Jan. ‘Die zag ik wel aankomen, maar ik had de windsnelheid onderschat en ook het zicht. Er bleek hagel in te zitten. Het is heel goed mogelijk dat die rotbui vlak voor Schiphol intensiveerde en dan gaat het mis met je oorspronkelijke windstootverwachting. Ik zag de windsnelheidsmeter heel ver uitschieten en hoorde de hagel heel hard tegen het raam kletteren… Wat voelde ik me gelukkig dat er niet net een kist in de landing zat want die was geheid in de problemen gekomen! In die tijd timede je de aankomst van een bui met behulp van voorgaande posities, maar de korte termijnontwikkeling viel niet goed te zien omdat we nog niet over de huidige geavanceerde weerradar beschikten die elke vijf minuten een nieuw beeldje en filmpje laat zien.’
Over de zware hagelschade die een Airbus A320 van Austrian Airlines op 9 juni jl. opliep, zegt Jan: ‘Het is een beetje onbegrijpelijk dat de flight crew later verklaarde dat het noodweer niet zichtbaar was op de buienradar. Voor zulke neerslag is dat heel ongewoon. Hagel geeft vanwege het vaste deel met daaromheen het vloeibare huidje, juist een goede reflectie. Ik zie twee redenen die er debet aan geweest kunnen zijn dat ze in die bui terechtkwamen. Of de radar was kapot óf de bui was afgeschermd door een voorgangerbui, een actieve bui die de volgende afschermde.’
Of dat laatste ook gaande was waardoor een NLM Cityhopper-Fokker F28 bij de Moerdijk crashte? Jan denkt van wel. ‘De flight crew zag op hun weerradar wel een intensieve buienactiviteit in een onweersfront. Daarom werd de koers met toestemming van de verkeersleiding naar het zuiden verlegd, zodat er tussen twee buien door kon worden gevlogen. Maar eenmaal boven het Hollandsch Diep kwamen ze terecht in een zeer actieve windhoos, een soort tornado.’ De machine kreeg daardoor te maken met krachten waarop geen enkel verkeersvliegtuig is berekend.
Dan willen de vonken wel
‘Op het moment dat een vliegtuig door een kleine winterse onweerswolk vliegt, kan dat resulteren in Aircraft Induced Lightning, oftewel een spontane bliksemontlading’, zegt Jan. ‘Dat bleek met name in de buurt van Schiphol nogal eens voor te komen. Samen met mensen van het toenmalige Northwest Airlines hebben we onderzocht wat de omstandigheden zijn waarin dit gebeurt. We kwamen tot de ontdekking dat het verschijnsel zich zowel tijdens de nadering als tijdens de start kan voordoen in geval de wind in de herfst en winter in de noordwesthoek zit en koude onstabiele lucht aanvoert over een warme Noordzee. Dan ontstaan die kleine buien. Vanwege de lage temperatuur van winterbuien kan de bliksem minder gauw overslaan behalve als er toevallig een vliegtuig door het ladingskanaal vliegt… dan willen de vonken wel.’
Een licht golvende wolkenzee
‘De lage wolken die zich onder de 1800 meter bevinden, bestaan overwegend uit minuscule waterdruppels bij temperaturen boven of onder nul’, zegt Jan. ‘Gedurende de nacht en de ochtend houdt zo’n stratocumulusdek de mistvorming tegen, overdag belemmert het de zonnestraling. Tijdens de start kom je “uit de wolken” en als je er eenmaal boven hangt, ogen ze als een licht golvende wolkenzee. Als je door de top van de bloemkoolachtige structuur vliegt, kan het wel eens een beetje hobbelen.’
Koeienmist en drijfmist
‘Hangen de wolken erg laag dan hebben de piloten en luchtverkeersleiders verminderd zicht op de banen en vliegroutes’, vervolgt Jan. ‘Dat geldt natuurlijk helemaal voor mist, dan zien ze de baan niet eens! Als het zicht minder dan tweehonderd meter is wordt het dichte mist genoemd. Bij vijftig meter is sprake van zeer dichte mist. Beperkt zicht van meer dan een kilometer door waterdruppels wordt aangeduid met nevel. Komt het door droge stofdeeltjes dan wordt het heiig genoemd.’
‘Stralingsmist, ook wel bekend als koeienmist, vormt zich bij voldoende daling van de temperatuur boven landerijen en vliegvelden. Op het internet kwam ik een keer een foto tegen van een Fokker 100 die tot aan zijn buik in de stralingsmist zat, iets dat je ook wel ziet bij koeien. Deze mistsoort verdwijnt meestal kort na zonsopkomst. Dit in tegenstelling tot drijfmist die van de ene plaats naar de andere kan “drijven” met de wind. Drijfmist is ook dikker. Soms trekt hij op tot halverwege de Schipholtoren en heeft de verkeersleider een onbelemmerd uitzicht, de andere keer gebeurt het tot net boven de toren en is het over en uit met dat onbelemmerde uitzicht.
De mist lost op als de zon erop schijnt of als de wind flink toeneemt, altijd van onderaf. De mistlaag wordt dan als het ware opgetild en vormt een laag stratuswolken, die na enige tijd ook weer oplossen. Terwijl aan de grond het zicht alleen maar beter wordt, kunnen de verkeersleiders, die eerst in hun hoge verkeerstoren lekker “in de zon zaten”, in de oplosfase geen hand voor ogen meer zien. Gelukkig tijdelijk, weldra zien ook zij weer taxiënde vliegtuigen.’
Waarneemstations en zichtmeters
Rond Schiphol bevinden zich op zo’n tien tot vijftien kilometer van het veld vier automatische waarneemstations. Ze zijn te vinden onder de aanvliegroute van elke baan. ‘Deze waarneemstations signaleren mist die het vliegveld kan bereiken en vormen daarmee een belangrijk hulpmiddel voor de korte termijn weersverwachting, zowel wat betreft het binnenrollen als het ‘wegrollen’ van de mist’, legt Jan uit. ‘In de zeventiger jaren belden we met brugwachters in onder meer Zoetermeer, Halfweg, Leimuiden om een beter inzicht te krijgen in de verdeling van de mist rond het vliegveld. De afstand tot markante punten als kerktorens en schoorstenen was zowel bij de meteoroloog als bij de brugwachter bekend. Om een indruk te krijgen van de verdeling van de mist rond het veld, vroegen we of die punten te zien waren.’ 
‘Nu worden de zichtwaarden in geval van mist gemeten met behulp van een zichtmeter. In de luchtvaart is het ook belangrijk het zicht langs de baan, het baanzicht te kennen, de RVR, Runway Visual Range. Langs elke start-/landingsbaan staan daarom zichtmeters opgesteld zodat er een goed inzicht ontstaat hoe de mist erover is verdeeld. Bij de Polderbaan staan er vier, goed te zien vanaf de spottersplaats. Bij de overige zijn het er drie. Zo krijgen we ook een goed beeld van de verdeling van de mist over het hele vliegveld.’
‘Satellietbeelden vormen vandaag de dag een onmisbaar hulpmiddel om de mist en de lage stratuswolken te lokaliseren. Toch blijven zichtmeters nodig om te kunnen bepalen of er sprake is van mist, waarbij het zicht dus minder dan duizend meter is, of dat het gaat om lage wolken.’
Glorie
Zowel in wolken als in nevel kan de zogenaamde glorie worden waargenomen, tenminste, als je op een berg staat of in een vliegtuig zit. Het gaat om een atmosferisch optisch verschijnsel in de vorm van een zwak regenboogkleurige lichtkrans, dat zich altijd rondom het tegenpunt van de zon of de maan vertoont.
Vulkaanaswolken
De wolken van vulkaanas die in 2010 tijdelijk grote delen van het Europese luchtverkeer lamlegden, vormen een bijzondere episode in de luchtvaartgeschiedenis. Jan: ‘Bij de DLR, het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, hadden ze een meetvliegtuig, een Falcon, waarmee ze heel voorzichtig van bovenaf de aspluim naderden, tijdens een heel korte penetratie van de top met instrumenten enkele asmonsters hapten en zich dan meteen weer uit de voeten maakten. Ook maakten ze foto’s en verzamelden zo heel veel waardevolle informatie die van grote waarde bleek voor de operaties van alle luchtvaartmaatschappijen.’
‘Op de dag van de tweede uitbarsting van de Eyjafjallajökull had ik een vrije dag. Op het satellietbeeld zag ik de verdunde en door tijd geëvolueerde as ten noordwesten van Den Helder aankomen. De bovenwind was noord. ’s Morgens werd het luchtruim gesloten op grond van een vage asmelding in het zuidwesten. Ik vroeg me af hoe het met de avondpiek moest. Nieuwsgierig pakte ik mijn fiets, camera mee, op naar de Hoofdvaart, westzijde, ter hoogte van de vliegtuigviaducten met uitzicht op Toren West. De as kwam over en vanwege het stof in de lucht kon ik zonder zonnebril recht in de zon kijken. Vliegtuigen passeerden en startten op 36L alsof er niets aan de hand was. Later hoorde ik dat de Falcon in de middag monsters genomen had en concentraties had gemeten die veilig vliegen mogelijk maakten.’
‘Dat de uitbarsting van de Eyjafjallajökull zo’n enorme impact had komt vooral doordat de aswolk het hele Europese vliegnetwerk beïnvloedde en men geen of onvoldoende tools had om met deze calamiteit om te gaan.’ Dat vulkaanas gigantisch veel schade aan een vliegtuig kan aanrichten bleek wel toen een KLM-747, de PH-BFC, in de vulkaanaswolken belandde van de Mount Redoubt. De motoren vielen uit, de pitotbuis raakte verstopt, elektronica en meetapparatuur raakten beschadigd en de cockpitramen werden gezandstraald. Desondanks slaagde de flight crew erin de motoren weer aan de praat te krijgen en de zwaar gehavende Jumbo veilig aan de grond te zetten.
Vlindereffect
Het blijft moeilijk om het weer op lange termijn te voorspellen. Jan attendeert op het zogenaamde vlindereffect, waarbij gesteld wordt dat de vleugelslag van één vlinder in de golf van Mexico het weer op de Atlantische Oceaan helemaal kan omgooien. Terwijl aanhangers van het determinisme ervan uitgaan dat alles wat in het heelal gebeurt, voorspeld kan worden met behulp van een aantal (natuurkundige) wetten, ontwikkelde Edward Lorenz de chaostheorie die uitlegt dat sommige systemen zich willekeurig lijken te gedragen, ook als ze helemaal niet willekeurig zijn. De conclusie is dan ook dat je, zelfs als je de wetten van zo’n chaotisch systeem kent, nog voor verrassingen kunt komen te staan. ‘Het weer is een voorbeeld van zo’n chaotisch systeem’, legt Jan uit. ‘Alles in het weer hangt met elkaar samen maar er hoeft maar een klein dingetje te veranderen en alles wordt anders. Vandaar dat het KNMI met de zogenaamde Pluimverwachting werkt voor een periode van veertien dagen vooruit.’
Stilstaand bij de ontwikkeling van het klimaat, ook een voorbeeld van een chaotisch systeem, merkt Jan op: ‘In de historische, lange temperatuurreeksen tot nu toe, zie ik dat de temperatuurkromme stijgt. Het wordt dus warmer. Klimaat is niet anders dan weer over een lange periode gemeten en gemiddeld. Die temperatuurreeks houdt vandaag op en daarna volgt, net als bij het weer, de verwachting, ze noemen dat dan een klimaatscenario. Als daaruit blijkt dat het bijvoorbeeld in 2100 vijf graden warmer zal zijn, dan is die vijf graden een gemiddelde: het kan er dan dus bijvoorbeeld vijf graden boven of onder zitten, maar ook twee. Rondom die berekende vijf graden is ook nog een dunne grijze wolk met alle andere uitkomsten zichtbaar. Anders gezegd: er hangt rond die vijf graden een brede marge van onzekerheden en daar wordt niet altijd voldoende nadruk op gelegd in mijn optie’. Met verwijzing naar het vlindereffect zegt hij: ‘Er kan iets met de zon gebeuren, een serie opeenvolgende vulkaanuitbarstingen met veel as in de atmosfeer. Allemaal onzekerheden die je mee moet wegen.’
Al van ver
Voor Jan blijft alles wat met het weer en luchtvaart te maken heeft een kwestie van genieten. Vandaar dat hij zich nog altijd inzet als vrijwilliger bij het Aviodrome waar hij betrokken is bij het bijhouden van het archief. Daarnaast werkt hij aan de restauratie van een thermometerhut. Vliegen doet hij soms ook nog. ‘Na een lange periode van vliegschaamte gooide ik dat juk van me en regelde een raamplaats voor een vlucht naar Berlijn. Tijdens de terugvlucht richting Schiphol zag ik de cumuluswolken al van ver hangen en zich verder ontwikkelen. Daar ga je dan met het vliegtuig door of tussendoor. Die cumuluswolken groeiden door tot heuse buien. Het mooie is dat ik dan “aan den lijve” ondervind wat ik in theorie heb geleerd. Dat geeft me voldoening.’
Verschillend
VWO
