Onweer is een bui of cumulonimbus die gepaard gaat met elektrische ontladingen. Deze ontladingen zijn waarneembaar als een lichtflits – de bliksem – gevolgd door een scherp of dof rommelend geluid – de donder. Onweersbuien zijn wolken waarin een potentiaalverschil is opgebouwd door ladingscheiding. Over hoe die ladingscheiding tot stand komt, zijn verschillende theorieën, maar hierbij lijkt vooral vaste neerslag een belangrijke rol te spelen. Bij droog onweer is de neerslag verdampt voordat deze het aardoppervlak bereikt.
Onweer is waarschijnlijk de generator die de atmosferische elektriciteit in gang houdt.
Onweer komt vrijwel overal ter wereld voor, behalve in de poolstreken. Boven de poolcirkels komt onweer vrij zelden voor. Het meest frequent is het onweer dat in de tropen voorkomt. In Centraal-Afrika komt onweer meer dan 200 dagen per jaar voor, in Oeganda zelfs op 240 dagen. In Nederland onweert het gemiddeld 34 tot 38 dagen per jaar.
De activiteit van de onweersbuien kan van plaats tot plaats sterk uiteenlopen. Op de ene plaats kunnen tientallen millimeters regen vallen, terwijl het op enkele kilometers daar vandaan droog blijft. Ook windstoten en hagel kunnen heel lokaal optreden. Van tevoren is moeilijk aan te geven welke gebieden het ergst zullen worden getroffen.
Onweersbuien zijn al op zeer grote afstand (soms meer dan 100 km) te zien aan hoog optorenende wolken, waarvan de bovenkant uit een aambeeldvormig gedeelte bestaat, dat gehele uit ijskristallen bestaat. Zware onweersbuien worden soms voorafgegaan door een rolwolk. Een massief, rollende wolk, met daarachter een loodgrijs neerslaggordijn is kenmerkend. Zo’n rolwolk kan zich zeer snel voortbewegen en verraadt zware turbulentie. Een rolwolk worden vaak verward met een “wall cloud“.
Deze komen eveneens aan de voorkant van zware onweersbuien voor. Meestal zien we een soort muur op ons af komen, die vaak uit laagjes is opgebouwd. De wolk wordt op minder fraaie wijze ook wel boekenplankwolk genoemd, juist vanwege die horizontale lagen op elkaar.
De laatste jaren zijn er in ons land regelmatig fraaie “wall clouds” te zien geweest. Mammatuswolken komen bijna altijd bij zware onweersbuien voor, maar ook wel bij lichtere exemplaren. Soms zijn ze ook aan de onderkant van de ijskap van een bui te zien. Het geeft aan dat de onstabiliteit van de luchtsoort zo groot is, dat de buienwolk zich niet alleen richting omhoog ontwikkelt, maar ook omlaag, bij voorkeur aan de voor- of achterzijde. Een en ander heeft te maken met sterke daal- en stijgbewegingen van de lucht in de bui. Immers, als de lucht ergens opstijgt, moet het gecompenseerd worden door daalbewegingen elders. En dat verklaart dan tevens, waarom het tussen buien in zo sterk kan opklaren. Daalbewegingen rond de bui zorgen er namelijk voor dat bewolking in de steeds warmer wordende lucht die daalt oplost, of niet kan ontstaan!
Sinds het onweersjagen (chasen) steeds meer bekendheid heeft gekregen vliegen de Amerikaanse wolkentermen je om de oren. Vijf jaar geleden wist bijvoorbeeld niemand wat een whales’mouth (walvisbek) was. Dit wolkentype komt bij (onweers)buien voor. Het is het beste omschrijven als een wat chaotische wolkenmassa voor een bui uit, die lijkt te dalen, waar je van onder tegenaan kijkt, als ware je in de mond van een walvis zou zitten. Je kijkt er soms onderuit(onder de bui uit), naar het licht toe.
Het verschijnsel treedt op aan de voorzijde van een onweersbui, wanneer het eerst “gustfront“, gepaard gaande met koude valwinden, passeert.
Is een auto een veilige schuilplek?
Veel mensen denken dat, omdat de auto op rubberen banden staat en omdat rubber geen elektriciteit geleidt. Dat is niet waar.
In sterke elektrische velden (zoals bij blikseminslag) zijn rubberen (natte) banden zelfs prima geleiders voor elektriciteit. Een auto is veilig in geval van blikseminslag, omdat het metalen frame van een auto werkt als een omhulsel, en omdat de bliksem via het oppervlakte van de buitenkant van de auto naar de grond zal stromen.
Een metalen constructie zoals een auto of een ijzeren kooi wordt ook wel een Kooi van Faraday genoemd. Faraday was een wetenschapper die ontdekte dat een metalen omhulsel zoals een kooi (of in moderne tijden een auto) van binnen veilig is bij bijvoorbeeld een blikseminslag.
Het raadsel van blikseminslagen
Wereldwijd vinden 600 bliksemontladingen per seconde plaats. De meeste daarvan zijn tussen wolken onderling of tussen twee verschillende delen van één wolk; slechts 100 ontladingen per seconde gaan tussen grond en wolk. Een blikseminslag is een gebeurtenis die ongeveer een op de twee miljoen mensen per jaar persoonlijk treft. Wellicht verrassend is dat een aanzienlijk deel van de getroffenen dit nog overleeft. In de tropen onweert het vaker en heviger dan in gematigde streken. De ‘hoofdstad van de bliksem’ is de Ugandese hoofdstad Kampala, waar het twee van de drie dagen dondert en bliksemt. Boven de poolcirkels onweert het nagenoeg nooit. In Nederland worden jaarlijks zo’n twintig personen door de bliksem getroffen. Eén op de vier daarvan kan het niet navertellen. Honderd jaar geleden werden meer mensen – gemiddeld zo’n 20 mensen per jaar – dodelijk door de bliksem in Nederland getroffen.
Gemiddeld zijn er in Nederland 100 dagen met op een willekeurige plek onweer.
Elk jaar worden in Nederland ongeveer 250.000 bliksemontladingen gemeten en dit aantal stijgt elk jaar. Dat komt neer op 6 bliksemflitsen per km2. Vooral in het zuiden en zuidoosten komt onweer vaker voor dan elders in ons land. Het is niet bekend waarom het aantal bliksems toeneemt. Volgens sommige deskundigen komt deze stijging vooral doordat er meer en beter gemeten wordt. Het aantal bliksems neemt volgens hen niet toe, maar wel het aantal bliksems dat wordt waargenomen.
Hoe beschermt men zich dan het beste tegen blikseminslag?
Dat hangt van een aantal factoren af. Waar bevindt u zich op dat moment en op welke afstand bent u van de bliksem verwijderd? Bent u binnenshuis dan is de kans dat u door een bliksem getroffen wordt zeer klein. Bent u buiten en met name in een open gebied, dan moet u oppassen zodra de bliksem op minder dan 5 km genaderd is, zeker wanneer u het hoogste punt in het terrein bent. In een dicht bos en in uw auto bent u relatief veilig. In een bos zijn voldoende hoge punten, terwijl uw auto als een afschermende metalen kooi werkt (kooi van Faraday). Bovendien wordt bij een eventuele inslag de spanning via de auto en banden vrij snel afgevoerd. De bliksem slaat niet altijd in op het hoogste punt; belangrijker is de voor de bliksem best geleidende weg.
Lagere en uitstekend geleidende voorwerpen lopen evenveel of soms meer de kans om getroffen te worden. Vaak slaat de bliksem in antennes (vooral op hoge torens en flatgebouwen), hoge bomen, hoge metalen afrasteringen en scheepsmasten.
Wat u niet moet doen is gaan schuilen onder (metalen) afdakjes, onder een vrijstaande boom, maar ook niet met uw fiets aan de hand door het vrije veld gaan lopen.
Het metalen frame van uw fiets is één en al geleidend materiaal en kan de bliksem aantrekken. In het vrije veld kunt u het beste uzelf zo klein mogelijk maken door hurkend te gaan zitten met uw voeten zo dicht mogelijk tegen elkaar, uw hoofd tussen uw knieën met uw armen om uw onderbenen heen geslagen. Het beste is uiteraard een schuilplaats te zoeken bijv. in een auto of huis. De afstand tussen u en de bliksem kunt u zelf eenvoudig bepalen. Tel het aantal seconden tussen de bliksem en het moment waarop de donder begint. Deel dit getal door drie en u heeft de afstand in kilometers.
Bij minder dan 10 seconden is het onweer vrij dichtbij (3 km of minder). Ook belangrijk maar minder goed vast te stellen is welke soort bliksemontladingen voorkomen.
Is er sprake van veel verticale bliksems (van de wolk naar de aarde) dan is het onweer gevaarlijker. Alleen is het onmogelijk van tevoren in te schatten of het om horizontale dan wel verticale bliksems gaat.
Zo die knalt er lekker in zeg!!
De donder is, in tegenstelling tot wat kinderen vaak denken, ongevaarlijk.
Het geluid wordt veroorzaakt door de drukgolf die de lucht in de nabijheid van de bliksem met grote kracht ondervindt. De bliksem veroorzaakt door zijn grote hitte namelijk een plotseling uitzetten van de lucht in de directe omgeving waardoor deze met kracht naar buiten wordt gedrukt. Bij een inslag op minder dan een paar honderd meter is een scherpe oorverdovende knal te horen, zeker wanneer de bliksem op aarde insloeg.
Soms is bij een ontlading op minder dan 100 m zelfs een klein klikje te horen vlak voor de donder buldert. Een rollende donder is karakteristiek bij horizontale bliksems.
Het rollen in het geluid wordt veroorzaakt door de verschillende afstanden tot de bliksem. De donder horen we meestal pas bij onweer op een afstand van 15 of 20 km.
Eigenlijk is inslaan een onjuiste term. Voor het gezicht lijkt het alsof de bliksem van wolk naar aarde gaat, maar de bliksem gebeurt precies het omgekeerde: de bliksem gaat van aarde naar wolk. Voor de recreatievaart geldt het volgende. Een stalen boot werkt als een kooi van Faraday, zodat men daarin net zo veilig is als in een auto. Verblijf op een polyester schip op open water is echter wel gevaarlijk, omdat dit schip niet als een dergelijke kooi werkt. Bovendien loopt men een sterk verhoogd risico omdat op vrijwel ieder schip wel een stalen mast of een houten mast met stalen tuidraden aanwezig zijn.
Hier slaat de bliksem gemakkelijk in, zeker als het metaal goed contact maakt met aarde
(let wel: het wateroppervlak door middel van bijvoorbeeld verankeringsbouten door de bodem van het schip heen). Een vuistregel is dan ook om bij naderend onweer een schuilplaats te zoeken, ook al omdat tijdens onweersbuien verraderlijke windstoten kunnen voorkomen.
Bolbliksem
Een bolbliksem is een helder oplichtend bolvormig object met een diameter van maximaal 40 centimeter, dat soms waargenomen wordt in de buurt van een blikseminslag en dan secondenlang zichtbaar is. Het is een atmosferisch verschijnsel waar lange tijd geen afdoende verklaring voor was. Een bolbliksem doet zich meestal voor bij zwaar onweer maar er zijn ook gevallen bekend waarin een bolbliksem optrad tijdens helder weer.
De meeste waarnemingen zeggen iets over de afmeting, de baan en de kracht van de bolbliksem. De grootte is vrij gering, ongeveer vergelijkbaar met de omvang van een tennisbal en slechts zelden zo groot als een voetbal. Er zijn, onder andere door piloten, bolbliksems gesignaleerd van dertig meter diameter. Vaak wordt het verschijnsel waargenomen langs bovengrondse hoogspanningskabels of langs een dakgoot. Soms zweeft de bolbliksem door een straat. Meestal dooft de bol uit zonder schade aan te richten. In sommige gevallen is de bolbliksem met een explosie geëindigd en ooit kwam een bolbliksem in een regenton aan zijn einde, waarbij het water in de ton begon te koken.
Bolbliksems kunnen ook binnenshuis doordringen en er zijn meldingen dat de bol via een schoorsteen, deur of raam binnenkwam. Tot de merkwaardigste verhalen behoort het binnendringen via gesloten ramen, soms met schade, maar soms ook zonder enig spoor na te laten. Dit laatste sluit aan bij de theorie die veronderstelt dat de bolbliksem een elektronenwolk (plasma) is. Toch is ook die theorie niet zonder bezwaren, omdat doorgaans aangenomen wordt dat een elektronenwolk niet gedurende meerdere seconden kan blijven bestaan.
Ook zouden bolbliksems in vliegtuigen waargenomen zijn, waarbij ze door de cabine zweven.
De meeste waarnemingen zijn gedaan in enkele seconden en onder gevaarlijke omstandigheden. Metingen aan natuurlijk voorkomende bolbliksem bestaan niet. Dat maakt het moeilijk om verklaringen van dit verschijnsel te bevestigen of te weerleggen.