Bomen leunend tegen het dak van een rij huizen in een straat in Haarlem. Misschien herinner je je dat beeld nog wel? Het was een foto die in de media rondging op 5 juli 2023 toen zomerstorm Poly over Nederland raasde. Tot grote schrik van de bewoners werden de bomen in hun straat door de storm allemaal losgerukt uit de grond en belandden tegen de daken van hun huizen. Vooral in het westen en noorden van Nederland liet storm Poly een spoor van vernieling achter. In Haarlem kwam zelfs een inzittende van een auto om het leven, doordat er een boom op de auto viel.
Storm Poly was een zware storm en belandde daardoor in de top 10 van zwaarste zomerstormen in Nederland sinds 1970. In IJmuiden werden windstoten gemeten van wel 146 km/uur! Toch was de dag ervoor nog niet duidelijk dat deze storm zo zwaar zou worden. Pas een aantal uur van tevoren zagen meteorologen dat de storm zich zou ontwikkelen tot zo’n zware storm.
| Top 10 zware zomerstormen sinds 1970 |
| 1. 28 mei 2000 |
| 2. 12 mei 1983 |
| 3. 13 september 2017 |
| 4. 28 september 1975 |
| 5. 25 juli 2015 |
| 6. 14 augustus 1985 |
| 7. 5 juli 2023 (storm Poly) |
| 8. 23 septemeber 1988 |
| 9. 21 september 1990 |
| 10. 24 september 2012 |
Figuur 2: Lijst met de top 10 zwaarste stormen sinds 1970. Bron: KNMI.
Harde wind of storm?
Je spreekt van een storm als de windkracht 9 of meer is op de schaal van Beaufort. Deze schaal is in 1805 bedacht door de Ier Francis Beaufort – die officier was bij de Royal Navy, de Britse militaire vloot. De schaal baseerde hij op de kracht die de wind per oppervlakte-eenheid uitoefende. Later is dit aangepast en sinds 1946 is de schaalverdeling gebaseerd op de gemiddelde windsnelheid gedurende 10 minuten op een hoogte van 10 meter boven de grond. Het woord windkracht is dus eigenlijk niet helemaal juist.
| Windkracht | Omschrijving | Gemiddelde windsnelheid over 10 min (km/uur) |
| 0 | Windstil | 0-1 |
| 1 | Zwakke wind | 1-5 |
| 2 | Zwakke wind | 6-11 |
| 3 | Matige wind | 12-19 |
| 4 | Matige wind | 20-28 |
| 5 | Vrij krachtige wind | 29-38 |
| 6 | Krachtige wind | 39-49 |
| 7 | Harde wind | 50-61 |
| 8 | Stormachtig | 62-74 |
| 9 | Storm | 75-88 |
| 10 | Zware storm | 89-102 |
| 11 | Zeer zware storm | 103-117 |
| 12 | Orkaan | ≥ 117 |
Figuur 3: Schaal van Beaufort. Bron: KNMI.
Op de dag dat Poly voorbijraasde registreerde het weerstation in IJmuiden windkracht 11. De windsnelheden lagen tussen 103 en 117 km/uur. Het was dan ook een zeer zware storm.
Temperatuurverschillen drijfveer
Wind is het stromen van lucht. De drijvende kracht achter luchtstromingen zijn temperatuurverschillen en als gevolg daarvan drukverschillen in de atmosfeer. Op grote schaal ontstaan deze temperatuurverschillen doordat de zoninstraling bij de evenaar veel hoger is dan bij de koude polen. De aarde warmt op bij de evenaar en straalt deze warmte uit naar de lucht. De warme lucht stijgt hierdoor op bij de evenaar en zuigt daar weer nieuwe lucht aan vanuit het noorden en zuiden.
De opstijgende lucht buigt in hogere luchtlagen richting de polen. Onderweg koelt de lucht die richting de polen stroomt weer af en zakt ongeveer bij de 30e breedtegraad terug naar het aardoppervlak. Daar stroomt het dan weer terug naar de evenaar. Deze rondgaande stroming tussen de evenaar en de 30e breedtegraad noemt men de Hadleycel. Ook bij de polen heb je zo’n rondgaande stroming: de polaire cel. Hier daalt de afgekoelde lucht juist boven de pool, stroomt over land richting de evenaar, warmt weer op en stijgt daardoor op bij de 60e breedtegraad. Daar stroomt het in de hogere luchtlagen weer terug naar de Noordpool. Tussen deze beide cellen in zit de Ferrelcel. De circulatie hierin is het gevolg van de andere twee rondgaande stromingen.
In de cellen stroomt de lucht rond van zuid naar noord en weer terug. Maar door de draaiing van de aarde heb je ook te maken met de corioliskracht op de luchtstroming. Peter Kuipers Munneke is glacioloog en werkt parttime als weerman bij het NOS Journaal: “Je kunt het je zo voorstellen: als een luchtpakketje op de evenaar een rondje draait, dan legt dit pakketje 40.000 kilometer per dag af. Beweegt het pakketje naar het noorden, bijvoorbeeld naar 30 graden noorderbreedte, dan is de cirkel die het pakketje aflegt nog maar zo’n 34.000 kilometer. Door het behoud van impuls vindt er een schijnbare versnelling plaats naar rechts, naar het oosten. De lucht stapt als het ware over van een grote naar een kleine carrousel maar verliest geen snelheid. Daarom versnelt de lucht in oostelijke richting. De beweging in de cellen in figuur 4 leidt dus ook tot een stroming in de oost-west-richting.
Waardoor ontstaat nu een gebied met zo’n harde wind dat er storm uit ontstaat? Hiervoor moet je kijken wat er gebeurt op plekken waar warme en koude lucht elkaar tegenkomen. Peter Kuipers Munneke: “Op het noordelijk halfrond ontstaat wind op het grensvlak tussen warme lucht afkomstig uit het zuiden en koude lucht afkomstig uit het noorden. De plek waar deze koude en warme luchtstromen elkaar treffen noem je het polaire front. Door allerlei omstandigheden – bijvoorbeeld wanneer dit front boven een kustlijn ligt waar de zee koud is en het land warm – kunnen er golven ontstaan in dit grensvlak.”
“Die golven slaan meestal om doordat de corioliskracht ook een rol speelt”, vervolgt Kuipers Munneke. “Daardoor ontstaat een rotatie, een werveling. Het ontstaan van deze rotatie in de lucht – een lagedrukgebied – dat noem je cyclogenese.”
Zoals je al eerder zag, beïnvloedt ook de draaiing van de aarde luchtstromingen. Hierdoor zullen de golven die ontstaan tussen warme en koude lucht op het noordelijk halfrond (zie figuur 1) tegen de wijzers van de klok in afbuigen en op het zuidelijk halfrond met de wijzers van de klok mee.
Naast stromingen in het onderste deel van de atmosfeer is er in de hogere luchtlagen ook nog een straalstroom. Ook de straalstroom wordt aangedreven door temperatuurverschillen tussen polaire en tropische lucht. De straalstroom beweegt veel sneller dan lucht in de onderste luchtlagen. De straalstroom kan zelfs snelheden tot zo’n 350 kilometer per uur bereiken! Door deze hoge snelheid gaat de stroming meestal rechtdoor en buigt deze niet zo makkelijk af. Toch kan de straalstroom ook kronkelen, oftewel meanderen. Dat dit gebeurt hangt samen met de ligging van oceanen en continenten. Die verstoren de straalstroom, waardoor deze versnelt of vertraagt. Hierdoor gaat de straalstroom meanderen.
Als de straalstroom versnelt op het noordelijk halfrond, dan zie je dat de straalstroom linksom buigt. Je noemt dit ook wel divergentie. Vertraagt de straalstroom, dan buigt deze rechtsom. Dit heet convergentie. Kuipers Munneke: “Je zou het kunnen vergelijken met een groep formule-1-auto’s die uit de bocht komt. Als de auto’s versnellen, dan wordt het kluitje auto’s uitgerekt tot een lang lint. Andersom, als ze een nieuwe bocht ingaan, wordt het lange lint weer samengedrukt tot een compact groepje auto’s, ze convergeren. Als divergentie optreedt bij de straalstroom, dan zorgt dit voor aanzuiging van lucht vanuit de luchtlaag eronder. Dat effect versterkt het lagedrukgebied. Een lagedrukgebied op het noordelijk halfrond kan dus uitgroeien tot een storm als de lucht erboven versnelt. Dat gebeurt bijvoorbeeld als de straalstroom naar links afbuigt.”
Figuur 7: Straalstroom die meandert. Bron: Wikimedia.
Moeilijk voorspellen
Waarom was het zo moeilijk om te voorzien dat storm Poly zo groot zou worden? “Over het algemeen zijn zomerstormen – stormen tussen april en september – kleiner van omvang dan winterstormen”, legt Kuipers Munneke uit. “In de winter zijn weersystemen heel groot, die breiden zich bijvoorbeeld helemaal uit tussen Ierland en Oostenrijk. Ze worden aangezwengeld door grote temperatuurverschillen tussen de warme tropen en de koude poolgebieden. Als er dan draaikolken in de luchtlagen ontstaan, dan zijn die veel groter dan in de zomer. In de zomer zijn de temperatuurverschillen veel kleiner en komt de vorming van draaikolken die leiden tot storm veel preciezer. Er ontstaat dan alleen storm onder heel bijzondere omstandigheden, de puzzelstukjes moeten als het ware precies kloppen.”
Hoewel het weer steeds beter te voorspellen is, verraste storm Poly de meteorologen toch nog. “Op 5 juli 2023 keek ik ’s ochtends vroeg naar de laatste waarnemingen. Ik dacht meteen: ik moet heel gauw naar Hilversum!” vertelt Kuipers Munneke. “Om zes uur ’s ochtends had het KNMI de actuele waarnemingen doorgegeven. De laatst beschikbare voorspelling uit de weermodellen was op dat moment al zo’n zes uur oud. Door deze voorspelling naast de actuele meting te leggen, zag ik dat het ernstiger uitpakte dan voorspeld.”
Om het Nederlandse weer te voorspellen, gebruiken meteorologen weermodellen die de weersvoorspelling berekenen voor het gebied Noordwest-Europa. Deze weermodellen zijn gebaseerd op natuurkundige wetten die de luchtstroming en de warmte- en vochtuitwisseling beschrijven. Deze voorspellingen worden vier keer per dag aangeleverd (om 0:00, 6:00, 12:00 en 18:00 UTC – Universal Time Coordinated, in Nederland in de zomertijd dus om 2:00, 8:00, 14:00 en 20:00 uur). Er zijn meerdere soorten weermodellen met wat andere uitgangspunten. Daarom zit er wat spreiding in de voorspelde parameters en dus ook in de voorspelde windsnelheden.
Bij Poly bleken de windsnelheden ’s ochtends bij de meting uiteindelijk aanzienlijk hoger te liggen dan de voorspelde waarden op basis van de weermodellen. Alle omstandigheden bleken elkaar zo te versterken dat het lagedrukgebied toch nog onverwachts uitgroeide tot een fikse storm. Een zomerstorm komt niet vaak voor, maar als het gebeurt kan dat grote gevolgen hebben. Doordat bomen in de zomer vol in het blad zitten, vangen ze extra wind. De ontzettend harde wind tijdens een zomerstorm zal daardoor sneller bomen lostrekken uit de grond, zoals op 5 juli 2023 helaas ook gebeurde in Haarlem en in andere delen van Nederland…
