Weer: alles wat u moet weten over de raarste winterfenomenen

Noot van de redactie: extreem koud weer kan ongewone verschijnselen veroorzaken, van zgn. Zee-rook tot modderige oceaangolven. Zoals atmosferische wetenschapper Scott Denning uitlegt, worden deze opvallende gebeurtenissen voornamelijk veroorzaakt door het gedrag van water bij zeer lage temperaturen.

Waarom lijkt het meer en het oceaanwater te stomen tijdens koude drukknopen?

Er zijn drie fasen of toestanden van water: vast ijs, vloeibaar water en gasvormige waterdamp. Zelfs bij extreem koud weer, kan vloeibaar water niet kouder zijn dan het vriespunt - ongeveer 32 graden Fahrenheit - dus het oppervlak van de oceaan is veel warmer dan de lucht erboven.

Veel water verdampt uit de warmere oceaan in de koudere droge lucht erboven. Zodra dit onzichtbare gas zelfs maar een beetje boven het relatief warme water stijgt, raakt het lucht die veel kouder is en niet veel damp kan vasthouden, zodat de damp condenseert tot microscopische druppels vloeibaar water in de lucht.

Sommige mensen noemen de piekerige wolken veroorzaakt door condensatie net boven de winter oceaan of meren "zee rook." Dat is een betere term dan stoom. Echte stoom is zeer hete waterdamp - dat wil zeggen water in zijn gasfase, dat onzichtbaar is.

Weerkijkers lijken erg enthousiast te zijn over donderslagen. Wat is het en waarom is het zeldzaam?

Thunder is een geluidsgiek die ontstaat wanneer een bliksemschicht de lucht sneller laat uitzetten dan de geluidssnelheid. Bliksem wordt gevormd door vonken van statische elektriciteit tussen de wolken en de grond. De wrijving die deze statische elektriciteit vormt, wordt meestal veroorzaakt door snel stijgende "thermiek" van drijvende lucht op warme zomerdagen, waardoor onweersbuien in de zomer veel voorkomen.

Lucht kan niet uit de koude wintergrond opstijgen, omdat de koude lucht dicht is, dus in de winter is onweer ongebruikelijk. Thundersnow gebeurt er wanneer echt koude lucht vanuit het noorden waait. Deze koude lucht is dichter dan de lucht aan de oppervlakte, dus valt deze letterlijk naar beneden, waardoor de oppervlaktelucht omhoog wordt geduwd. Dit kan precies dezelfde soort statische lading creëren als een onweersbui in de zomer, en BOOM - Thundersnow! Dit gebeurt alleen met een echt dramatische verandering in temperatuur, zoals de nadering van een Arctische koude front.

Hoe vaak komt het voor dat de oceanen buiten de poolstreken bevriezen?

Zout water heeft een lager vriespunt dan zoet water, daarom zetten we zout in onze straten en trottoirs om in de winter ijs te smelten. Zeewater is zout genoeg dat het echt koud moet worden om te bevriezen - rond de 28 graden F. Het is vrij ongebruikelijk dat zeewater in de continentale Verenigde Staten bevriest, hoewel het altijd voorkomt in de arctische winter.

Wanneer het zeewater bevriest, wordt het meeste van zijn zout naar beneden gedrukt in het oceaanwater eronder. Dit is de reden waarom mensen in het noordpoolgebied zee-ijs kunnen smelten voor drinkwater. Zoals kleine stukjes zoetwaterijs zich vormen aan het oppervlak van de oceaan, wordt het resterende water zouter en zouter, zodat het steeds moeilijker wordt om het te bevriezen.

Maar soms, wanneer het extreem koud is, komt er aan de oppervlakte van de oceaan een beetje ijs tevoorschijn. Golven breken ze op, zodat het oppervlak kan worden als een golvende slurpee. Voor iedereen die de kou wil trotseren, is het heerlijk om aan de kust te staan ​​en naar de rokende, modderige zee te kijken met zijn slow-motion surf. Aan de polen is het zo koud dat drijvende ijskristallen uiteindelijk samenkomen en vast worden in zee-ijs.

Wetenschappers hebben ontdekt dat Mars ook sneeuw heeft. Hoe verschillen ze van sneeuw op aarde?

De atmosfeer op Mars is bijna pure koolstofdioxide, die we kennen als het belangrijkste broeikasgas dat de klimaatverandering hier op aarde veroorzaakt. Maar de atmosfeer van Mars is veel dunner dan die van ons, dus het houdt niet veel warmte vast. Op een mooie Mars zomerdag kan de temperatuur oplopen tot 70 graden F en dan dalen tot min 100 graden F in dezelfde nacht.

De winters zijn daar zelfs kouder. Het wordt zo koud in de polaire winters op Mars dat de lucht zelf bevriest, waardoor kleine koolstofdioxide-sneeuwvlokken zo groot worden als rode bloedcellen, die zich diep genoeg opstapelen om poolkappen van droogijs te maken.

Tijdens de lange poolnacht valt ongeveer een derde van de atmosfeer van Mars als sneeuw. Dit maakt een gedeeltelijk vacuüm en zuigt de winden van het zomer halfrond van de planeet naar het winter halfrond om het verschil te maken. In het voorjaar keren deze planeetwind de richting om, terwijl het droge ijs teruggaat naar het gas en begint uit te vallen aan de andere kant van Mars.

Verderop in het zonnestelsel hebben de planeten van de 'ijsreuzen' en veel van hun manen enorme hoeveelheden water en kooldioxide-ijs - veel grotere hoeveelheden dan al onze oceanen. Maar op aarde kan droog ijs zich niet boven minus 110 graden C vormen. Dus er zal nooit kooldioxidesneeuw op onze planeet zijn - alleen bevroren water in al zijn vele vormen.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation door Scott Denning. Lees hier het originele artikel.