Wat is een shelfcloud?

Heb je ooit al eens van de term ‘shelfcloud’ gehoord? We durven te zeggen dat veel van onze volgers dat woord al eens langs hebben zien komen. Kans op een shelfcloud schrijven we wel eens als onweersbuien in de vorm van een onweerslijn overtrekken. Of: bij de chase zagen we een mooie shelf! Maar wat is zo’n shelfcloud nu precies? Hoe ontstaat een dergelijke wolk? En, ook wel een belangrijk item: wat is het verschil tussen een shelfcloud en een rolwolk?

In dit artikel gaan we al die vragen voor je beantwoorden 🙂

We beginnen bij de normale onweersbui 😉

Een onweersbui: updraft en downdraft

Een onweersbui heeft zowel een updraft als een downdraft. De updraft zuigt warme lucht de bui in. Het is de motor van de onweersbui. Na een tijdje ontstaat er regen en beweegt met die vallende regen een stroom koude lucht mee naar de grond: de downdraft.

Dat ziet er ongeveer zo uit:

En dan nu door naar de shelfcloud.

De downdraft moet opzij

Het is misschien een beetje vreemd dat we eerst de updraft en de downdraft van de bui langs hebben laten komen. Maar dat is het niet. Beide hebben namelijk uitermate veel te maken met het ontstaan van de shelfcloud.

Een Galileothermometer werkt ook op basis van de Wet van Archimedes. Aan verschillende ‘bolletjes’ is een temperatuur gekoppeld. In alle bolletjes zit een ander soort vloeistof. De dichtheid van die vloeistof wordt kleiner dan de dichtheid van de vloeistof van de thermometer als de temperatuur de waarde bereikt – bijvoorbeeld 18 graden op de afbeelding. Het bolletje ‘stijgt’ dan. Het onderste ‘gestegen’ bolletje geeft de actuele temperatuur aan. Fotograaf: Nolf, licentie: publiek domein.

De regen, en dus de downdraft, bereikt op een bepaald moment de grond. Waar moet de lucht dan naartoe? Naar boven kan niet – daar komt nog meer koude lucht vandaan. Naar onderen ook niet: de lucht kan niet de grond in trekken.

Dan zit er nog maar één ding op: de lucht moet opzij.

We voelen dat als de koude wind die opsteekt een aantal minuten voordat het onweer losbarst.

Maar misschien hebben jullie ooit wel eens gehoord van de Wet van Archimedes. Deze natuurkundige wet dicteert dat een gas met een lagere dichtheid (dat wil zeggen, deeltjes per bepaalde hoeveelheid inhoud gas) ‘lichter’ is dan een gas met een hogere dichtheid. Het lichtere gas stijgt terwijl het zwaardere gas zakt.

En laat warme lucht nu een kleinere dichtheid hebben dan koude lucht.

Wat denk je dat er gebeurt als de koude lucht ‘opzij’ wordt geduwd door meer koude lucht die met de downdraft naar beneden komt?

Juist 🙂 Die duwt de warme lucht die voor de bui hangt omhoog.

De vorming van de shelfcloud

Het gevolg is dat deze warme lucht afkoelt, op een bepaald moment het condensatiepunt bereikt en eindigt in de vorm van een wolk.

Maar we hebben nu nog steeds geen shelfcloud.

We hebben daarvoor een extra ingrediënt nodig: windschering.

Als we een verticale doorsnede van de atmosfeer maken dan kunnen we op alle hoogtes bekijken wat de wind doet. Hoe hard waait de wind? Uit welke richting waait de wind?

Hij waait namelijk nooit op alle hoogtes uit één richting of met één bepaalde snelheid. Dit noemen we, inderdaad, windschering. We hebben twee typen windschering: richtingsschering en snelheidsschering. In het eerste geval verandert de windrichting met hoogte. In het tweede geval de snelheid. Het is mogelijk dat ze beiden tegelijkertijd voorkomen.

Als er tijdens een bepaalde onweersdag een behoorlijke hoeveelheid windschering aanwezig is in met name de onderste lagen van de atmosfeer, dan kan het zijn dat er verstoringen van de wind ontstaan die voor de juiste condities zorgen voor een bepaald type wolk.

En inderdaad, op dat moment ontstaat hij: de shelfcloud. Hij wordt ook wel ‘cumulonimbus arcus’ genoemd, de ‘boog’ (arcus) onder de ‘onweerswolk’ (cumulonimbus).

En dat ziet er dan zo uit:

Shelfclouds en buienlijnen

Een shelfcloud. Auteur/licentie: NOAA/Public Domain.

We schreven in het begin van het artikel: de kans op een shelfcloud is aanwezig bij een buienlijn. Het is namelijk geen toeval dat shelfclouds en buienlijnen vaak met elkaar gepaard gaan. Net zoals de shelfcloud ontstaat de buienlijn vaak ook als de buien ontstaan in een atmosfeer met een redelijke hoeveelheid windschering.

De buien ‘clusteren’ dan als het ware – ze smelten met elkaar samen. Soms gebeurt dat in de vorm van een groot onweerscomplex, maar vaak ook in de vorm van een buienlijn.

En volgens het principe hierboven is het dan goed mogelijk dat er een imposante ‘shelfcloud’ ontstaat.

Het verschil met een rolwolk

In het nieuws horen we ook wel eens wat over een ‘rolwolk’. Is dat hetzelfde als een shelfcloud? Nee. Maar het is wel hetzelfde als een cumulonimbus arcus.

Vreemd hè?

Toch niet.

De arcus komt namelijk in twee verschillende vormen voor: in de vorm van een shelfcloud en in de vorm van een rolwolk (in het Engels: roll cloud). Dat verschil is subtiel en wordt vaak gemist. Dat is logisch, want nieuwsmedia hebben bijvoorbeeld veelal de specialistische kennis niet in huis (behalve bij de weerman, maar die heeft bij zwaar onweer wel iets anders te doen).

Maar het verschil is er wel. Kijk maar:

(beide afbeeldingen publiek domein)

Links de shelfcloud, rechts de rolwolk (of als je mobiel surft: boven de shelfcloud, onder de rolwolk).

Het verschil zit ‘m in de koppeling van de wolk met de rest van de wolk. Bij de shelfcloud is deze er wel, bij de rolwolk niet. De rolwolk is dus haast een soort ‘deegroller’ die aan komt rollen voorafgaand aan de onweersbui terwijl de shelfcloud zo’n beetje aan de bui vast zit.

Hoe kan dat?

Dat heeft wederom met de windschering te maken. Als de wolk aan de onderkant andere ‘windcondities’ ervaart dan aan de bovenkant (bijvoorbeeld doordat de wind ‘erboven’ tegengesteld waait aan de wind ‘eronder’), dan kan de wolk gaan ‘rollen’. En voilà, daar is het verschil tussen de shelfcloud en rolwolk 🙂

Dat gebeurt niet heel vaak. Een rolwolk is relatief zeldzaam, terwijl we de shelfcloud toch meerdere keren per jaar terug zien komen bij (veelal felle) onweersbuien 🙂

Zo. We hopen dat jullie weer wat meer op de hoogte zijn van al het moois dat de atmosfeer regelmatig aan ons laat zien. Heb je zelf ooit een shelfcloud gezien? Laat dan gerust je verhaal achter. We horen graag van je in de reactiebox hieronder. Ook als je graag wilt dat het weer eens gaat onweren – laat het weten!