Hoe zien de wolken eruit die golven breken?

Kijk omhoog op een winderige dag en je zou een Kelvin-Helmholtz-wolk kunnen zien. Ook bekend als een 'golvende wolk', lijkt een Kelvin-Helmholtz-wolk op rollende oceaangolven in de lucht. Ze worden gevormd wanneer twee luchtstromen met verschillende snelheden elkaar ontmoeten in de atmosfeer en ze maken een verbluffend zicht.

Wat zijn Kelvin-Helmholtz-wolken?

Kelvin-Helmholtz is de wetenschappelijke naam voor deze indrukwekkende wolkenformatie. Ze worden ook wel billowwolken, shear-gravity clouds, KHI clouds of Kelvin-Helmholtz billows genoemd. 'Fluctus'is het Latijnse woord voor' billow 'of' wave 'en dit kan ook worden gebruikt om de wolkenformatie te beschrijven, hoewel dat meestal voorkomt in wetenschappelijke tijdschriften.

De wolken zijn genoemd naar Lord Kelvin en Hermann von Helmholtz. De twee fysici bestudeerden de verstoring veroorzaakt door de snelheid van twee vloeistoffen. De resulterende instabiliteit veroorzaakt de brekende golfvorming, zowel in de oceaan als in de lucht. Dit werd bekend als Kelvin-Helmholtz Instability (KHI).

Kelvin-Helmholtz instabiliteit wordt niet alleen op aarde gevonden. Wetenschappers hebben formaties waargenomen op Jupiter evenals Saturnus en in de corona van de zon. 

Waarnemen en effecten van Billow-wolken

Kelvin-Helmholtz-wolken zijn gemakkelijk te identificeren, hoewel ze van korte duur zijn. Wanneer ze zich voordoen, merken mensen op de grond dit op.

De basis van de wolkenstructuur zal een rechte, horizontale lijn zijn, terwijl golven van 'golven' langs de bovenkant verschijnen. Deze rollende wervelingen op de top van de wolken zijn meestal gelijkmatig verdeeld.

Heel vaak vormen deze wolken zich met cirrus, altocumulus, stratocumulus en stratus wolken. In zeldzame gevallen kunnen ze ook voorkomen met stapelwolken. 

Zoals bij veel verschillende wolkenformaties, kunnen golvende wolken ons iets vertellen over atmosferische omstandigheden. Het duidt op instabiliteit in luchtstromen, die ons op de grond niet mogen beïnvloeden. Het is echter een punt van zorg voor vliegtuigpiloten, omdat het een turbulentiegebied voorspelt.

Je herkent deze wolkenstructuur misschien aan het beroemde schilderij van Van Gogh, "De sterrennacht."Sommige mensen geloven dat de schilder werd geïnspireerd door golvende wolken om verschillende golven in zijn nachtelijke hemel te creëren.

De vorming van Kelvin-Helmholtz-wolken

De beste kans om golvende wolken waar te nemen is op een winderige dag omdat ze zich vormen waar twee horizontale winden elkaar ontmoeten. Dit is ook het geval wanneer temperatuurinversies - warmere lucht bovenop koelere lucht - optreden omdat de twee lagen verschillende dichtheden hebben.

De bovenste luchtlagen bewegen met zeer hoge snelheden terwijl de onderste lagen vrij langzaam zijn. De snellere lucht neemt de bovenste laag van de wolk waar het doorheen stroomt en vormt deze golfachtige rollen. De bovenste laag is meestal droger vanwege zijn snelheid en warmte, wat verdamping veroorzaakt en verklaart waarom de wolken zo snel verdwijnen.

Zoals je kunt zien in deze Kelvin-Helmholtz-animatie, vormen de golven zich met gelijke intervallen, wat ook de uniformiteit in de wolken verklaart.