Luchtdruk en hoe dit het weer beïnvloedt

Een belangrijk kenmerk van de aardatmosfeer is de luchtdruk, die wind- en weerpatronen over de hele wereld bepaalt. Zwaartekracht oefent een aantrekkingskracht uit op de atmosfeer van de planeet, net zoals het ons vasthoudt aan het oppervlak. Deze zwaartekracht zorgt ervoor dat de atmosfeer tegen alles wat het omringt duwt, de druk stijgt en daalt als de aarde draait.

Wat is luchtdruk?

Per definitie is atmosferische of luchtdruk de kracht per oppervlakte-eenheid uitgeoefend op het aardoppervlak door het gewicht van de lucht boven het oppervlak. De kracht uitgeoefend door een luchtmassa wordt gecreëerd door de moleculen waaruit het bestaat en hun grootte, beweging en aantal aanwezig in de lucht. Deze factoren zijn belangrijk omdat ze de temperatuur en dichtheid van de lucht en dus de druk ervan bepalen.

Het aantal luchtmoleculen boven een oppervlak bepaalt de luchtdruk. Naarmate het aantal moleculen toeneemt, oefenen ze meer druk uit op een oppervlak en neemt de totale atmosferische druk toe. Als het aantal moleculen daarentegen afneemt, neemt ook de luchtdruk af.

Hoe meet je het??

Luchtdruk wordt gemeten met kwik of aneroïde barometers. Kwikbarometers meten de hoogte van een kwikkolom in een verticale glazen buis. Terwijl de luchtdruk verandert, doet de hoogte van de kwikkolom het ook, net als een thermometer. Meteorologen meten de luchtdruk in eenheden die atmosferen (atm) worden genoemd. Eén atmosfeer is gelijk aan 1.013 millibar (MB) op zeeniveau, wat zich vertaalt in 760 millimeter kwikzilver wanneer gemeten op een kwikbarometer.

Een aneroïde barometer maakt gebruik van een spiraalbuis, waarbij de meeste lucht wordt verwijderd. De spiraal buigt dan naar binnen wanneer de druk stijgt en buigt uit wanneer de druk daalt. Aneroïde barometers gebruiken dezelfde meeteenheden en produceren dezelfde meetwaarden als kwikbarometers, maar ze bevatten geen enkel element.

Luchtdruk is echter niet overal op de planeet gelijk. Het normale bereik van de luchtdruk van de aarde is van 980 MB tot 1.050 MB. Deze verschillen zijn het gevolg van lage en hoge luchtdruksystemen, die worden veroorzaakt door ongelijke verwarming over het aardoppervlak en de drukgradiëntkracht. 

De hoogste luchtdruk ooit geregistreerd was 1.083,8 MB (aangepast aan zeeniveau), gemeten in Agata, Siberië, op 31 december 1968. De laagste gemeten druk ooit was 870 MB, geregistreerd toen Typhoon Tip de westelijke Stille Oceaan op 12 oktober trof, 1979.

Lagedruksystemen

Een lagedruksysteem, ook een depressie genoemd, is een gebied waar de atmosferische druk lager is dan die van het gebied eromheen. Lows worden meestal geassocieerd met harde wind, warme lucht en atmosferisch tillen. Onder deze omstandigheden produceren dieptepunten normaal gesproken wolken, neerslag en ander turbulent weer, zoals tropische stormen en cyclonen.

Gebieden die gevoelig zijn voor lage druk hebben geen extreme dagverloop (dag versus nacht) noch extreme seizoensgebonden temperaturen, omdat de wolken die boven dergelijke gebieden aanwezig zijn de inkomende zonnestraling terug in de atmosfeer reflecteren. Als gevolg hiervan kunnen ze overdag (of in de zomer) niet zo veel opwarmen en 's nachts fungeren ze als een deken die warmte vasthoudt.

Hogedruksystemen

Een hogedruksysteem, ook wel een anticycloon genoemd, is een gebied waar de atmosferische druk groter is dan die van de omgeving. Deze systemen bewegen met de klok mee op het noordelijk halfrond en tegen de klok in op het zuidelijk halfrond vanwege het Coriolis-effect.

Hogedrukgebieden worden normaal gesproken veroorzaakt door een fenomeen dat verzakking wordt genoemd, wat betekent dat naarmate de lucht in de hoge lucht afkoelt, deze dichter wordt en naar de grond beweegt. De druk neemt hier toe omdat meer lucht de ruimte vult die nog uit de lage ruimte komt. Bodemdaling verdampt ook het grootste deel van de waterdamp in de atmosfeer, dus hogedruksystemen worden meestal geassocieerd met heldere luchten en kalm weer.

In tegenstelling tot gebieden met lage druk, betekent de afwezigheid van wolken dat gebieden die vatbaar zijn voor hoge druk, extreem zijn in dag- en seizoentemperaturen, omdat er geen wolken zijn die inkomende zonnestraling blokkeren of uitgaande langgolvige straling 's nachts vangen.

Sfeervolle regio's

Over de hele wereld zijn er verschillende regio's waar de luchtdruk opmerkelijk consistent is. Dit kan resulteren in extreem voorspelbare weerpatronen in regio's zoals de tropen of de polen.

• Equatoriale lage druk trog: Dit gebied ligt in het equatoriale gebied van de aarde (0 tot 10 graden noord en zuid) en bestaat uit warme, lichte, stijgende en convergerende lucht. Omdat de convergerende lucht nat is en vol overtollige energie, zet deze uit en koelt hij tijdens het opstijgen, waardoor de wolken en zware regenval ontstaan ​​die overal in het gebied prominent aanwezig zijn. Deze lage-drukzonetrog vormt ook de Inter-Tropical Convergence Zone (ITCZ) en passaatwinden.
• Subtropische hogedrukcellen: Gelegen tussen 20 graden en 35 graden noord / zuid, dit is een zone met hete, droge lucht die ontstaat wanneer de warme lucht die uit de tropen afdaalt heter wordt. Omdat hete lucht meer waterdamp kan vasthouden, is het relatief droog. De zware regen langs de evenaar verwijdert ook het grootste deel van het overtollige vocht. De dominante winden in de subtropische hoog worden westelijke winden genoemd.
• Subpolaire lage druk cellen: Dit gebied ligt op 60 graden noord / zuid breedte en beschikt over koel, nat weer. De Subpolaire laag wordt veroorzaakt door de ontmoeting van koude luchtmassa's van hogere breedtegraden en warmere luchtmassa's van lagere breedtegraden. Op het noordelijk halfrond vormt hun ontmoeting het poolfront, dat de cyclonische stormen onder lage druk veroorzaakt die verantwoordelijk zijn voor neerslag in het noordwesten van de Stille Oceaan en een groot deel van Europa. Op het zuidelijk halfrond ontwikkelen zich zware stormen langs deze fronten en veroorzaken ze hoge wind en sneeuwval op Antarctica.
• Polaire hogedrukcellen: Deze bevinden zich op 90 graden noord / zuid en zijn extreem koud en droog. Met deze systemen bewegen winden weg van de polen in een anticyclone, die naar beneden daalt en divergeert om de poolpasen te vormen. Ze zijn echter zwak, omdat er weinig energie beschikbaar is in de polen om de systemen sterk te maken. De Antarctische high is echter sterker, omdat deze zich over de koude landmassa kan vormen in plaats van de warmere zee.