Verschillen in luchtdruk zorgen voor wind. Als die verschillen heel groot zijn, kan er een storm ontstaan, of zelfs een orkaan. Verderop gaan we dat nog nader bekijken.


De hoogste gemiddelde windsnelheid in Nederland werd gemeten op 7 september 1944 in Zeeland, bij Vlissingen. Maximaal waaide de storm naar schatting met 175 km/h. Niemand weet het precies, want alle windmeters gingen kapot ...

De storm met de ergste gevolgen was ook in Zeeland: op 31 januari en 1 februari 1953 gebeurde daar de 'watersnoodramp'.

Door de combinatie van storm en hoog water braken in Zeeland veel dijken door. Er verdronken toen 1835 mensen.



Druk

We weten al hoe je druk kunt berekenen:

  • p = druk, gemeten in pascal (Pa)
  • F = kracht, gemeten in newton (N)
  • A = oppervlak, gemeten in m²
1 Pa = 1 N/m²
1 Pa = 0,0001 N/cm²
1 N/cm² = 10000 Pa
1 hPa = 100 Pa
De gemiddelde luchtdruk
in Nederland is 1013 hPa.
Dat is dus 101300 Pa.

De eenheid hPa spreek je uit als 'hecto-pascal'; deze eenheid wordt vaak voor luchtdruk gebruikt.

Opdracht 5

Een dakpan is 40 cm lang en 30 cm breed. De dakpan heeft een massa van 4,2 kg en ligt plat op de grond.
Bereken de druk die de dakpan op de grond uitoefent.



Luchtdruk meten

Luchtdruk meet je met een manometer. Hiernaast zie je een manometer die geijkt is in N/cm². Maar waardoor ontstaat luchtdruk ? deze manometer meet de luchtdruk in N/cm²
Het gewicht van alle lucht boven ons drukt op de aarde. Misschien denk je dat lucht niet veel weegt, maar de atmosfeer is wel behoorlijk hoog. Zelfs op 200 km hoogte zijn nog luchtdeeltjes te vinden. We bevinden ons dus eigenlijk op de bodem van een diepe 'oceaan' van lucht !

Opdracht 6 a

Hoeveel kg lucht drukt er volgens de manometer op elke cm² ?

Opdracht 6 b

Hoe groot is de luchtdruk die de manometer aanwijst in hPa ?


Luchtdruk en hoogte

In de bergen is de luchtdruk lager dan aan zee. Dat is niet zo vreemd: in de bergen is er minder lucht boven je hoofd. Je bent opgestegen in de 'oceaan' van lucht.

Nederland ligt op de hoogte van de zeespiegel. De luchtdruk is daar gemiddeld 1013 hPa. Op de hoogste top van de Alpen, op ruim 4000 m hoogte, is de luchtdruk nog maar 650 hPa.

En op de Mount Everest is de lucht zo dun dat je met een zuurstoffles moet ademhalen. De luchtdruk is daar slechts 450 hPa.

Opdracht 7 a

Zoek op hoe hoog de Mount Everest is.

Opdracht 7 b

Leg uit hoe je een barometer als hoogtemeter kunt gebruiken.


Overdruk en onderdruk

Als astronaut moet je op de maan een speciaal ruimtepak dragen. Het ruimtepak beschermt je tegen de hoge temperatuur: meer dan honderd graden Celsius in de zon, en min 233 °C in de schaduw.

Op de maan is de luchtdruk nul. Dat is logisch, want er is ook geen lucht. Het pak houdt ook de ademlucht binnen. De druk van die lucht is 1000 hPa, net zoals op aarde. Bij het kleinste gaatje in het pak zou de lucht meteen naar buiten stromen.

astronaut Charles Duke op de maan
Boeing 767 boven Los Angeles

In het ruimtepak, in een fietsband, in een gasleiding of in een vliegtuig is de druk groter dan de luchtdruk van de omgeving. Dit noemt men de overdruk. Bij een lek stroomt de lucht (of het gas) naar buiten.
De druk in een vliegtuig is 1000 hPa. Op 7 km hoogte is de luchtdruk buiten 550 hPa. De overdruk in de kabine van het vliegtuig is dus 450 hPa.

In een duikboot, in een afgekoelde thermoskan of in het reaktorgebouw van een kerncentrale is de luchtdruk kleiner dan de druk van de omgeving. Dit noemt men de onderdruk.
De druk in een reactorgebouw is ongeveer 950 hPa. De luchtdruk buiten is b.v. 1010 hPa. De onderdruk is dan 60 hPa.



Opdracht 8 a

Waarom zorgt men ervoor dat in het reactorgebouw van een kerncentrale onderdruk heerst ?

Opdracht 8 b

Hiernaast zie je een foto van een manometer. Zal deze manometer gebruikt worden voor het meten van over- of van onderdrukken ?

Opdracht 8 c

Maak zelf een (woord-)formule waarmee je de overdruk kunt berekenen.


Hoe ontstaat wind ?

Ook op een vaste hoogte - b.v. op zeeniveau - is de luchtdruk niet constant. Bij zonnig, rustig weer is de luchtdruk soms hoger dan 1030 hPa. Bij storm kan de luchtdruk tot ver onder 990 hPa dalen.

Hieronder zie je een mooie manometer die ook het soort weer aangeeft.

Opdracht 9

Zoek op, hoe groot vandaag de luchtdruk is in Nederland. Welk soort weer is het dus volgens de barometer op dit moment ?



Terug naar de wind. Net zoals bij een lekkend ruimtepak stroomt lucht van hoge naar lage luchtdruk. Zo ontstaat wind.

Hieronder zie je een weerkaart van West-Europa tijdens een zware storm. Het centrum van de stormdepressie ligt op dat moment bij Schotland; het wordt met de letter "L" aangegeven. De dunne lijnen geven de luchtdruk weer. Overal langs de lijn met de rode stip bijvoorbeeld is de luchtdruk 1000 hPa.

De wind stroomt langs de lijnen van gelijke luchtdruk. Bij een lagedrukgebied op het noordelijk halfrond van de aarde stroomt de lucht linksom, tegen de wijzers van de klok. Hoe groter het verschil in luchtdruk hoe sterker de wind. Dus: hoe dichter de luchtdruklijnen bij elkaar liggen, hoe groter de windsnelheid.



Opdracht 10 a

Hoe groot was op dat moment de luchtdruk in Nederland ?

Opdracht 10 b

Hoe groot was de luchtdruk in het centrum van de stormdepressie ?

Opdracht 10 c

Waar was op dat moment de windsnelheid het grootst ?








De lucht stroomt niet in een rechte lijn van hoge naar lage druk. Dat komt door het draaien van de aarde. Daardoor draait de wind op het noordelijk halfrond tegen de wijzers van de klok in.

Dat zie je ook op de satellietfoto van de orkaan 'Isabel'. De wolken draaien met de wind om het middelpunt van lage druk.
Er zijn nog veel meer foto's van dergelijke stormen gemaakt.

Opdracht 11

Uit welke richting kwam de wind in Nederland tijdens de storm volgens de weerkaart ?



naar boven