In de meeste weersverwachtingen die gericht zijn op bergweer, speelt de windverwachting een prominente rol. Wind in de bergen is anders dan wind in valleien of vlaktes en heeft een meer typisch dagkarakter. Sommige winden zijn typisch voor het seizoen, terwijl sommige winden dominant aanwezig zijn en het dagelijkse ritme kunnen onderdrukken. In dit bericht zal ik proberen de verschillende bergwinden uit te leggen en wat de drijvende kracht achter deze wind is.
Speciale aandacht gaat uit naar heersende winden, stijgstromen en dalende wind, maar ook föhnwinden en het venturi-effect.
Allereerst: wat is wind eigenlijk?
De lucht op aarde heeft veel massa, ook al voel je die meestal niet. Het is een gas en gassen zetten sterk uit wanneer ze worden verwarmd en krimpen bijgevolg wanneer ze worden afgekoeld. Dit is de drijvende kracht achter alle weersomstandigheden op aarde: de zon verwarmt het oppervlak en de verwarmde lucht stijgt op. Hierdoor ontstaat lage druk. Maar aangezien er een evenwicht moet zijn (we leven tenslotte niet in een vacuüm), moet de lucht worden vervangen: wind is niets anders dan bewegende lucht. Bij grotere temperatuurverschillen heeft de bewegende lucht meer kracht.
Overheersende winden
Met overheersende winden in deze context, richten we ons niet op seizoenspatronen, maar eerder op de sterkte van de algehele kracht en richting. Als de overheersende wind voldoende sterk is, wordt het dagelijkse effect verminderd.
Wind op hoogte is op de meeste plaatsen in de wereld bijzonder sterk: de jetstream. Zo is er een sterk verband tussen de sterkte en locatie van de jetstream en weersystemen. Maar ook tussen hoogtes: dicht bij de grond, op 1500 meter, 5000 meter en 10.000 meter; de windsnelheden zijn aan elkaar gerelateerd, voor zover er sprake is van een overheersend windpatroon. Onder deze stabiele omstandigheden (stabiel qua atmosferische opbouw, het weer kan onstuimig zijn) is de windsnelheid een afgeleide van de bovenliggende windsnelheden.
Hoge bergen worden op grote hoogte aan de wind blootgesteld door het simpele feit dat ze zich op grote hoogte bevinden. Dit heeft een dubbel effect. Allereerst zijn de winden sterker op hoogte. Maar de lucht op lagere hoogten wordt tegen de bergketen gedrukt en moet ergens heen: bergopwaarts is de enige optie, wat het effect van de toch al sterkere wind vergroot.
Bergwind: het dagelijkse patroon
Bergwinden zijn heel typerend voor hun eigen locatie. Elke vallei heeft een ander kenmerk, dat wordt bepaald door hoogteverschil, hellingshoek, blootstelling, bewolking en de aanwezigheid van sneeuw of gletsjers.
Onderstaand profiel is een profiel van de Mont Blanc-vallei, zij het nogal schematisch. Aan de linkerkant heb je het hogere deel van het Mont Blanc-gebergte, dat op het westen is gericht. Aan de rechterkant heb je de Aiguilles Rouges.
Uitgaande van rustige omstandigheden (dus geen overheersend windpatroon), daalt de luchttemperatuur door uitstraling ‘s avonds en ‘s nachts – vooral als er sneeuw of ijs aanwezig is. Koudere lucht is zwaarder en begint bergafwaarts te stromen, langs de valleibodem. Wanneer de lucht niet snel genoeg kan ontsnappen, ontstaan zogenaamde vorstholten. Dit zijn typische omstandigheden voor een gebied: het is een gebied waar het kouder is dan wat je zou verwachten als je puur naar de hoogte en breedtegraad van een locatie kijkt.
De Mer de Glace in de Alpen is onder bepaalde omstandigheden zo’n vorsthol (“frost pocket, frost hollow, Kaltluftsee”). Koude lucht uit de omliggende bergen (allemaal boven de 4000 meter) stroomt bergafwaarts naar de gletsjer, waar relatief weinig ruimte is om te “ontsnappen”. Alleen helemaal onderaan de gletsjervallei is er een opening naar de bredere vallei.
Zulke winden worden katabatische wind genoemd, afkomstig van het Griekse woord Katabaino wat naar beneden gaan betekent. Deze kunnen bij grote ijskappen vreselijk sterk zijn: ze zijn er de oorzaak van dat Antarctica het winderigste continent op aarde is. Maar ook langs de ijskappen van Groenland zijn ze sterk en rondom grote gletsjers met name op windstille zomerdagen voelbaar aanwezig.
Overdag: het omgekeerde vindt plaats
Wanneer de zon de vallei begint op te warmen, breekt de stijgende lucht (als gevolg van de schijnende zon) de beweging van de katabatische winden. Het is de typische ochtendstilte van een zomerochtend. Als de temperatuur verder stijgt, begint de lucht bergopwaarts te bewegen: anabatische winden. Dit zijn de opgaande luchtstromen.
Overdag komt de zon hoger te staan en schijnt meer verticaal, en ook het andere deel van de bergen ligt in de zon. De windsnelheden langs de bergruggen nemen toe naarmate de lucht wordt opgewarmd. Die luchtbeweging drijft de roofvogels en ooievaars, maar ook de parapenters, langs de bergen of boven verhitte vlaktes.
Aan het eind van de dag zal de wind aan één kant van de berg afnemen, omdat er minder zonne-energie beschikbaar is om het oppervlak op te warmen. Over het algemeen kun je stellen dat een droog berggebied meer wind zal hebben, omdat het oppervlak sneller opwarmt. Gletsjergebieden zullen minder “last” hebben van de opwarming door de zon, omdat de luchttemperatuur niet zoveel stijgt als zonder sneeuw en ijs: sneeuw en ijs weerkaatsen veel zonne-energie.
Deze bries kan behoorlijk intens zijn en is het sterkst op een zuidhelling, zoals in de Tarentaise tussen Moutiers en Bourg Saint Maurice. Op deze dagelijkse winden kun je de klok vrijwel gelijkzetten.
Föhn
Föhn-winden zijn typerend voor alle berggebieden en kunnen ongelooflijk sterk zijn. Ze worden synoptisch aangedreven en hebben geen dagelijkse gang: een resultaat van het algehele weerpatroon. De föhnwinden waaien aan de lijzijde van een berg, terwijl de loefzijde wordt blootgesteld aan de vochtige lucht en te maken kan hebben met heel veel neerslag.
Vochtige, stabiele en relatief milde lucht wordt over een berghelling geperst: de lucht koelt af door adiabatische koeling: de lucht zet uit of decomprimeert. Deze afkoeling dwingt het vocht tot condensatie en er ontstaan wolken. Deze condens zorgt er eigenlijk voor dat de lucht relatief opwarmt dankzij de vrijkomende condensatiewarmte. Hoewel de lucht nog steeds afkoelt door het stijgen (en dus uitzetten) van de lucht, gaat dit minder snel in deze “verzadigde” lucht dan in droge lucht. Door verdere condensatie ontstaat regen (of sneeuw) en komt het vocht vrij uit de lucht.
Aan de andere kant van de berg daalt de lucht. Echter, nu er geen vocht meer aanwezig is, warmt de lucht op met 1 graad per 100 meter (zgn. droog-adiabatische opwarming). Hierdoor wordt het aan de lijzijde beduidend warmer, droger en zonniger. Hoeveel warmer?
Stel je voor dat we een situatie hebben waarin de wind uit het westen komt. In de Saône-vallei, ten westen van de Alpen, is het 20 graden Celsius. Vochtige lucht komt binnen, met een verzadigingsniveau op 2500 meter hoogte. Totdat de lucht verzadigd is koelt deze af met 1 graad per 100 meter. Op 2500 meter is het nu 5 graden Celsius. De lucht wordt verder omhoog gestuwd, helemaal over de Mont Blanc op 4800 meter hoogte.
Naarmate de lucht verzadigd is, vertraagt de afkoeling tot 0,6 graden per 100 meter: een toptemperatuur van -9 graden. Aan de lijzijde van de berg is het vocht weg: het is als sneeuw en regen op de bergen losgelaten en wat er nog over is van het vocht verdampt bij het afdalen.
Omdat er geen vocht is, is het resulterende proces adiabatische verwarming, met een snelheid van 1 graad per 100 meter. Het resultaat is een zeer zonnige, droge, warme 25 graden Celsius in Courmayeur op 1400 meter hoogte. Aanzienlijk warmer dan de 20 graden in de Saône-vallei.
Venturi-effect: extreem hoge windsnelheden
Onder sommige specifieke omstandigheden kan de wind flink toenemen. Dit is met name het geval wanneer er sprake is van een zogenaamd Venturi-effect. Dit effect kan optreden wanneer de wind door een (plotseling) kleiner kanaal beweegt, zoals een ravijn. Door de zijkanten van de kloof of vallei geleid, wordt de lucht vernauwd en dus gedwongen om te versnellen. Het is vergelijkbaar met een rivier: wanneer de rivier smaller wordt, stroomt het water sneller omdat dezelfde hoeveelheid vloeistof moet passeren.
Deze effecten zijn sterk afhankelijk van de lokale geografie en windrichting. Het meest bekende (Europese) voorbeeld is de Mistral in de Rhône-vallei in Frankrijk. Onder bepaalde omstandigheden (lage luchtdruk boven Genua, hoge druk in het westen) wordt de wind door het Rhônedal geforceerd, waardoor deze versnelt. De Rhône-vallei is lang en eenrichtingsverkeer: het gaat van noord naar zuid.
Venturi-effecten spelen echter ook een rol op meer lokale schaal, maar kunnen zeer onvoorspelbaar zijn en moeten ter plaatse worden bekeken.
Welke invloed heeft de wind op mijn wandelroutes?
Je vraagt je misschien af: leuk om te weten. Und jetzt? Het is wel degelijk belangrijk bij het plannen van je routes! Waar een kleine winddraaiing in het laaglang of in de bossen vrijwel irrelevant kan zijn, kan door lokale effecten een kleine draaiing van de wind een groot verschil maken.
Weten of er een föhnwind gaat opsteken en wat het effect kan zijn, kan cruciaal zijn. Föhn-winden kunnen sterk zijn, maar vertegenwoordigen meestal zeer goed (zonnig en droog) weer aan de lijzijde. Het vermindert ook een groot pak sneeuw in een paar dagen of zelfs uren. De hoge windsnelheden, droge lucht en hoge temperaturen zijn “het beste” recept om sneeuwbedekking te verminderen. Aangezien de lucht droog is, betekent dit ook dat eventueel nog aanwezige sneeuwveld misschien niet erg nat zijn omdat de sneeuw niet smelt, maar verdampt (sublimatie).
Kennis van de katabatische en anabatische winden kan nuttig zijn bij het plannen van het oversteken van bergkammen of het vinden van een plek om de tent op te zetten. Blootliggende bergkammen aan de kant van een vallei met middagzon kunnen harde wind veroorzaken en het opzetten van de tent bemoeilijken.
Terwijl het opzetten van je tent in een vorsthol eenvoudig kan worden voorkomen door een iets andere kijk op je omgeving te hebben en de “risico’s” van de katabatische winden te kunnen zien en de juiste locatie te kiezen.