Het regent weer!

DOOR EEN ONTWAAKT!-MEDEWERKER IN IERLAND

„Nee hè! Het regent weer!”

Hebt u dat ook weleens gezegd? Misschien wel toen u hartje zomer een schilderachtige plek aan de Atlantische kust van Ierland bezocht en hoopte dat het warm en zonnig zou zijn zodat u kon genieten van het schitterende natuurschoon — en er in plaats daarvan een stormachtige wind stond en het pijpenstelen regende? Op zo’n moment is het makkelijk om te vergeten dat we eigenlijk dankbaar moeten zijn voor de regen. Zonder regen zouden wíȷ́ er niet zijn, en was er ook helemaal geen schitterend natuurschoon!

Ook al zakt het regenwater na een bui weg in de grond, toch regent het telkens opnieuw, alsof de voorraad nooit op raakt. Hoe is dat mogelijk? Door een opmerkelijke kringloop. Zelfs een beknopt overzicht van de drie belangrijkste stadia van deze levensnoodzakelijke kringloop — namelijk verdamping, condensatie en de vorming van neerslag — maakt al duidelijk dat dit niet iets is wat toevallig tot stand is gekomen. Eén boek legt uit dat de waterkringloop een ingenieus proces is „dat volgens vaste, onveranderlijke wetten verloopt”.

Verdamping

Ongeveer 97 procent van het water op aarde bevindt zich in de wereldzeeën. De rest zit merendeels opgesloten in gletsjers of ligt opgeslagen in meren en aquifers (ondergrondse waterbassins). Uiteraard is zeewater niet drinkbaar. Om de roep van de gekwelde matroos uit „Het lied van de oude zeeman” * te citeren, is er in de zee „water, water, overal, en geen drup te drinken”.

Voordat zeewater drinkbaar wordt, legt het een lange, ingewikkelde weg af. Eerst verdampt het, waardoor het gas wordt — waterdamp. De warmte van de zon onttrekt jaarlijks ongeveer 400.000 kubieke kilometer water aan het land en de zee, waardoor het in de atmosfeer terechtkomt. In de oudheid schreef een man genaamd Elihu dit proces aan God toe toen hij zei: „Hij trekt de waterdruppels omhoog uit de zee en aan  de nevel die hij heeft gemaakt, onttrekt hij regen.” — Job 36:27, The New English Bible.

De atmosfeer is op zich „een bijna onvoorstelbaar gecompliceerd systeem” dat zich tot ruim 400 kilometer in de ruimte uitstrekt. Onze waterkringloop speelt zich af binnen 10 tot 20 kilometer van de aarde. Dat gebied, de troposfeer, wordt in het boek Our Fragile Water Planet beschreven als „het gebied dat in contact staat met het aardoppervlak, het domein van wolken, regen, sneeuw, orkanen en tornado’s”.

Hoe warmer de lucht, hoe meer water die kan bevatten. Daarom droogt uw was sneller op een warme, winderige dag. In tropische gebieden houdt de atmosfeer het meeste water vast. U vraagt u misschien af hoe al dit water op de plaatsen terechtkomt waar het nodig is. Dat gebeurt door de reusachtige windsystemen op aarde. Die ontstaan door de manier waarop de aarde om haar as draait en doordat sommige delen van het aardoppervlak meer verwarmd worden dan andere, en zorgen ervoor dat de atmosfeer voortdurend in beweging is.

Onze turbulente atmosfeer bevat enorme luchtmassa’s — grote eilanden van lucht van min of meer dezelfde temperatuur. Hoe groot zijn die? Ze kunnen een gebied van wel enkele miljoenen vierkante kilometer beslaan. De warmere luchtmassa’s ontstaan in de tropen en de koudere in de arctische of poolgebieden. Die luchtmassa’s dienen als enorme atmosferische transportmiddelen voor water.

Nog een staaltje van meesterlijk ontwerp zijn de bewegingen van waterdamp in de atmosfeer. Die verplaatsen warmte vanuit gebieden met  een overschot, zoals de tropen, naar gebieden met een tekort. Anders zouden sommige delen van de aarde onherroepelijk alsmaar warmer worden.

Condensatie

Hoewel waterdamp in de atmosfeer onmisbare functies vervult, zouden we er natuurlijk nauwelijks iets aan hebben als die damp daar gewoon bleef en de grond niet bevochtigde. De atmosfeer boven de Sahara bijvoorbeeld bevat aanzienlijke hoeveelheden vocht en toch blijft de streek dor. Hoe komt dat vocht in de atmosfeer weer terug op aarde? Om te beginnen condenseert het, waardoor het weer vloeibaar wordt.

U hebt waarschijnlijk weleens in een badkamer waterdamp zien condenseren als de warme lucht van een hete douche in aanraking kwam met een koudere ruit of spiegel. Er gebeurt iets soortgelijks als een hoeveelheid lucht bij het stijgen naar koudere hoogten afkoelt. Waardoor gaat lucht stijgen? Dat kan gebeuren als een warme luchtmassa door een compactere, koudere luchtmassa omhoog wordt geduwd. Soms wordt lucht door bergen omhooggestuwd. In andere gevallen, vooral in tropische gebieden, wordt de lucht mee omhooggevoerd met convectiestromen (opwaartse luchtstromingen tengevolge van temperatuurverschillen).

Maar, vraagt u misschien, waarop kan die waterdamp in de atmosfeer dan condenseren? De atmosfeer zit vol met minuscule deeltjes — zoals rook- en stofdeeltjes en zeezout. Als een hoeveelheid lucht afkoelt, condenseert de waterdamp op die minuscule kernen. Al die piepkleine waterdruppels vormen dan de wolken die we zien.

Dat water valt echter niet meteen naar de aarde. Hoe komt dat, aangezien water toch 800 keer compacter is dan lucht? Dat komt doordat elke afzonderlijke wolkendruppel zo klein en licht is dat hij in de luchtstromen kan blijven drijven. De eerder genoemde Elihu stond versteld van dit boeiende aspect van de waterkringloop en zei: „Weet gij iets omtrent het zweven van de wolk, de wonderwerken van [de Schepper] die volmaakt in kennis is?” (Job 37:16) Is het niet verbazingwekkend dat het donzige wolkje dat in de lucht boven u drijft, weleens 100 tot 1000 ton water zou kunnen bevatten?

 Vorming van neerslag

Uit veel wolken valt nooit regen, of preciezer gezegd, neerslag. Het is betrekkelijk eenvoudig uit te leggen hoe water in de atmosfeer terechtkomt en hoe wolken in de lucht blijven hangen. „Het wordt pas echt lastig als je moet uitleggen hoe het water ooit [weer] beneden komt”, zegt een schrijver. — The Challenge of the Atmosphere.

Er zijn misschien wel „een miljoen of meer wolkendruppels” nodig om één kleine regendruppel te vormen. Niemand schijnt een volkomen bevredigend antwoord te hebben op de vraag hoe die minuscule drijvende wolkendruppels worden veranderd in de ongeveer een miljard ton water die elke minuut van de dag op de aarde valt. Vloeien de kleine wolkendruppels gewoon samen zodat ze grotere regendruppels worden? Soms wel. Dit verklaart waarschijnlijk de vorming van regendruppels in bijvoorbeeld de tropen. Maar het vormt nog geen verklaring voor „het raadsel van de regendruppelvorming” op plekken aan de Atlantische kust van Ierland.

Hier voegen de kleine wolkendruppels zich niet eenvoudig samen. Door nog niet volledig begrepen mechanismen vormen ze zeer kleine ijskristallen. Die groeperen zich tot „een van de schitterendste meesterwerken van de natuur” — de sneeuwvlok. De sneeuwvlokken worden steeds groter en zwaarder, waardoor ze op een gegeven moment in de stijgende lucht sneller vallen dan dat ze omhooggevoerd worden. Als het koud genoeg is, komen ze dan als sneeuw naar beneden — in een gemiddelde sneeuwbui met miljarden tegelijk. Maar als de sneeuwvlokken een laag warme lucht passeren, smelten ze en veranderen ze in regendruppels. Sneeuw is dus geen bevroren regen. Het is eerder zo dat de meeste regen — in gematigde streken tenminste — als sneeuw begint, vervolgens smelt en dan op aarde valt.

Dus na een reis van misschien wel duizenden kilometers, waarbij ingewikkelde, nog niet volledig verklaarde processen betrokken zijn, komt de regen terug. Nu kan het natuurlijk zijn dat de regen af en toe uw plannen en bezigheden in de war stuurt. Maar deze opmerkelijke voorziening zorgt wel voor een nooit eindigende toevoer van water. Ja, regen is echt een zegen. Misschien zult u dus de volgende keer dat u de regen op uw gezicht voelt, iets meer geneigd zijn dat geschenk van God te waarderen.

[Voetnoot]

[Kader/Diagram op blz. 14]

Hoe hagelstenen worden gevormd

Volgens het boek Weather is hagel „het bijzondere product van grote, turbulente onweerswolken”. Als regendruppeltjes op kleine kernen in onweerswolken condenseren, worden ze soms meegevoerd door sterke opwaartse luchtstromen waardoor ze in hogere delen van de wolk terechtkomen, waar het vriest. Op de prille regendruppel condenseren in deze ijzige kou andere druppeltjes, die vervolgens meteen bevriezen. Dat proces herhaalt zich voortdurend, terwijl de bevroren regendruppel steeds weer omhoog, het ijzige deel van de wolk in, en omlaag, er weer uit, beweegt. De regendruppel wordt alsmaar zwaarder doordat er telkens een nieuw laagje ijs bijkomt, waardoor hij net als een ui uit meerdere lagen is opgebouwd. Uiteindelijk wordt hij zo zwaar dat hij de opwaartse luchtstromingen trotseert en naar de aarde valt als de harde, ijzige hagelsteen zoals we die kennen. Volgens Atmosphere, Weather and Climate „bereiken hagelstenen soms enorme afmetingen en wegen ze soms wel driekwart kilo per stuk”.

[Diagram]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

hagel

↑ stijgende lucht

vorstgrens .........................

↓ dalende lucht

[Kader/Illustraties op blz. 15]

Wist u dit?

Gemiddeld is de watervoorraad in de aardatmosfeer slechts voldoende voor tien dagen neerslag.

Bij één zomerse onweersbui kan wel twaalf keer zoveel energie vrijkomen als bij de bom die tijdens de Tweede Wereldoorlog op Hiroshima viel. Elke dag ontstaan er over de hele wereld zo’n 45.000 onweersbuien.

De atmosfeer wordt niet voornamelijk door de rechtstreekse hitte van de zon verwarmd. Het meeste hiervan gaat recht door de atmosfeer heen. Het verwarmen gebeurt daarentegen door de energie die het opgewarmde aardoppervlak in de vorm van straling aan de atmosfeer afgeeft.

Water is de enige rijkelijk voorhanden stof op aarde die gelijktijdig op dezelfde plaats in drie verschillende fasen kan bestaan — vast, vloeibaar en gasvormig.

Mist is eenvoudig een wolk die in de onderste luchtlagen wordt gevormd.

[Diagram/Illustraties op blz. 16, 17]

(Zie publicatie voor volledig gezette tekst)

De oceanen bevatten 97 procent van de hoeveelheid water op aarde

Door de warmte van de zon verdampt het water

Waterdamp condenseert en vormt wolken

Wolken geven vocht af in de vorm van neerslag

Regendruppels en sneeuwvlokken