Op je natte bolletje...

[Jan van Ooijen]

Op je natte bolletje...

De temperatuur is een maat voor de warmtetoestand van een bepaalde stof of lichaam. In de meteorologie wordt de grootheid temperatuur voor direct metingen van lucht, bodem en water gebruikt. Als we ook de luchtvochtigheid erbij betrekken, kunnen we niet om de dauwpunttemperatuur en de natteboltemperatuur heen. Deze parameters worden in de weermodellen gebruikt en zijn dus ook van belang voor de weersverwachting.

Dauwpunttemperatuur
Dit is de temperatuur op 1,5 meter hoogte waarbij waterdamp begint te condenseren door afkoeling van de lucht, zonder dat daarbij vocht wordt toegevoerd of afgevoerd. Als het dauwpunt wordt bereikt, is de lucht verzadigd met waterdamp; de relatieve luchtvochtigheid is dan net 100%. Een bekend voorbeeld uit de praktijk is het beslaan van brillenglazen als iemand van buiten in een warme vochtige ruimte komt. De temperatuur van de bril is dan eerst nog lager dan het dauwpunt van de lucht rond de bril, waardoor condensatie optreedt tegen de brillenglazen. De dauwpunttemperatuur kan tot ver onder het vriespunt zakken (er ontstaat dan rijp), waarbij het dauwpunt nooit boven de gewone luchttemperatuur uitstijgt. Wel kunnen ze gelijk aan elkaar zijn. Op dat moment is de lucht verzadigd van waterdamp en is de relatieve luchtvochtigheid 100%.


_{Schematische weergave van de (dure) droge- en nattebolthermometer uit de weerhut. Bron: Wikipedia.}

Natteboltemperatuur
Wanneer we nu wel vocht (lees: water) toevoeren of afvoeren om lucht verzadigd te krijgen, komt een extra temperatuur om de hoek kijken: de verzadigingstemperatuur. Daar is de natteboltemperatuur er een van. Bij het toevoeren van water aan de lucht verdampt het water en neemt de vochtigheid toe. Het verdampen van water kost energie, kost warmte. De warmte wordt aan de lucht onttrokken, zodat de lucht afkoelt. Na verloop van tijd raakt de lucht verzadigd van waterdamp en is er dus sprake van condensatie. De temperatuur waarbij dat gebeurt is de natteboltemperatuur en deze is altijd hoger dan het dauwpunt. Een bekend huisvoorbeeld is het douchen in de badkamer. Het hete water van de douche verdampt, zodat de lucht vochtiger wordt en er tegelijkertijd afkoeling plaatsvindt. Er wordt vervolgens vrij snel verzadiging bereikt en het vocht slaat direct neer op de koude spiegels en ramen: ze beslaan. Voor het omrekenen van temperatuur, natteboltemperatuur, relatieve vochtigheid en dauwpunt wordt een tabel gebruikt.

Regen en/of sneeuw?
De natteboltemperatuur is ook van belang om te bepalen in welke vorm neerslag kan vallen. Neerslag bij een front onstaat in de winter meestal ergens tussen 2 en 4 km hoogte als sneeuw. Als nabij en aan het aardoppervlak in een voldoende dikke laag de natteboltemperatuur minimaal enkele graden boven nul ligt, smelt de sneeuw en valt er regen. Wanneer de warme laag erg dun is of de natteboltemperatuur dichtbij het vriespunt ligt, valt er een mengsel van regen en sneeuw; de kleinere vlokjes zijn dan al gesmolten. Als de natteboltemperatuur nergens hoger dan 0 graden is, valt er sneeuw. In erg droge lucht kan het daarom bij een luchttemperatuur van enkele graden boven nul sneeuwen. Wanneer de warme laag bij de grond niet erg dik is of als er veel (en intensieve) neerslag valt, kan aan de warme laag zoveel warmte worden onttrokken dat de regen in sneeuw overgaat.

Het officieel meten van natteboltemperatuur
Rond de kwikbol van een thermometer wordt een natgemaakte mouselline of katoenen kousje gebonden. Met een andere thermometer wordt de gewone temperatuur, de droge bol, gemeten. Langs beide thermometers staat wind. Vervolgens zal, in niet al te vochtige lucht, de thermometer met de natte bol sneller dalen dan de droge thermometer. Dat komt doordat voor de verdamping van het water in het kousje warmte nodig is. De langsstromende wind bevordert de afvoer van warmte en onttrekt dit aan de lucht net rond de natte bol. De temperatuur zal daar dus lager worden dan in de omgeving. Vergelijk het maar met de temperatuur die we voelen als we net onder de douche vandaan komen en dan door het huis gaan lopen. Het water op de huid wil verdampen en onttrekt warmte aan de lucht vlak rond ons lichaam; we krijgen het vervolgens koud. De natteboltemperatuur geeft eigenlijk aan tot hoever de temperatuur kan dalen, voordat (vrijwel) al het water verdampen kan. Na het vrijwel geheel verdampen zal de temperatuur weer gaan stijgen. Het maximaal gemeten verschil tussen de temperatuur van de droge en van de natte bol is het zogeheten psychrometrisch verschil. En dat is een maat voor de vochtigheid van de lucht. Hoe droger de lucht, des te groter dat verschil zal zijn en hoe lager de natte bol t.o.v. de droge bol zal dalen. Bedraagt de vochtigheid meer dan 97%, dan zijn de droge- en natteboltemperatuur aan elkaar gelijk. De lucht kan dan namelijk geen waterdamp meer bevatten en is zodoende verzadigd; het water in het kousje zal daarom niet of nauwelijks verdampen.


_{Een tabel om de relatieve luchtvochtigheid te bepalen. In de verticale kolom lees je de (drogebol)temperatuur af en in de horizontale kolom bovenaan het verschil tussen de natte- en droge boltemperatuur. Zie ook de tekst. Bron: Charles Burrows.}

Voorbeelden
Bij een luchtvochtigheid van 100% zijn dauwpunt, temperatuur en natteboltemperatuur dus aan elkaar gelijk. Hoe groter het verschil, des te droger de lucht is. Stel: de gewone temperatuur, de droge bol, is 12 graden en het verschil tussen droge- en natteboltemperatuur is 5 graden. Dan lezen we uit de tabel hiernaast een relatieve luchtvochtigheid van 48% af. En stel nu eens dat het bij 12 graden mistig weer is, met een luchtvochtigheid van 100%, dan is het verschil tussen droge- en natteboltemperatuur 0, dus dan is de nattebol ook 12 graden. Komende nacht daalt de temperatuur van de lucht tot tussen 2 en 5 graden, waarbij de natteboltemperatuur in het zuiden naar verwachting tot plaatselijk 0 graden zakt, maar op veel plekken op 4 graden zal uitkomen. Het verschil tussen de droge- en natteboltemperatuur is dan 1 ?  2 graden, met als gevolg relatieve vochtigheden van ongeveer 67 tot 85%. Zie het gele rechthoekje in de tabel. Hierbij houdt het computermodel overigens geen rekening met de vorming van eventuele (dichte) mist. Morgenmiddag (maandag) wordt het vervolgens maximaal 9 tot 12 graden met 'natte bollen' die oplopen naar waarden tussen 4 en 8 graden. Reken dan maar zelf eens na wat de relatieve luchtvochtigheden zijn...

Bron Meteo Consult