De onderste wolkenetage bestaat uit een aantal wolkengeslachten die hun basis tussen het aardoppervlak en 6.500 voet hebben (0 en 2000 m). In de poolstreken en tropen ligt de bovengrens resp. lager en hoger.
De toppen van cumulus en stratocumulus kunnen tot in de middelbare etage voorkomen. De cumulonimbus kan zelfs uitgroeien tot in het hoge niveau. In de zomer bestaan deze wolken, m.u.v. de cumulonimbus vrijwel altijd uit water. In de winter zijn ze dikwijls gemengd, d.w.z. bestaan ze uit ijskristallen en (onderkoeld) water.
Cumulus
Cumuluswolken zijn stapelwolken. Dit wolkengeslacht ziet, afhankelijk van hun afmetingen, eruit als kleine watjes of grote bloemkoolachtige wolken die normaal gesproken fel wit zijn van boven en wat donkerder grijs aan de basis. Luchten met cumulusbewolking zijn in Nederland geen uitzondering en is principe ook een echt oer-hollandse lucht.
De wolken bevinden zich met hun basis ongeveer op een hoogte variërend tussen 1000 en 6000 voet (300 en 2000 m). De toppen bereiken meestal een hoogte van tussen de 1500 en 10000 voet. Cumuli ontstaan door convectie. Warme luchtbellen aan de grond zijn lichter dan hun omgeving en stijgen op gegeven moment op, koelen af en de waterdamp hierin zal daardoor bij een bepaalde kritieke temperatuur gaan condenseren en zodoende de cumuluswolk gaan vormen. Een belangrijke voorwaarde hierbij is wel dat de atmosfeer in de onderste niveaus onstabiel van opbouw moet zijn. De lucht is bijv. onstabiel indien koudere luchtmassa’s over bijv. warm zeewater bewegen. In een stabiele atmosfeer daarenetegen zal zich meestal stratocumulus gevormd worden. Er zijn een aantal ondersoorten te herkennen die in volgorde van oplopende grootte gegeven worden:
Als de stapelwolk gevormd wordt, ontstaat allereerst de humilis-vorm. Het zijn onschuldige kleine op propjes watten lijkende wolken. Bij een voldoende vochtige en onstabiele atmosfeer kan deze vorm gaan uitgroeien tot vertikaal verder uitbreidende wolken, de cumulus mediocris. Wanneer de wolk vertikaal gezien sterker ontwikkeld is dan horizontaal het geval is, is de cumulus congestus gevormd. Deze sterk opgebolde stapelwolk kan soms wat buiige neerslag geven. De andere vormen geven vrijwel nooit neerslag.
Cumulonimbus
Dit is verticaal gesproken de meest uitgestrekte wolk. Deze wolk is aan de onderzijde donkergrijs tot bijna blauwzwart en heeft vaak een nogal dreigend uiterlijk. Aan de bovenzijde is de wolk vaak uitgespreid in een soort van aambeeld; soms is deze aambeeld er niet en spreekt men van de ‘kale’ vorm. De typische aambeeldvorm is alleen te zien als de cumulonimbus zich op een behoorlijke afstand van de waarnemer bevindt. De soorten die hierbij voorkomen zijn:
Uit de cumulonimbi vallen heel vaak buien en soms gaat dit gepaard met onweer of hagel. De neerslag tijdens de bui kan van alles zijn. In de zomer valt meestal regen of (harde) hagel. In de winter komt vaak een mengvorm voor van regen, korrelhagel en natte sneeuw. Als de temperatuur onder nul is, is uiteraard droge sneeuw het geval. Onweer komt uit deze wolk veelvuldig voor in de tropische gebieden. In de gematigde streken merendeel in de zomerperiode. De hoogte van de wolk kan sterk wisselen. De basis varieert van 1000 voet tot 3000 voet. In de zomer na een periode van warm weer ligt de basis vaak nog hoger (4000 tot 5000 voet).
De toppen variëren nog sterker. De capillatus-soort kan in de tropen hoogten bereiken van 50.000 of 60.000 voet (15 of 18 km). Op onze breedten komen de toppen in de zomer en winter resp. tot ca. 35.000 en 20.000 voet (10 en 6 km). De wolk bestaat, behalve in de tropen, uit water, onderkoeld water en ijskristallen. De temperatuur van de top ligt meestal tussen de -20 en -40 graden. Vanwege de voorkomende zware ijsaanzetting en soms zware turbulentie, is deze wolk voor het vliegverkeer het meest gevaarlijk.
Stratocumulus
In Nederland de meest voorkomende wolkengeslacht. Het is een vrij gelaagde en dikwijls licht of donkergrijze wolk die soms een duidelijke structuur bezit met daarin evenwijdige banden, rollen of een structuur van aparte of aaneengesloten ovale of ronde elementen die iets lijken op tegen elkaar liggende ijsschotsen.
De wolk ontstaat door een ondiepe convectie waarna de wolk aan de bovenkant tegen een warmere luchtlaag wordt uitgespreid (de inversielaag). Vaak worden deze wolken boven zee gevormd en met noordwestelijke of noordelijke winden aangevoerd. Het is ook een kenmerkend dat deze wolk zich vaak ophoudt boven zee of land aan de oostflank van hogedrukgebieden. In de zomer kan dat vaak aanleiding geven tot zwaarbewolkte zwerken die de dag voor menig zonaanbidder kunnen verpesten. Bij een zeer vochtige atmosfeer, dus bij een grote waterinhoud van de stratocumulus, kan hieruit neerslag vallen inde vorm van lichte regen of motregen. De wolk kan ook ontstaan uit nimbostratus of uit cumulus. Uit cumulus ontstaat het vaak aan het eind van een zomerdag wanneer de warmtetoevoer voor de cumulus door de daling van de temperatuur afgesneden wordt en de wolken aan de bovenkant zich tegen een vormende inversie gaan uitspreiden. Een aantal belangrijke vormen:
De hoogte van de stratocumulus is wisselend. Meestal bevindt de basis tussen 1500 en 5000 voet, maar soms ook iets hoger of iets lager. De dikte van de wolkenlaag varieert van 500 tot 2500 voet. Vlak onder een vrij scherpe inversie ziet de wolk er van boven uit als een sneeuwdek. De wolk kan gepaard gaan met o.a. cumulus. De toppen van deze laatste wolken boren zich dikwijls in de stratocumulus erboven.
Stratus
Een grijze egale wolk die uitsluitend op lage hoogten voorkomt, meestal beneden 1000 voet. Soms rust de wolk op de grond en is er sprake van mist. Mist en stratus zijn fysiek dus eigenlijk dezelfde verschijnselen.
De wolk ontstaat door verzadiging van een luchtlaag. Door afkoeling van die luchtlaag kan op gegeven moment het punt zijn bereikt waarop de luchtvochtigheid 100% is. De lucht is dan verzadigd en kan er mist of –op enige hoogte– stratus gevormd worden. Hoe de lucht kan afkoelen en verzadigd raakt kan op verschillende manieren plaatshebben, o.a. door: sterke uitstraling en lichte turbulentie ’s nachts of ’s ochtends vroeg. uitstromen van warme lucht over een koud oppervlak.
Ook komt deze wolk voor in neerslagsituaties. Door de vallende neerslag koelt de luchtlaag waar de neerslagelementen doorheen vallen, af en wordt op deze manier stratus in flarden gevormd. Uit stratus kan bij zeer hoge vochtigheden heel lichte motregen of motsneeuw vallen. De soorten zijn:
De grenzen van de etage van middelbare wolken bevinden zich resp. op 6.500 en 16.500 voet (of ca. 2000 en 5000 m). Deze waarden gelden alleen voor de gematigde breedten, dus waar Nederland o.a. in ligt. De wolkengeslachten die daar voorkomen zijn:
Nimbostratus
Nimbostratus betekent letterlijk ‘regenachtig en gelaagd’. Dit is een echte neerslagbrengende wolk. Uit deze wolk kan het urenlang matig regenen of sneeuwen en soms is de neerslag zelfs zwaar. Nimbostratus ontstaat vrijwel altijd in een pakket van wolken bij een depressie en dan meestal midden in fronten. De voorloper van deze wolk is altostratus die zich bij het naderbij komen van het front zich uitzakt en verdikt tot een zwaardere en donkergrijze nimbostratus. De basis van de wolk bevindt zich op 2000 tot 4000 voet, de toppen zijn meestal niet te onderscheiden, aangezien de wolk overgaat in altostratus. Het is een compleet ondoorzichtige massa en de zon of maan is door deze wolk dan ook niet meer te zien. Dat is bij altostratus meestal nog wel even het geval.
Altostratus
Een wolk waarin als typische kenmerk meestal de zon of maan als een vage lichtvlek nog net even te zien is. Het is een egale blauwgrijze tot grijze wolk zonder enig structuur.
Net zoals de nimbostratus is dit een echte neerslagbrengende wolk. Meestal valt er een lichte tot matige neerslag uit die in korte of langere perioden kan aanhouden. De neerslagvorm is regen of sneeuw. Bij temperaturen net rond het vriespunt kan ook ijzel of ijsregen mogelijk zijn. De soorten zijn, afhankelijk van de dichtheid van de wolk:
Altostratus wordt gevormd tijdens het verdikken van cirrostratus. Ze komt meestal voor tijdens het naderbij komen van een warmtefront. Als de wolk zich verdicht, wordt hieruit nimbostratus gevormd, maar dat hoeft niet altijd het geval te zijn.
Altocumulus
Dit wolkengeslacht staat in de volksmond beter bekend als de ‘schaapjeswolk’. De losse elementjes die deze wolk typeert lijken soms op een kudde van wollige schaapjes. De kleur is meestal wit of grijs en de dikte van de wolk is sterk verschillend. De hoogte loopt uiteen van 7.000 tot 17.000 voet (2 tot 5 km). Er zijn twee hoofdsoorten:
Verder is ook van belang de variëteiten floccus en castellanus. Deze vormen komen voor in onstabiele situaties, vaak als voorboden van een naderende onweer- of buienstoring. De elementen van altocumulus zijn niet altijd los van elkaar. De opacus-vorm wordt soms gevormd uit een overblijfsel van altostratus. Ook bij minder actieve fronten of overblijfselen daarvan zijn deze wolken een veel voorkomende verschijning.
De etage van hoge wolken begint op de gematigde streken bij ca. 17.000 voet en loopt door tot aan de tropopause, welke tussen de 30.000 en 45.000 voet ligt. De wolkengeslachten cirrus, cirrostratus en cirrocumulus behoren hiertoe en bestaan alleen uit ijskristallen. Dankzij dit zijn soms de mooiste lichtbrekingen in deze wolken te zien (halo’s, bijzonnen).
Cirrostratus
Een egale melkwitte tot lichtgele wolk, gekenmerkt door de halo’s die om de zon of maan voorkomen. Daarbij zijn soms prachtige kleurschakeringen mogelijk, veroorzaakt door de ijskristallen waaruit deze wolk meestal bestaat. Neerslag uit deze wolk is mogelijk doch zeldzaam; in de meeste gevallen verdampt de neerslag alvoor het de grond bereikt. Een aantal variëteiten zijn mogelijk, waaronder fibratus. Deze vorm laat iets meer van een draderige structuur zien. Veel vaker is de wolk zonder enige tekening te zien. Cirrostratus ontstaat meestal aan de voorzijde van warmtefronten en vormt zich uit velden van cirrusbewolking. Uit Cirrostratus ontstaat na verdichten dikwijls altostratus waarna de neerslag kan gaan vallen.
Cirrocumulus
Fysiek v.w.b. de ontstaanswijze dezelfde wolk als altocumulus. De inhoud van deze mooie, witte ribbelige wolk bestaat uit ijskristallen. De ribbelvorm lijkt vaak op zandribbels van het strand. De elementjes zijn klein, rond of ovaal en vaak voorzien van kleinere of grotere gaten daartussen. De hoogte ligt tussen de 17.000 en 25.000 voet (5 en 8 km)
Cirrus
Cirruswolken zijn bij sommigen bekend als sluierbewolking. Het zijn witte vezelige of pluizige wolken, alleen bestaande uit ijskristallen. Soms zijn de wolken zo dicht dat halo’s of zgn. bijzonnen mogelijk zijn. Cirrus komt heel vaak voor en is vaak op enige afstand van depressies de eerste voortekenen van ander weer. Ook in hogedrukgebieden komen deze wolken voor en lossen binnen deze druksystemen maar moeilijk op. Pas wanneer cirrus in hoeveelheid en dikte toeneemt is ander weer op komst. Dan gaat de wolk over in cirrostratus. Ook de toppen van onweerswolken (cumulonimbus) bestaan uit cirruswolken, net zoals tropische cyclonen. Afhankelijk van de structuur en vorm zijn de volgende vormen mogelijk:
De hoogte van cirrus variëert van 19.000 tot 35.000 voet (6 tot 10 km).
