Het Britse weer kan vaak aan de vochtige kant zijn Jaromir Chalabala/Shutterstock
Het heeft de afgelopen weken zoveel geregend dat het moeilijk te geloven is dat een groot deel van het Verenigd Koninkrijk in droogte verkeert. Zelfs terwijl de mensen drijfnat naar huis sjokken zijn er nog steeds slangenpijpverboden van kracht. Na weer een record hete zomer liggen de Britse reservoirs nog steeds ver onder het normale niveau. In 2022 heeft het zuiden van Engeland 20% minder regen gehad dan gemiddeld.
Praten over het weer mag dan een nationaal tijdverdrijf zijn. Maar er zijn dingen die zelfs Britten niet weten over regen.
1. Regendruppels zijn niet traanvormig
De kleine (ongeveer 1mm, de dikte van een creditcard) zijn bolvormig. Hoe groter de regendruppels zijn, hoe meer ze afplatten tot ze de vorm hebben van een broodje hamburger (platte kant naar beneden). Als ze groter worden dan 5mm, ongeveer de grootte van een potloodtop rubber, breken ze in kleinere druppels.
De vorm ontstaat door de interactie tussen twee krachten: de oppervlaktespanning van het water en de druk veroorzaakt door de druppel die door de lucht valt. De oppervlaktespanning dwingt de druppel in een vorm met het kleinst mogelijke oppervlak, een bol. Dit is de dominante kracht op kleine regendruppels omdat er minder lucht opzij geduwd hoeft te worden dan bij grotere druppels.
Grotere druppels stellen een groter oppervlak bloot aan de lucht en vallen sneller, waardoor het drukeffect groter wordt. Hierdoor wordt de onderkant van de druppel platgedrukt, waardoor die kant afvlakt. Deze druk creëert een dip, een draagtasvorm en breekt uiteindelijk de druppel op.
De vorm is belangrijk omdat hij van invloed is op elektromagnetische signalen die door de regen gaan. Het geeft ook de voorspellingstechnologie extra informatie over het te verwachten weer. De nieuwste technologieën verbeteren de meting van regenval met behulp van de vorminformatie en zouden de voorspellingen van overstromingen kunnen verbeteren.
2. Het VK is niet zo nat als men denkt
Wereldwijd is de gemiddelde regenval ongeveer 1.000 mm per jaar. Groot-Brittannië zit daar net iets boven, met 1.150mm – maar het zuidoosten heeft veel minder.
Er is een enorme variatie in het Verenigd Koninkrijk, met minder dan 550 mm rond de Theemsmonding, maar meer dan 3000 mm in de heuvels van West-Schotland en meer dan 2000 mm in de bergen van Wales en het Lake District. Het westen is veel natter dan het oosten. Maar het effect van de heuvels maakt een enorm verschil. Lucht die stijgt over heuvels en bergen genereert extra water, zodat vlakke gebieden vaak minder regenachtig zijn.
Wereldwijd zijn er woestijnen met bijna geen regen en tropische gebieden met enorme hoeveelheden regen. De Indiase staat Mawsynram heeft bijna 12.000mm regen per jaar.
Greenwich Observatory, Londen krijgt gemiddeld 562mm per jaar. Dat is minder dan Malta (592mm) en Rome (586mm) en vergelijkbaar met Barcelona (520mm). De regen in Londen is ongeveer de helft van het jaarlijkse gemiddelde van Sydney (1.222mm) of Orlando of New York (respectievelijk 1.175mm en 1.059mm).
Groot-Brittannië krijgt meer lichte regen en motregen. Meer regenachtige dagen, maar minder water in het algemeen.
Lichte regen is minder dan 0,5 mm per uur, terwijl een zware bui meer dan 10 mm per uur is.
3. We meten regen al duizenden jaren
Regenmeters waren een van de eerste wetenschappelijke instrumenten. Mensen uit het moderne India gebruikten ze ongeveer 2500 jaar geleden al. Ze werden gestandaardiseerd in 1441, toen koning Sejong in Korea naar elk dorp een regenmeter stuurde om de potentiële oogst van de boeren te meten en de belastingtarieven vast te stellen. De kiepschaal, een buisvormig vat met een trechter, werd in 1662 uitgevonden door twee titanen van de wetenschap, Christopher Wren en Robert Hooke. Terwijl een standaardmaat door een menselijke operator moet worden afgelezen, is de kiepemmer gedeeltelijk geautomatiseerd. De originelen werden aangedreven door uurwerken en een pen bewoog langzaam over papier om de neerslaghoeveelheid vast te leggen.
De standaard regenmeter die tegenwoordig overal ter wereld wordt gebruikt, is vrijwel identiek aan die uit 1441.
De regenmeter kan alleen meten op de exacte plaats waar hij geïnstalleerd is. De regenval kan meters verderop anders zijn.
Regen wordt ook gemeten met radar over een groot deel van de wereld. De radars in het VK meten tot 250 km van de locatie in alle richtingen. Het netwerk (dat bestaat uit in totaal 18 radars in het VK en Ierland) levert om de vijf minuten schattingen van de neerslag in vierkanten van 1 km, zodat we weten waar het overal regent en niet alleen op de specifieke plaats van een regenmeter. De regenmeter is echter van cruciaal belang voor de klimaatregistratie en is al zo lang wereldwijd de standaardmeting.
4. De meeste regen in het VK is eigenlijk gesmolten sneeuw…
Wanneer wij regen zien, is het van enkele kilometers boven ons gevallen. Veel neerslag ontstaat op hoogtes waar het onder het vriespunt is. Het ijs waar wolken van gemaakt zijn zorgt voor regen.
Warme regen, waarbij het proces plaatsvindt bij temperaturen boven het vriespunt, is ongebruikelijk in het Verenigd Koninkrijk, maar niet in de tropen. Wanneer ijs lucht bereikt die warmer is dan 0⁰C begint het te smelten. Het niveau waarop het smelt op zijn reis naar beneden kan variëren van de grond tot ongeveer 4 km.
Daarom is het voorspellen van sneeuw in het VK ingewikkeld. In een groot deel van de wereld valt sneeuw bij veel koudere temperaturen. Als het buiten -5℃ is maakt een temperatuurfout van 2℃ geen verschil. In het VK valt de meeste sneeuw bij een luchttemperatuur van bijna 0⁰C. Een klein verschil in temperatuur, 2℃ graden, verandert of er regen, natte sneeuw (smeltende sneeuw) of sneeuw valt.
5. Druppelgrootte is belangrijk
Kijk goed naar een autovoorruit tijdens regen en je kunt zien dat de vlekken die neerkomen van verschillende grootte zijn.
Regen bestaat uit druppels van verschillende grootte, van minder dan 1mm tot druppels van meer dan 5mm, hoe heviger de regen, hoe meer grote druppels (maar weinig verandering in het aantal kleinste). Motregen heeft meestal een ander karakter, met veel kleine druppels (minder dan 1mm doorsnee). Het eerste teken van regen in zware buien is misschien ook een spaarzaam gekletter van grote druppels. Dat komt omdat de grote druppels sneller vallen dan de kleine, en dus het eerst de grond bereiken.
De druppelgrootte beïnvloedt de sterkte van mobiele telefoon- en TV-signalen en soortgelijke elektromagnetische golven. Er gaat meer energie verloren aan grote druppels. Dit leidt tot zwakkere signalen en mogelijk zelfs tot uitval als de regen hevig genoeg is. Maar meteorologen kunnen de druppelgrootte gebruiken om de intensiteit van de regen te detecteren.
Kijk de volgende keer dat het regent uit het raam. Ga naar buiten en voel het op je huid vallen, verwonder je over de natuurkunde die om je heen gebeurt. Het kan zelfs je gedachten afleiden van het vochtige weer.
Rob Thompson ontvangt en ontving financiering van NERC en ESA voor onderzoek naar regenval.