Met vorst geen ijs en zonder wel, hoe kan dat?

Foto boven: IJs op de vijver van Tinus Beckers in Lichtenvoorde, bij temperaturen boven nul. Hoe kan dat? - Tinus Beckers

Het is tot nu toe niet heel erg koud geweest, maar wel koud genoeg om een beetje ijs op het water te krijgen. De vijver bijvoorbeeld. Dan gebeuren bijzondere dingen.

Advertentie

Het was een leuke vraag die Tinus Beckers uit Lichtenvoorde op weerforum Weerwoord.be stelde, leuk genoeg om hem ook op Weerverteller.nl te behandelen.

IJs op de vijver van Tinus Beckers in Lichtenvoorde, bij temperaturen boven nul. Hoe kan dat? - Tinus Beckers

Met vorst geen ijs en zonder wel

Hij begint: ‘Als er veel uitstraling is, het is rustig weer en er zijn heldere condities, dan kan zich op plassen en kleine binnenwateren ijs vormen bij temperaturen die op een hoogte van anderhalve meter boven het vriespunt liggen. Maar recent hadden we bij mist en erg vochtig weer dat zich bij temperaturen onder nul juist geen ijs op de vijver vormde’.

En toen kwam gisteren. Tinus: ‘Nu is er veel wind, ligt de temperatuur ruim 2 graden boven nul en is het bewolkt. En toch vormt zich ijs op de vijver!’

Mogelijke verklaring

Hij speculeert al over de verklaring: ‘Zit de verklaring nu in de combinatie van droge lucht, lage luchtvochtigheid en de vele wind dat ijsvorming nu wel mogelijk is? Ik blijf het een wondere wereld der natuur vinden. En er zal zeker een verklaring voor zijn, maar toch…’

Advertentie

Nou, die verklaring is er inderdaad. Een aantal factoren die bij het al dan niet vormen van ijs op het water een rol spelen, heeft Tinus al genoemd. Dan gaat het om de luchttemperatuur, de luchtvochtigheid, de mogelijkheid tot uitstraling van de warmte en het al dan niet aanwezig zijn van wind. Twee factoren die er nog bijkomen zijn de temperatuur van het vijverwater en mogelijkheid die het vijverwater heeft om te verdampen.

Het verdampen van water brengt ook verkoeling

Niet alleen uitstraling onder een heldere hemel, maar ook het verdampen van het vijverwater kan voor afkoeling ervan zorgen. Onder een heldere hemel is het duidelijk. Dan straalt het aardoppervlak, maar ook het oppervlak van het vijverwater warmte uit en koelt zo af. Ook de lucht koelt af, die een deel van die koelte aan het water kan afgeven.

Verdamping speelt ook een rol. Denk aan wat zweet op je huid doet. Het lichaam heeft een ingenieus systeem bedacht om ten tijde van hoge temperaturen de lichaamstemperatuur te reguleren. Wordt het lijf te warm, dan gaan we zweten. Er komt vocht op de huid. Dat vocht verdampt. Het verdampen, het laten overgaan van water van de vloeibare in de gasfase, kost energie. Energie die aan de huid wordt onttrokken. De huid koelt daardoor af.

Vanuit een zwembad heb je het ook koud

Op een andere manier kun je het ook begrijpen. Als je in de zomer uit een zwembad komt en je lijf is nog, dan ben je boven niet meteen weer warm. Zeker als het wat waait en het nog op je huid aanwezige water verdampt, kan er door de kou die je dan voelt een rilling door je lijf gaan. De neiging om snel een handdoek te pakken is dan heel erg groot.

En daarmee komen we meteen bij de wind. Die speelt in het proces van verdamping een belangrijke rol. Hoe harder het waait, hoe sneller de verdamping verloopt. En des te groter is het afkoelende effect ervan op het lichaam waar het verdampende water vandaan komt.

De rol van de luchtvochtigheid

Blijft nog over de luchtvochtigheid. Hoe meer vocht er al in de lucht zit, hoe lastiger het verdampen van water verloopt. Ook dit kennen we maar al te goed.

IJssculpturen in het voorjaar van 2013 - Jannes Wiersema

Als de lucht in Nederland in de zomer vochtig is en het is ook heet, dan willen we maar al te graag zweten om het lijf te koelen. Dat doen we dan ook, maar het helpt niet of nauwelijks. Doordat er al zoveel vocht in de lucht zit, verdampt het zweet niet. En missen we ook het verkoelende effect ervan. Je wordt dan wel nat van het zweet, maar blijft het warm houden. Dat is erg onaangenaam. We noemen het benauwd en klef buiten de deur.

In Zuid-Europa is warmte veel prettiger

‘In Zuid-Europa is de warmte veel beter te dragen dan in Nederland’, zeggen mensen dan ook. En ze hebben gelijk. In Zuid-Europa is de lucht tijdens hete perioden vaak veel droger dan bij ons. Dus kun je door te zweten je lichaamstemperatuur veel beter reguleren. Het vocht verdampt namelijk meteen en heeft een maximaal afkoelende effect. Je moet wel blijven drinken, want op die manier verliest je lichaam veel vocht. En de wind moet niet van zee gaan waaien. Gebeurt dat wel, dan schiet de luchtvochtigheid omhoog en wordt het alsnog onaangenaam.

Terug naar de vijver. Is het helder (met een relatief droge lucht dus) dan doen de afkoeling van de lucht, de uitstraling van het wateroppervlak en de verdamping gezamenlijk hun werk. Helemaal als er een klein beetje wind is, gaat het hard en ontstaat snel ijs op de vijver. Zeker als de temperatuur van het water in de voorgaande periode voldoende is afgekoeld. En daarvoor hoeft de luchttemperatuur echt niet onder nul te zijn, zoals Tinus in zijn vraag ook al aangaf.

Met mist en zonder wind valt veel weg

Is er mist en waait er geen wind, dan vallen drie factoren voor afkoeling van water af. Er is geen uitstraling, de verdamping ligt door de luchtvochtigheid van 100 procent stil en er is geen wind. Blijft alleen de luchttemperatuur van beneden het vriespunt over. Is het water ook nog eens niet koud genoeg, dan lukt het onder die omstandigheden niet om ijs te vormen.

En dan de laatste versie, die met een bewolkt weerbeeld, een sterke wind en temperaturen boven het vriespunt. Hier spelen wind en verdamping de hoofdrol.

De lucht die gisteren werd aangevoerd was droog en het waaide hard. Zelfs boven land werd een windkracht 5 tot 6 gemeten. Daarbij lag de natteboltemperatuur, de temperatuur waarnaar een lichaam als gevolg van verdamping kan afkoelen, iets onder het vriespunt. Dit bleek voldoende om het – zonder uitstraling en ook zonder vorst – toch tot ijsvorming te laten komen.

De ijssculpturen van 2013

Een prachtig voorbeeld van ijsvorming door verdamping en wind bij temperaturen boven nul deed zich in het voorjaar van 2013 voor. Toen werd eind maart en begin april droge en koude lucht aangevoerd, met een sterke oostenwind. Overdag was het boven nul, maar vormden zich aan de oevers van meren, waar het spatwater het land op waaide, prachtige ijssculpturen. Ook hier waren wind, verdamping en de natteboltemperatuur (ruim) beneden het vriespunt de hoofdrolspelers. En ja, zo zit de natuur inderdaad bijzonder in elkaar.