11Weer en klimaat

In de tweede week van januari komen er twee ansichtkaarten aan op school. Op de eerste, van Lena’s nichtje, bouwen kinderen een zandkasteel op een zonnig strand onder palmbomen. Op de tweede, van Toms oma, bouwen kinderen een sneeuwpop in een besneeuwde tuin. “Hoe kan het in dezelfde week zomer en winter zijn?” vraagt Tom.

Het is niet het weer van één dag dat zo verschilt tussen die twee plaatsen. Het is het weer dat ze jaar na jaar hebben: hun klimaat.

Wat je al weet

Het weer is de toestand van de lucht op een bepaalde plaats en een bepaald moment: zonnig, bewolkt, regenachtig, sneeuwachtig, winderig (Hoofdstuk 1). Een thermometer meet de temperatuur van de lucht, in graden Celsius; een regenmeter meet de regen, in millimeter (Hoofdstuk 7). De evenaar loopt rond het midden van de globe, halverwege tussen de Noordpool en de Zuidpool (Hoofdstuk 6). De natuurkundeboeken lieten zien dat de Aarde in één jaar rond de Zon draait, en dat haar seizoenen komen door de schuine stand van haar as: in de zomer klimt de Zon hoger aan de hemel en zijn de dagen langer.

11.1 Weer is vandaag, klimaat is het gewone

Het weer verandert van dag tot dag, en zelfs van uur tot uur. Klimaat is iets anders.

Definitie 11.1 (Klimaat)

Het klimaat van een plaats is het weer dat die gewoonlijk heeft, maand na maand, over veel jaren: hoe warm of koud, hoe nat of droog elk seizoen is. Weerkundigen berekenen het door het gemiddelde te nemen van de metingen van 30 jaar.

“Het regent vanochtend” is een zin over het weer. “Hier regent het veel in de herfst” is een zin over het klimaat. Eén koude dag in de zomer verandert het klimaat niet; het is gewoon ongewoon weer.

Weerkundigen over de hele wereld gebruiken dezelfde regel: ze nemen het gemiddelde van 30 jaar metingen. De gemiddelden die nu worden gebruikt, zijn die van de jaren 1991 tot 2020.

11.2 Het klimaatdiagram

Om het klimaat van een plaats in één plaatje te laten zien, tekenen we een diagram.

Definitie 11.2 (Klimaatdiagram)

Een klimaatdiagram laat voor elke maand van het jaar de gemiddelde temperatuur van een plaats zien (een lijn) en de gemiddelde hoeveelheid regen en sneeuw die er valt (staven, in millimeter water).

Methode 11.3 (Een klimaatdiagram lezen)

1. Zoek op de rode lijn de warmste en de koudste maand, en lees hun temperaturen af op de linkerschaal. Is de lijn vlak (het hele jaar dezelfde temperatuur) of gaat ze op en neer (warme en koude seizoenen)? Komt ze onder 0 $^\circ$C (vorst)?
2. Zoek bij de blauwe staven de natste en de droogste maand, en lees ze af op de rechterschaal. Zijn de staven hoog of laag? Is er een droog seizoen?
3. Vat het samen in één zin: “het hele jaar heet en droog”, “zacht en nat, met een droge zomer”…

Voorbeeld 11.4 (Seattle)

In Seattle is augustus de warmste maand (ongeveer 20 $^\circ$C) en december de koudste (ongeveer 6 $^\circ$C): de lijn gaat op en neer, maar komt nooit onder het vriespunt. De hoogste staaf is die van november (ongeveer 160 mm), de laagste die van juli (ongeveer 15 mm). In één zin: zachte winters, koele zomers, nat in de herfst en de winter, vrij droog in de zomer. In een heel jaar valt er ongeveer 1 000 millimeter regen: een meter water.

11.3 Vier klimaten

Hier zijn de klimaatdiagrammen van vier plaatsen in de Verenigde Staten, ver uit elkaar: Phoenix, in de woestijn van Arizona; Hilo, op het eiland Hawaï midden in de Stille Oceaan; Seattle, aan de westkust; en Utqiaġvik, in het hoge noorden van Alaska, aan de kust van de Noordelijke IJszee. Alle vier de diagrammen gebruiken dezelfde schalen, dus we kunnen ze in één oogopslag vergelijken.

De woestijn. In Phoenix zijn de staven zo laag dat we ze nauwelijks zien: in een heel jaar valt er minder dan 200 millimeter regen. De zomers zijn erg heet: in juli is de gemiddelde temperatuur 35 graden.

Definitie 11.5 (Woestijn)

Een woestijn is een plaats waar heel weinig regen valt: minder dan 250 millimeter per jaar. Er kunnen weinig planten leven, en de grond is vaak kaal.

Woestijnen zijn niet altijd heet. Kijk naar Utqiaġvik: daar valt minder dan 150 millimeter per jaar, nog minder dan in Phoenix: het is een koude woestijn. Woestijnen kunnen heet of koud zijn.

Het regenwoud. Hilo is het tegenovergestelde van Phoenix. Zijn staven zijn de hoogste van de vier diagrammen: er valt meer dan 3 000 millimeter regen per jaar, en elke maand is nat. En zijn rode lijn is bijna vlak: het hele jaar tussen 22 en 25 graden. Er is helemaal geen winter.

Definitie 11.6 (Regenwoud)

Een regenwoud is een dicht bos van heel hoge bomen dat groeit waar het het hele jaar door warm en nat is, met veel regen in elke maand. De meeste regenwouden liggen dicht bij de evenaar.

Het gematigde klimaat. Seattle zit ertussenin: de lijn stijgt in de zomer en daalt in de winter, maar nooit erg ver; het regent er flink, vooral in de herfst en de winter. Dit is een gematigd klimaat: geen grote hitte, geen strenge kou.

Het poolklimaat. In Utqiaġvik blijft de rode lijn acht maanden per jaar onder 0 $^\circ$C; in februari is het gemiddelde 24 graden onder nul. Zelfs in juli, de warmste maand, is het maar ongeveer 5 graden.

11.4 Warme, gematigde en koude zones

Waarom is het warm bij de evenaar en koud bij de polen? Door de Zon. Bij de evenaar staat de middagzon het hele jaar hoog aan de hemel: haar licht valt bijna recht naar beneden en verwarmt de grond sterk. Bij de polen blijft de Zon altijd laag: haar licht komt schuin aan, verspreid over een groot oppervlak, en het verwarmt weinig. In de winter komt de Zon daar soms helemaal niet op.

Twee paar lijnen rond de globe verdelen de Aarde in klimaatzones.

Definitie 11.7 (Keerkringen en poolcirkels)

De twee keerkringen zijn de lijnen rond de globe, één ten noorden en één ten zuiden van de evenaar, die aangeven hoe ver van de evenaar de middagzon recht boven je hoofd kan staan: de Kreeftskeerkring in het noorden, de Steenbokskeerkring in het zuiden. De twee poolcirkels zijn de lijnen rond de globe, dicht bij de polen, waarachter de Zon midden in de winter minstens één dag niet opkomt, en midden in de zomer niet ondergaat: de noordpoolcirkel in het noorden, de zuidpoolcirkel in het zuiden.

De schuine stand van de aardas bepaalt waar deze lijnen liggen.

Definitie 11.8 (Klimaatzones)

De Aarde is verdeeld in drie soorten klimaatzones: de warme zone, tussen de twee keerkringen, rond de evenaar; de twee gematigde zones, tussen een keerkring en een poolcirkel, waar zomers en winters verschillen; en de twee koude zones, voorbij de poolcirkels, rond de polen.

De zones geven een eerste, ruw beeld. Binnen elke zone veranderen veel andere dingen het klimaat: hoe ver een plaats van de zee ligt, hoe hoog ze ligt, waar de wind vandaan komt. Die leer je in de volgende jaren kennen.

Opmerking 11.9 (Phoenix en de zones)

Op de kaart van de zones ligt Phoenix iets ten noorden van de Kreeftskeerkring, in de gematigde zone, en toch is het een hete woestijn. De zones zijn een eerste, ruw beeld: veel van de grote hete woestijnen liggen dicht bij de keerkringen, aan de rand van de warme zone, en in Hoofdstuk 24 leer je waarom.

11.5 Oefeningen

Oefening 11.1 ★

Weer of klimaat?

1. [(a)] Vanochtend sneeuwt het in Utqiaġvik.
2. [(b)] In Phoenix zijn de zomers erg heet en droog.
3. [(c)] Gistermiddag woei er een harde wind in Seattle.
4. [(d)] In Hilo regent het elke maand van het jaar veel.

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.1.

(a) Weer (alleen vanochtend). (b) Klimaat (elke zomer). (c) Weer (gistermiddag). (d) Klimaat (elke maand, jaar na jaar).

Oefening 11.2 ★

Wat is het klimaat van een plaats? Over hoeveel jaar nemen weerkundigen het gemiddelde van hun metingen om het te beschrijven?

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.2.

Het klimaat van een plaats is het weer dat die gewoonlijk heeft, maand na maand, over veel jaren. Weerkundigen nemen het gemiddelde van de metingen van 30 jaar.

Oefening 11.3 ★

Welke maand is op het klimaatdiagram van Seattle de koudste? Welke is de natste? Komt de temperatuur ooit onder 0 $^\circ$C?

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.3.

De koudste maand is december (ongeveer 6 $^\circ$C; januari is bijna even koud). De natste maand is november (ongeveer 160 mm). Nee: de lijn komt nooit onder 0 $^\circ$C.

Oefening 11.4 ★

Welke maand is op het klimaatdiagram van Utqiaġvik de warmste? Is er een maand warmer dan 10 $^\circ$C?

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.4.

Juli is de warmste maand, met ongeveer 5 $^\circ$C. Geen enkele maand is warmer dan 10 $^\circ$C.

Oefening 11.5 ★

In welke klimaatzone ligt elk van deze plaatsen: de evenaar; de Noordpool; een plaats halverwege tussen de evenaar en de Zuidpool?

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.5.

De evenaar: de warme zone. De Noordpool: de koude zone (de noordelijke). Halverwege tussen de evenaar en de Zuidpool: de zuidelijke gematigde zone (die ligt tussen de Steenbokskeerkring en de zuidpoolcirkel).

Oefening 11.6 ★

Gebruik de kaart van de zones. In welke klimaatzone ligt elk van de vier plaatsen: Phoenix, Hilo, Seattle, Utqiaġvik?

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.6.

Hilo: de warme zone. Phoenix en Seattle: de noordelijke gematigde zone. Utqiaġvik: de noordelijke koude zone, voorbij de noordpoolcirkel.

Oefening 11.7 ★★

Hier is de gemiddelde regen van elke maand in Seattle, in millimeter, afgerond op hele getallen:

J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
147	96	106	81	48	37	15	25	41	99	160	145

Hoeveel regen valt er in een heel jaar in Seattle? Hoeveel valt er in de drie maanden december, januari en februari?

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.7.

Het hele jaar: $147 + 96 + 106 + 81 + 48 + 37 + 15 + 25 + 41 + 99 + 160 + 145 = 1\,000$ millimeter. December, januari en februari: $145 + 147 + 96 = 388$ millimeter, meer dan een derde van de regen van het jaar in drie maanden.

Oefening 11.8 ★★

In Phoenix is de gemiddelde temperatuur 14 $^\circ$C in januari en 35 $^\circ$C in juli. In Hilo is ze 22 $^\circ$C in januari en 25 $^\circ$C in juli. Bereken voor elke plaats het verschil tussen juli en januari. Waar veranderen de seizoenen de temperatuur meer?

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.8.

Phoenix: $35 - 14 = 21$ graden. Hilo: $25 - 22 = 3$ graden. De seizoenen veranderen de temperatuur veel meer in Phoenix; in Hilo is ze het hele jaar bijna gelijk.

Oefening 11.9 ★★

Hier zijn de gemiddelden van een denkbeeldige plaats.

maand	J	F	M	A	M	J	J	A	S	O	N	D
temperatuur ($^\circ$C)	27	27	28	28	28	27	27	27	27	27	27	27
regen (mm)	250	230	280	290	260	180	170	160	190	230	250	260

Is het een woestijn-, een regenwoud-, een gematigd of een poolklimaat? Geef twee redenen. In welke zone ligt de plaats waarschijnlijk?

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.9.

Een regenwoudklimaat: het is het hele jaar heet (27 of 28 $^\circ$C, zonder winter), en er valt elke maand veel regen (minstens 160 mm, en meer dan 2 000 mm per jaar). De plaats ligt waarschijnlijk in de warme zone, dicht bij de evenaar.

Oefening 11.10 ★★

Denk terug aan de twee ansichtkaarten aan het begin van het hoofdstuk, verstuurd in dezelfde week van januari. Geef twee verschillende verklaringen voor hoe kinderen op de ene plek op een zonnig strand kunnen spelen terwijl anderen op een andere plek een sneeuwpop bouwen.

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.10.

Eerste verklaring: het strand ligt in de warme zone, waar het het hele jaar warm is, en de besneeuwde tuin in een gematigde of koude zone, waar januari in de winter valt. Tweede verklaring: het strand ligt op het zuidelijk halfrond, waar januari in de zomer valt, en de besneeuwde tuin op het noordelijk halfrond, waar januari in de winter valt: de seizoenen zijn omgekeerd tussen de twee helften van de globe.

Oefening 11.11 ★★★

Noor zegt: “Phoenix en Seattle liggen allebei in de gematigde zone, dus ze moeten hetzelfde klimaat hebben.” Laat met de klimaatdiagrammen zien dat ze ongelijk heeft: vergelijk hun temperaturen en hun regen. Zeg daarna wat de klimaatzones ons vertellen, en wat niet.

Oplossing

Oplossing van Oefening 11.11.

Temperaturen: Phoenix is veel heter, ongeveer 35 $^\circ$C in juli tegen ongeveer 20 $^\circ$C in augustus in Seattle, en januari in Phoenix (ongeveer 14 $^\circ$C) is al even warm als mei in Seattle. Regen: minder dan 200 mm per jaar in Phoenix, een woestijn, tegen ongeveer 1 000 mm in Seattle. Ze hebben dus niet hetzelfde klimaat. De zones vertellen ons ruwweg hoeveel de Zon een plaats verwarmt, van de evenaar tot de polen; ze vertellen ons niet hoeveel regen er valt, en ook niet wat het effect is van de zee, de bergen of de wind.