Wat is een isobar in de meteorologie?

Een isobar is een lijn die punten van gelijke atmosferische druk op een weerkaart verbindt. Het woord komt van de Griekse woorden isos - gelijk - en baros - gewicht. Door isobaren met tussenpozen te plotten op basis van drukmetingen, kunnen gebieden met hoge en lage druk worden weergegeven op een kaart, net als heuvels en valleien op een contourkaart van een landschap. Door de isobaren op een kaart te bestuderen, kunnen meteorologen voorspellen of het weer helder of bewolkt zal zijn, de windsterktes en windrichtingen en - rekening houdend met de breedtegraad en de tijd van het jaar - de temperaturen over een breed gebied.

Omdat het niet mogelijk is om de atmosferische druk te meten op elk punt in het gebied dat door een weerkaart wordt bedekt, zijn isobaren gebaseerd op luchtdrukmetingen bij weerstations. De luchtdruk daalt met de hoogte, dus de meetwaarden worden aangepast aan zeeniveauwaarden om variaties in hoogte mogelijk te maken. In de VS worden de drukmetingen normaal elk uur gemeten en zijn de isobaren normaal met intervallen van 4 millibar (mb), met een druk van 1000 mb als basis. Uit een reeks luchtdrukmetingen die tegelijkertijd op verschillende locaties in een gebied zijn genomen, kunnen isobaren worden uitgezet door te schatten waar de druk de juiste waarde zou hebben.

Als een weerstation bijvoorbeeld een druk van 1002 mb meldt en een ander station een paar mijl naar het noorden 1006 mb meldt, kan worden geschat dat de 1004 isobar tussen de twee zou passeren. Op een isobalkaart worden de isobaren gelabeld met de drukwaarden die ze vertegenwoordigen, bijvoorbeeld 996 mb, 1000mb, 1004 mb enzovoort. De kaart toont ook de individuele metingen op de verschillende stations.

Met behulp van een isobalkaart kunnen meteorologen het verwachte weer voor de komende dagen bepalen. Lagedrukgebieden, bekend als cyclonen, hebben instromende lucht die in het midden opstijgt en in het algemeen wordt geassocieerd met wolken en neerslag. Hogedrukgebieden, bekend als anticyclonen, worden geassocieerd met dalende, uitstromende lucht en brengen meestal droog, helder weer met zich mee.

Wind stroomt van gebieden met hogere druk naar gebieden met lagere druk. De isobaren op een weerkaart tonen drukgradiënten. Als de isobaren ver uit elkaar liggen, duidt dit op een zachte drukgradiënt en lichte wind. Waar de isobaren dicht bij elkaar liggen, duidt dit op een steile helling. Hoe steiler de drukgradiënt, hoe hoger de windsnelheden.

Drukgradiënten neigen steiler te zijn rondom gebieden met lage druk dan rond gebieden met hoge druk. Als een isobalkaart wordt afgebeeld als een landschap, zien hogedrukgebieden eruit als zacht glooiende heuvels en lagedrukgebieden zoals steile wanden. Lagedrukgebieden worden in sommige gebieden in feite 'depressies' genoemd.

Als wrijving wordt genegeerd, wordt de windsnelheid bepaald door de drukgradiëntkracht (PGF). Dit kan worden berekend als het resultaat van de hogedrukwaarde minus de lagedrukwaarde, gedeeld door afstand, en wordt normaal uitgedrukt in millibar per kilometer (mb / km). Als een isobalkaart bijvoorbeeld een drukval van 1008 mb tot 996 mb over een afstand van ongeveer 12 mijl (20 km) toont, is de drukgradiënt 12 mb / 20 km, wat gelijk is aan 0,12 mb / km. Dat is een behoorlijk steile drukgradiënt, dus sterke winden zouden worden voorspeld voor dit gebied.

De windrichting wordt niet alleen beïnvloed door de oriëntatie van de drukgradiënt, maar ook door de Coriolis-kracht die het gevolg is van de rotatie van de aarde. Op het noordelijk halfrond zorgt dit ervoor dat de winden rond een lagedrukgebied tegen de klok in draaien en die rond een hogedrukgebied met de klok mee draaien. Het omgekeerde is waar op het zuidelijk halfrond. De hoeveelheid doorbuiging als gevolg van de Coriolis-kracht is groter in de richting van de polen en is ook evenredig met de windsnelheid.

Als de wrijving buiten beschouwing wordt gelaten, kunnen de PGF en de Coriolis-kracht uitbalanceren, wat resulteert in winden die parallel aan de isobaren stromen. Deze staan ​​bekend als geostrofische winden en kunnen hoog boven de grond voorkomen, waar wrijving niet belangrijk is. Aan de oppervlakte vertraagt ​​wrijving echter de wind, waardoor het Coriolis-effect wordt verminderd, en de winden hebben de neiging om de isobaren te kruisen, naar binnen spiraalvormig naar cyclonen en naar buiten weg van anticyclonen, met de klok mee of tegen de klok in volgens het halfrond.