08-01-2009

De koudste maand

VS

De seizoensovergangen zorgen nog wel eens voor vragen. "Waarom begint vandaag de lente als het nog steeds vriest" of "Volgens mij weet de natuur nog niet dat het zomer is :(". Vaak gaat het dan om de astronomische seizoensovergangen, die mensen eenvoudig onthouden door de "21e-regel" [1]. Deze seizoensindeling zal nog wel afstammen van de oudheid, toen men de positie van de zon aan de hemel bestudeerde. Het viel deze mensen toen op dat de warmste dagen van het jaar kwamen nadat de zon op het meest noordelijke punt was opgekomen. Dit warme seizoen duurde ongeveer tot het moment dat de zon aan de tegenovergestelde kant opkwam als onderging: de astronomische seizoenen waren geboren.

In Nederland gaan de astronomische seizoenen redelijk goed op. De maanden juli en augustus zijn de warmste maanden van het jaar en het zwaartepunt van de zomer, eind juli/begin augustus, valt vrijwel precies in het midden van de zomer. In de winter geldt ongeveer hetzelfde, hoewel de
opwarming van de aarde roet in het eten lijkt te gooien.

De astronomische seizoensindeling is altijd de bekendste geweest bij mij. Ik snapte wel dat de zomer warmer was dan de lente, ondanks dat de zon in beide seizoenen evenveel schijnt. En dat vond ik juist mooi. Zo eenvoudig. Omdat de zomer volgt op (het warmste deel van de) lente is de zomer warmer dan de lente, want die volgt op een koude winter. En het effect was zo sterk dat de lente qua temperatuur zelfs maar vergelijkbaar was met de herfst.

De astronomische lente is toch wel een stukje warmer dan de astronomische herfst, daar kwam ik uiteindelijk wel achter. De reden daarvan is dat de temperatuur in de zomer na het hoogtepunt vrij snel afneemt, waardoor eind september koeler is dan begin juni, hoewel beide periodes ongeveer even ver van de warmste periode van het jaar zitten. De astronomische seizoenen zeggen in feite alleen iets over de daglengte; namelijk lange of korte dagen en toenemende of afnemende daglengte. Een simpele constructie, die ook nog redelijk wat blijkt te zeggen over de temperatuur in een periode, hoewel de astronomische seizoenen niet helemaal samenvallen met de thermische seizoenen.

Ik was dan ook verbaasd te lezen dat vooral Amerikanen de astronomische seizoensindeling totaal niet snappen. "Waarom is het op 20 september nog zomer?!" en "Waarom is het pas op 21 december winter, het is nu al stervenskoud!" Liever hanteert men daar de meteorologische seizoenen, drie opeenvolgende kalendermaanden, die daar beduidend beter correleren met de temperatuur.

Seasonal lag
Alles blijkt samen te hangen met de
seasonal lag. Wanneer deze "nul" is, is de langste dag ook de warmste en zijn de lente en zomer hun spiegelbeeld qua temperatuur. In dat geval zou de zomer ergens rond 5 mei beginnen en drie maanden later, rond 5 augustus weer afgelopen zijn. Dat is eigenlijk nooit het geval. Meestal is de seasonal lag iets van een maand, hoewel het soms niet meer is dan enkele weken. In andere plaatsen laat de warmte veel langer op zich wachten. Een seasonal lag van anderhalve maand past goed bij de astronomische seizoensindeling. Een seasonal lag van drie weken past perfect bij de Meteorologische seizoensindeling.

In Europa is de seasonal lag op de meeste plaatsen ongeveer een maand. Dichtbij de kust en op eilanden is-ie groter en in het binnenland kleiner. In Nederland zijn de maanden januari en februari ongeveer even koud, terwijl hun inverses juli en augustus ongeveer even warm zijn. In de VS is dat niet het geval, zo blijkt. Ik heb de
temperatuursdata van een behoorlijk aantal plaatsen bekeken, maar er zijn maar weinig plaatsen die een "Nederlands" temperatuurspatroon bezitten. Vooral 's winters treedt de kou snel in, zelfs voor de plaatsen aan de kust. Wikipedia zegt hierover:

"Many areas along North America's west coast have very small winter lag and are characterized by a much more gradual spring warming and rapid autumn cooling."

In sommige plaatsen is december zelfs de koudste maand van het jaar, terwijl februari eigenlijk altijd warmer is dan januari, zelfs (of zelfs juist!) aan de kust. Dat vond ik vreemd, omdat zeewater juist langzaam opwarmt en afkoelt, waardoor de temperaturen in het begin van de winter juist vrij zacht zouden moeten zijn. Zeker omdat de Noordzee waar Nederland zijn warmte vandaan haalt ondieper is dan de Stille Oceaan waar de Amerikaanse westkust aan ligt. Wat voor vreemd fenomeen zorgt in Amerika voor zulke koude decembers? Is de aarde daar anders?

Golfstroom
Europa wordt warm gehouden door de zogenaamde Golfstroom, die warm water meevoert vanuit de Golf van Mexico. Amerika krijgt daar koud poolwater voor terug. Mede hierdoor is het zo koud in Canada, maar verklaart het ook waarom het zo vroeg koud is? Het enige wat ik kon bedenken was dat Europa als het ware warmte aftapt van die Golfstroom en dat die warmte gedurende de winter "opraakt". Dat zal wel niet zo waarschijnlijk zijn, dus kwam ik met een andere verklaring.

Lucht
Door de noordelijke ligging ontvangt Europa in de winter maar weinig zonnestraling. Een grote factor die meespeelt bij het handhaven van milde temperaturen is de wind. Zo wist Erwin Kroll me te vertellen dat het in Nederland 's winters iets van -18 graden zou zijn als er geen warme lucht zou worden aangevoerd. Als er lucht vanuit de Noordpool naar Nederland wordt gevoerd, wordt het hier gelijk ook een stuk kouder, al lijkt 18 graden me ook wel wat overdreven. Verandering van de windrichting zorgt er ook voor dat de winter zo'n grillig seizoen is, met de ene keer veel regen en temperatuurrecords en de andere keer twintig graden vorst. Maar de wind zorgt ook nog voor andere dingen.

In Nederland komt de wind meestal uit het zuidwesten. Dat is de meeste dagen het geval en dat verschilt vrij weinig per seizoen. In Amerika is dat anders. Een aanwijzing was dit:

"Autumn in the United Kingdom lasts from September to November. The season is notorious for being unsettled - as cool polar air moves southwards following the sun..."

 
Klimaat Groot-Brittanië

In Europa zorgt het invallen van de koude lucht voor slecht weer, maar in Amerika kan het weleens een ander verhaal zijn. Daar is geen systeem dat constant warme lucht blijft aanvoeren en wordt de overgebleven warmte al snel verdreven door de koude (en zware) poollucht. Hierdoor gaat de temperatuur al gauw onderuit. Waarschijnlijk wordt de zuidwaartse opmars van de koude lucht vrijwel direct na de zonnewende een halt toe geroepen en krijgt de warme lucht weer een kans. Hierdoor gaat de temperatuur vaak al halverwege januari stijgen, hoewel de zon in theorie nog niet sterk genoeg is om de temperatuur te doen stijgen.

Er lijkt dus sprake te zijn van een effect dat de seasonal lag lijkt te verkorten. Toch zitten er haken en ogen aan. Warme lucht is lichter dan koude lucht en zal dus boven de koude lucht gaan zitten. Dit zorgt niet meteen voor een temperatuurverhoging aan het oppervlak. Misschien is het ineffectieve "terugvechten" van warme lucht ook wel de reden dat het in de lente maar langzaam warmer wordt. De kou wordt maar langzaam verdreven.


Steden

Daarom tot slot een Excelbestand met daarin een aantal Amerikaanse en Europese steden. Voor de VS heb ik de volgende vier steden gekozen:New York ligt aan de oostkust. New York ligt ongeveer net zo zuidelijk als bijvoorbeeld Rome en heeft - voor een plaats aan de kust - behoorlijk warme zomers en koude winters.
San Francisco heeft een enorme seasonal lag in de zomer, met september als warmste maand, zo'n beetje de theoretische limiet. Hoewel de verschillen tussen zomer en winter klein zijn, is het opmerkelijk hoe vroeg in het seizoen de laagste temperaturen al worden bereikt.
Los Angeles heeft een wat normaler klimaat. Door de zuidelijkere ligging is het een flink stuk warmer dan in SF.
Topeka schijnt de hoofdstad van Kansas te zijn. Dit zal wel een van de meest continentale plaatsen zijn in de VS. De plaats heeft dan ook de grootste temperatuursverschillen van alle plaatsen in dit lijstje, maar daar moet aan toe worden gevoegd dat New York bijna hetzelfde temperatuursverloop heeft.

Als Europese tegenhangers heb ik de volgende plaatsen gekozen:

Ons eigen Amsterdam, Parijs en München, twee grote plaatsen op ongeveer dezelfde breedtegraad. Parijs is het hele jaar iets warmer dan Amsterdam, München heeft veel meer een landklimaat en is door zijn strenge winters zelfs nog kouder dan Amsterdam.
Bordeaux ligt in de buurt van de zee en is qua temperatuur te vergelijken met oa. New York, hoewel de temperaturen in de Franse stad veel gematigder zijn.
Athene is de enige stad in dit rijtje die op een vergelijkbare breedtegraad ligt als de Amerikaanse steden. Hoewel San Francisco net zo zuidelijk ligt, is het in Athene veel warmer, wat vooral in de zomermaanden tot uitdrukking komt. Los Angeles heeft dezelfde gemiddelde jaartemperatuur. Door de diepe oceaan wordt het daar 's zomers niet zo heel warm, maar blijft het 's winters erg zacht.

 
Download EuropaEnVS.xls 

Dit dus naar aanleiding van waarom de zomer in Europa vaak door de maanden juli en augustus wordt gekarakteriseerd en in Amerika hoofdzakelijk door de maand juli. Voor wie vier seizoenen niet goed genoeg vindt: hanteer gewoon ZES seizoenen. Dat werkt veel beter.

Links:
Klimaatdata

Gerelateerde artikelen:
De herfst is halverwege; 17-10 2008
 
[1] Die tot hun verrassing niet altijd blijkt op te gaan

Geen opmerkingen:

Een reactie posten