MCS / MCC – Onweerscomplexen

Een onweersbui is er niet zomaar, daarvoor is onstabiele lucht nodig. Die ontstaat wanneer door instraling van de zon het onderin de atmosfeer warm genoeg wordt of doordat op grotere hoogte koudere lucht wordt aangevoerd. De warme lucht stijgt dan vanuit de onderste luchtlaag op. Vaak ontstaat door deze opstijgende warme lucht een individuele bui. In onze omgeving spelen samenkomende luchtstromingen, veranderde windvelden of veranderingen aan het aardoppervlak een belangrijke rol. Deze effecten zorgen vaak voor extra stijging van de warme lucht. Zo een warmtebui bestaat uit één onweerscel en leeft hooguit 30 tot 60 minuten. Doordat de vallende neerslag de lucht afkoelt ontstaan dalende luchtstromingen die de warme opstijgende luchtstromen van de bui afsnijden. Deze dooft vervolgens uit. De regen uit een bui is kort en hevig en soms zijn kleine hagelsteentjes mogelijk. Na een tijdje klaart het op en blijft de warmte voortduren.

Langlevend buiencluster.
Wanneer de wind op de juiste manier met de hoogte verandert zorgen de dalende luchtstromen juist voor het versterken van de warme stijgstroom aan de voorzijde van de bui. Er kunnen dan nieuwe buiencellen ontstaan. De kans bestaat dat deze buien clusteren tot een buiencluster (multicell storm). Een systeem waar aan de flanken van het systeem elke keer nieuwe onweerscellen ontstaan. In de warme onstabiele lucht is dit voldoende om nieuwe onweersbuien te laten ontstaan. Gemiddeld elke 15 minuten ontstaan nieuwe actieve onweerscellen. De oudere onweerscellen doven uit, maar geven wel regen. Het onweer zit aan de randen van het systeem, terwijl in het midden matig gelijkmatige regen valt. Aan de rand van het systeem komen, als de omstandigheden daar goed voor zijn, windhozen en windstoten voor.
Onweerscomplex

Mesoscale Convective System.
Wanneer een dergelijk systeem groot is geworden spreken meteorologen over een Mesoscale Convective System (MCS) of een Mesoscale Convective Complexes (MCC). Beide systemen zijn ontstaan uit de geclusterde buien, hebben dezelfde eigenschappen, maar verschillen toch met elkaar. Belangrijkste verschil is dat een MCC een MCS is dat aan bepaalde vereisten voor de afmetingen voldoet, op grond van satellietfoto’s.
.
Nachtelijk windmaximum ((Nocturnal) Low-level jet)

Een MCS is in tegenstelling tot de geclusterde onweerscellen in staat de nacht te overleven. Sterker nog, het systeem is ’s nachts op zijn hoogtepunt. Dit is mogelijk door het ontstaan van een windstroom tussen de 300 en 3000 meter hoogte. Deze stroom is een nachtelijke straalstroom op lagere nivo’s. Deze mag niet worden verward met de straalstroom op grote hoogte die depressies naar Europa aanvoert. De nachtelijke straalstroom ontstaat ’s avonds als de verhitte luchtlagen stabiliseren. Op enige hoogte neemt de wind toe en wordt warme en vochtige lucht de bui ingevoerd. Dit nachtelijk windmaximum kan onweersbuien doen ontstaan of in stand houden.

Doorgaans ontstaat een MCS in de tropen. Zomers komen ze ook in Europa voor en ontstaan dan vaak boven Frankrijk aan het eind van de dag. Vooral op een plaats waar warme en vochtige lucht uit het zuidoosten en relatief koele en drogere lucht uit het westen elkaar ontmoeten. Bij een zuidelijke stroming trekt het systeem ’s nachts naar onze omgeving of Duitsland.

Grootte en vorm van een MCS.
Twee systemen trekken achter elkaar over Duitsland

Een MCS heeft vanuit de satelliet gezien een ovaalvorm. Een dergelijk systeem kan 100.000 vierkante kilometer beslaan (ruim 300 bij 300 kilometer groot) en wordt meegevoerd met de heersende wind tussen 3 en 6 kilometer hoogte.
Soms lijkt de trekrichting afwijkend, maar dat komt doordat er aan één zijde vaker nieuwe cellen ontstaan dan aan de andere zijde. Zo lijkt het dat het buiencluster naar het noordenoosten koerst maar naar het noordnoordoosten.

Een MCS is niet altijd hetzelfde. Zo kan het voorkomen dat aan de rand van een MCS een nieuwe cel ontstaat. Dit kan een zeer krachtige onweerscel zijn met sterke stijgwinden waar hagel en windhozen in voorkomen. Zo’n chaotische MCS noemen we asymmetrisch. Is de MCS mooi ovaal dan heet die symmetrisch. Een MCS kan een enorme bliksemintensiteit geven. Vooral rond middernacht kan de bliksemfrequentie oplopen tot boven de 100 ontladingen per minuut. Het onweerscomplex gaat gepaard met hevige weertypes als hagel en windstoten. Vooral aan de randen van het systeem. Middenin komt meer gestage regen voor.

Het verdwijnen van een MCS.
Als ’s ochtends het nachtelijk windmaximum afzwakt, verdwijnt de aanvoer van de warmte en daarmee de buiigheid. Een tweede effect is de infraroodafkoeling. De bovenkant van de wolken in de MCS koelen ’s nachts sterker af dan de wolken eronder. Ook hierdoor blijft de buiigheid in stand. Als de zon vervolgens opkomt stopt het proces van afkoeling. De buien zakken als een plumpudding in elkaar. Bij een MCS stopt de onweersactiviteit vaak vlak na zonsopkomst.

Effecten op afstand.
Bij grote complexen is er ook sprake van een outflow-proces. Daalstromen uit het systeem en neerslag zorgen ervoor dat grote hoeveelheden koude lucht van hoog in de atmosfeer op het aardoppervlak komt. Deze lucht wordt voor de buien uitgeduwd, waarop vervolgens op enige afstand van het systeem, door optilling een nieuwe buienlijn wordt gevormd. Rond een MCS is het heersende windveld verstoord. De wind waait uit een andere richting en neemt toe. In de avond kunnen de hoge buientoppen tot op grote afstand hun schaduw op het aardoppervlak werpen.

Hoe herken je van de grond een MCS?
Een MCS is niets meer dan een dreigende donkere lucht voornamelijk in het zuiden of zuidwesten. In de nacht gaat dit gepaard met heftig weerlicht dat naderbij komt. Een MCS komt alleen in de zomer voor. Het is moeilijk te zien aan de lucht of sprake is van een MCS. Satellietfoto’s en radarbeelden geven een beter beeld. Maar zware onweersactiviteit in de zomernacht wordt bijna altijd door een MCS veroorzaakt.

Een Mesoscale Convective Complexes (MCC) is een MCS waar de grootte van de wolkenkap aan bepaalde afmetingen moet voldoen. Een MCC is altijd groter dan een MCS.

Bron: Vereniging voor Weerkunde en Klimatologie / VWKWeb
Adrie Huisman