Wat is föhn?


Door Henri op 12 oktober 2021 · 1

Een föhnmuur bij de alpenhoofdkam
Een föhnmuur bij de alpenhoofdkam

Föhn is een ongelofelijk interessant weerfenomeen maar tegelijkertijd voor freeriders ook een beruchte spelbederver. De neerwaartse wind laat zelfs midwinter de temperaturen soms tot bijna zomerse waardes stijgen. De krachtige storm zorgt bovendien voor een kritische lawinesituatie zorgen. Al met al is föhn dus een belangrijk thema om eens onder de loep te nemen. Bereid je voor op een föhnstorm van informatie, want in dit artikel probeer ik de volgende vragen te beantwoorden:

  • Wat is föhn precies?
  • Hoe ontstaat föhn?
  • Hoe herken je föhn (op de weerkaarten)?
  • Waar is föhn een probleem en wat kunnen de gevolgen zijn?

Downslope windstorm

Föhn is de benaming voor een neerwaartse windstorm die in de Alpen geregeld voor overlast kan zorgen. De krachtige wind met vaak zeer zware windstoten accelereert aan de lijzijde van een berg naar beneden. In alle gebergtes kun je zulke neerwaartse windstorm aantreffen. Zo heb je de Bora in de Balkan (Dinarische Alpen), de Chinook in de Rockies en dus de welbekende föhn in de Alpen. Hoewel ze allemaal op elkaar lijken, zijn ze niet allemaal identiek. In dit artikel ligt de focus op de klassieke föhn in de Alpen.

Föhncondities in Grandvalira, Andorra
Föhncondities in Grandvalira, Andorra

Hoe ontstaat föhn?

Hoe komt het dat de lucht aan de lijzijde zo enorm kan versnellen en opwarmen vergeleken met de loefzijde? Meestal wordt het proces van föhn beschreven met de zogenaamde thermodynamische föhntheorie. Het is een veel gebruikte, maar sterk vereenvoudigde verklaring van het proces van een föhnwind. Om te voorkomen dat de hele tekst zo droog wordt als de föhn zelf ga ik op het eind van het artikel voor de geïnteresseerden iets meer in de diepte om het volledige föhnproces te beschrijven. Voor nu houden we het even bij de simpelere uitleg.

Stel dat we in de Zuidalpen te maken hebben met een zuidelijke aanvoer van vochtige luchtmassa’s vanaf de Middellandse Zee. Deze lucht klapt op de Alpen en moet noodgedwongen stijgen. Bij het stijgen zet de lucht uit en koelt daardoor af. Kan de lucht genoeg afkoelen, dan treedt er condensatie (en dus wolkenvorming) op. Uiteindelijk krijgen we te maken met neerslag en kan er zelfs een Südstau plaatsvinden (of andersom in de Noordalpen een Nordstau). Bij het condensatieproces komt warmte vrij, waardoor de lucht in deze verzadigde condities bij het stijgen maximaal 0.6 graden per 100 hoogtemeters kan afkoelen (i.p.v. 1 graad per 100 hoogtemeters). Door de neerslag wordt vochtigheid uit de lucht verwijderd. Eenmaal bij de alpenhoofdkam gekomen is de lucht droger en kan de daling worden ingezet. De drogere lucht kan veel sneller opwarmen (1 graad per 100 meter), wat het temperatuurverschil tussen de noord- en zuidkant verklaart.

Het ontstaan van föhn (Richner & Hächler)*
Het ontstaan van föhn (Richner & Hächler)*

Hoe herken je föhn?

Een föhnstorm gaat vaak samen met spectaculaire wolken, genaamd Altocumulus Lenticularis. De lensvormige wolken hangen als het ware stil op één plek, terwijl de windsnelheden rondom en in de wolk erg kunnen oplopen. Voordat de föhn op lagere hoogtes doorbreekt kun je deze föhnwolken vaak al herkennen omdat op grote hoogte de föhn al is doorgebroken.

Een andere feature waaraan je föhn kunt herkennen is een föhnmuur bij de alpenhoofdkam. De wolken komen in de meeste gevallen niet veel verder dan deze grens omdat de dalende lucht er al snel voor zorgt dat de wolken oplossen. Hierdoor kun je een imposante muur van wolken zien.

Altocumulus Lenticularis
Altocumulus Lenticularis

Föhn op de weerkaarten

Hoe kun je föhn op de weerkaarten herkennen? Belangrijke factoren om in de gaten te houden zijn de luchtdrukverdeling, het drukverschil tussen de Noord- en Zuidalpen en de temperatuurverschillen in de hogere luchtlagen. Een ideale setting voor een krachtige Südföhn ontstaat wanneer een depressie vanuit het (zuid)westen nadert en (afhankelijk van zijn sterkte) ongeveer boven de Britse Eilanden ligt, waardoor er een drukgradiënt over de Alpen kan ontstaan. Dit betekent dat je een hoge druk boven de Zuidalpen hebt en lage druk boven de Noordalpen. Meestal kan een paar hectopascal drukverschil genoeg zijn om föhn te initiëren, maar om de stormachtige wind tot in de dalen te voelen geldt als vuistregel dat het drukverschil tenminste 4 tot 6 hectopascal moet zijn. Een ideaal geval voor Nordföhn is wanneer een depressie ten oosten van de Alpen ligt. Op de westflank van deze depressie wordt er koude lucht vanuit het noorden naar de Alpen gebracht, die vervolgens aan de zuidkant naar beneden buldert.

Een typische Südföhnsituatie op de weerkaart (wetterzentrale.de)
Een typische Südföhnsituatie op de weerkaart (wetterzentrale.de)

De gevolgen van föhn

De lucht droogt dus sterk op bij föhn, waardoor de temperaturen omhoog kunnen schieten. Dramatische temperatuurstijgingen kunnen bij föhn binnen enkele tientallen minuten voorkomen. In een extreme situatie waar koude lucht van polaire origine wordt opgeruimd kan de föhn voor een temperatuursprong van 20 graden zorgen. Deze grote temperatuurverschillen komen vaker voor bij Südföhn dan Nordföhn, want het brongebied van de laatstgenoemde is een stuk kouder.

Er worden tegelijkertijd met gemak snelheden van 140 kilometer per uur geregistreerd op geëxponeerde bergen en föhndalen. De föhnstorm vreet bovendien een vers sneeuwdek zonder problemen aan. Wanneer de föhn ’s nachts blijft aanhouden kan de temperatuur (ook bij heldere lucht) vrij constant blijven. In Vorarlberg werd er tijdens een sterke föhnstorm begin oktober 2021 voor het eerst in heel Oostenrijk een tropennacht gemeten in oktober. De hele nacht bleef de temperatuur boven de 20 graden.

Natuurlijk komt er ook een verhoogd lawinegevaar bij föhn kijken. Je moet niet alleen rekening houden met een plotselinge stijging van de temperatuur waardoor vorst ook op grotere hoogtes uitblijft, maar ook met (enorme) triebschneeproblemen door de harde wind.

Nordstau & Nordföhn (worldview.earthdata.nasa.gov)
Nordstau & Nordföhn (worldview.earthdata.nasa.gov)

Waar en wanneer is föhn een probleem?

Niet ieder gebied en dal is even gevoelig voor föhn. Het zijn met name de noord-zuid georiënteerde dalen die het hardst getroffen worden. Een paar voorbeelden in Zwitserland zijn het Rijndal, Glarus, Uri en het Haslital. In Oostenrijk krijg je bijvoorbeeld in het Wipptal (Brenner), Gasteinertal en Brandnertal gegarandeerd te maken met stormachtige wind als er een Südföhn heerst. In de Zuidalpen merk je Nordföhn in de regel ook het beste in de dalen die meer of minder loodrecht ten opzichte van de alpenhoofdkam liggen. Ticino, Valle Ossola, Aosta zijn enkele voorbeelden die hard getroffen kunnen worden. Verder naar het oosten kun je in delen van bijvoorbeeld Vinschgau en het Eisacktal föhn aantreffen.

Gebieden die minder last hebben van de föhn liggen meestal in een dal parallel aan de alpenhoofdkam. Als perfect voorbeeld is Kühtai bij Innsbruck tijdens een Südföhnperiode nog vaak open terwijl de omringende skigebieden allemaal noodgedwongen moeten sluiten. Is de föhnepisode bijzonder sterk, dan kan het natuurlijk gebeuren dat ook hier de liften sluiten. De impact kan tijdens heftige föhnstormen ook op grotere schaal gevoeld worden. Zo kan een sterke Südföhn tot ver in Duitsland reiken.

Nordföhn komt het meeste voor in het voorjaar, wanneer we in de Alpen vaak te maken hebben met noordelijke stromingen. Südföhn kan in principe het hele jaar door voorkomen, hoewel het in de zomer onwaarschijnlijker is. Oktober wordt gezien als een typische föhnmaand, maar ook in de wintermaanden hebben de Noordalpen geregeld föhn.

De vier opwarmingsmechanismen bij föhn volgens Elvidge & Renfrew (2016)*
De vier opwarmingsmechanismen bij föhn volgens Elvidge & Renfrew (2016)*

Vier processen

Tenslotte gaan we iets meer in detail. De thermodynamische föhntheorie met neerslag als enige verklaring lijkt alles te beschrijven, maar toch komt het vaak voor dat er aan de ene kant van de Alpen föhn optreedt terwijl er aan de andere kant geen neerslag valt. Dit betekent dus dat deze uitleg onvolledig is en er nog andere processen spelen. Ook kan deze theorie de extreme opwarming aan de lijzijde van de berg niet volledig verklaren. In realiteit zijn er maar liefst vier mechanismen die meespelen. Hoe groot de contributie van een individueel proces is hangt sterk af van de weersituatie, maar het blijkt dat het bovengenoemde proces niet eens de dominantste is. De vier processen zijn:

  • Latente warmte en neerslag
  • Mechanische menging
  • Zonne-instraling
  • ‘Isentropic drawdown’

De eerste heb ik dus hierboven al beschreven. Daarnaast heb je twee vrij eenvoudige concepten: mechanische menging en de input van zonne-instraling. Het effect van mechanische menging bij föhn is te vergelijken met een snelstromende rivier: er ontstaat turbulentie waardoor er in de bovenste laag menging met de luchtlaag daarboven plaatsvindt. Ook bij föhn is dit het geval en word er gemixt met drogere lucht van boven de ‘föhnrivier’, waardoor de föhn nog meer kan opwarmen. De input van zonne-instraling spreekt eigenlijk voor zich. Föhn zorgt ervoor dat het aan de lijzijde van de berg kan opklaren en de zon flink kan schijnen en het aardoppervlak extra kan opwarmen door de extra energie-input.

Een backward trajectory voor südföhncondities in de Noordalpen (ready.noaa.gov)
Een backward trajectory voor südföhncondities in de Noordalpen (ready.noaa.gov)

Isentropic drawdown

Dan moeten we het nog over de laatste hebben. Isentropic drawdown is de meest dominante factor bij föhn en heeft waarschijnlijk wat meer uitleg nodig. Bij dit proces komt de luchtmassa van hogere lagen naar beneden. De lucht van deze hoogte is droger en heeft een hogere potentiële temperatuur, wat betekent dat wanneer dit luchtpakketje naar beneden wordt gebracht de temperatuur door de opwarming uiteindelijk hoger kan uitkomen. Dit proces gaat zoals je in de afbeelding kunt zien samen met een stromingsblokkering aan de loefzijde van het gebergte. Alleen de lucht van hogere hoogtes kan aan de lijzijde naar beneden stromen, met sterke opwarming als gevolg. Met heftige föhn kan het voorkomen dat de oorsprong van een luchtpakketje in het dal aan de noordkant 2000 meter hoger boven de Povlakte ligt. In de afbeelding hierboven zie je een voorbeeld van een südföhnconditie waar de lucht vanuit het zuiden bij het bereiken van de Noordalpen flink daalt.

Lees ook:

Bronnen:

  • Richner H., Hächler P. (2013) Understanding and Forecasting Alpine Foehn. In: Chow F., De Wekker S., Snyder B. (eds) Mountain Weather Research and Forecasting. Springer Atmospheric Sciences. Springer, Dordrecht.
  • Elvidge, A.D., Renfrew, I.A. (2016). The Causes of Foehn Warming in the Lee of Mountains. Bulletin of the American Meteorological Society, vol 97, issue 3, p455-p466.

Reacties


  • EmielRense
    Advanced
    EmielRense op 20 oktober 2021 · 10:21
    Dank, interessant om te lezen.

Reageer

Je hebt een account nodig om te kunnen reageren in dit topic. Login of registreer.

Upgrade naar wepowder Pro

  • Uitgebreide 14 dagen verwachting
  • Hellingshoek- en expositielagen
  • Inspirerende freeride routes
wepowder Pro