Regen (neerslag)

Regen is een vorm van neerslag, net als sneeuw (ijskristallen) en hagel (bevroren regen). Samen wordt dit ook wel hemelwater genoemd.

Ontstaan

Voor de vorming van neerslag zijn in de eerste plaats wolken nodig, die bestaan uit al dan niet onderkoelde druppeltjes of ijskristallen die ontstaan zijn door condensatie of sublimatie. Deze elementen worden wolkenelementen genoemd en hebben een doorsnede van enkele μm (1 μm = 0,001 mm). Om daadwerkelijk tot neerslag te komen moeten de afmetingen van de onderkoelde druppeltjes in een wolk toenemen, zodat deze overgaan in neerslagelementen welke een doorsnede hebben van tenminste 100 à 200 μm.

Het ontstaan van wolken gaat gepaard met verticale bewegingen die in snelheid kunnen variëren van enkele cm/sec tot meerdere meters/sec. Aangezien wolkenelementen valsnelheden hebben van slechts ongeveer 1 cm/sec, is het noodzakelijk dat deze aanzienlijk aangroeien zodat zij door een wolk kunnen vallen, verdamping in de niet-gecondenseerde lucht beneden de wolkenbasis kunnen overleven en de grond als motregen, regen, enzovoorts kunnen bereiken. De vorming van relatief kleine neerslagdruppels uit enorme hoeveelheden uiterst kleine wolkendruppeltjes wordt door een tweetal processen gerealiseerd: het coalescentie-proces en het Wegener-Bergeron-Findeisen-proces.

Coalescentie-proces

Dit proces doet zich voor als er zich in een wolk talrijke wolkenelementen van diverse afmetingen bevinden. Door het verschil in gewicht zullen deze verschillende valsnelheden hebben en dus ten opzichte van elkaar bewegen. De grote druppels zullen sneller vallen dan de kleinere in hun omgeving, waarbij ze tijdens de val tegen een deel hiervan opbotsen en er vervolgens mee samenvloeien. Niet met alle druppeltjes in de baan van de grote druppels vinden botsingen plaats; de kleinsten spoelen in de luchtstroming om de grote druppels heen (zij worden als het ware aan de kant gedrukt). Het succes bij het invangen - uitgedrukt als de invangverhouding - wordt voornamelijk bepaald door het snelheidsverschil. Zo zijn bij een gemiddelde straal van de druppels in een wolk van 6 μm, enkele druppels met een straal van 20 μm nodig om het coalescentie-proces op gang te brengen.

Na iedere botsing worden de druppels groter, krijgen daardoor een grotere snelheid en groeien steeds sneller aan. Als de weg door de wolk lang genoeg en de concentratie van vloeibaar water voldoende groot is, kunnen de druppels tenslotte groot genoeg worden om als regendruppels door de wolkenbasis heen te vallen. Vooral bij dunne gelaagde bewolking en in cumuliforme bewolking is van belang de continue uitwisseling, in de vorm van turbulentie, tussen de wolk en de drogere lucht daarbuiten. De druppeltjes aan de rand van de wolk kunnen in deze drogere lucht verdampen. Ondanks dit effect zullen er druppeltjes moeten zijn die lang genoeg in de wolken kunnen blijven om voldoende aan te groeien.

Wegener-Bergeron-Findeisen-proces

Bij temperaturen lager dan -23 °C zijn de wolken overwegend ijswolken, echter bij temperaturen tussen de 0 °C en -23 °C bestaan de wolken grotendeels uit onderkoelde waterdruppeltjes met slechts een veel kleiner aantal ijskristallen; in het laatste geval spreekt men wel van gemengde wolken. Bij het tegelijkertijd voorkomen van onderkoelde waterdruppeltjes en ijskristallen geldt dat de verzadigingsdampdruk van de ijskristallen lager is dan die van de waterdruppeltjes, wat een belangrijke factor is in het gehele neerslagvormingsproces.

Onder deze omstandigheden zal er een transport van waterdamp gaan optreden van de onderkoelde waterdruppeltjes naar de ijskristalletjes; de druppeltjes verdampen en de waterdamp sublimeert op de ijskristallen. De sublimatie, welke ten koste gaat van de onderkoelde waterdruppels, is het sterkste bij een temperatuur van circa -13 °C. Bij deze temperatuur is het verschil in verzadigingsdampdruk van water en ijs namelijk het grootst. De ijskristallen groeien door de steeds voortdurende sublimatie aan, waardoor hun valsnelheid groter wordt en ze door de wolk naar beneden bewegen. Bij temperaturen van enkele graden onder het vriespunt klonteren de aangegroeide ijskristallen tot sneeuwvlokken samen.

Vallen deze vlokken tot onder het 0 °C-niveau (het 0 °C-niveau is het laagste niveau waarop de luchttemperatuur lager is dan 0 °C), dan smelten ze en bereiken de aarde als regendruppels. Afhankelijk van de waterinhoud van de wolk kunnen de door sublimatie aangegroeide ijskristallen tijdens hun val met meer of minder onderkoelde wolkendruppels in botsing komen, waarbij de ingevangen druppeltjes bevriezen. Vangen de ijskristallen tijdens hun val veel en vooral grotere onderkoelde waterdruppeltjes in, dan verliezen ze hun oorspronkelijke structuur bijna geheel; er wordt dan korrelsneeuw of korrelhagel gevormd, die het aardoppervlak bij een temperatuur van meer dan 0 °C ook als regen bereikt.

Kenmerken

Buiten de poolgebieden is regen de meest voorkomende vorm van neerslag.

Vallende regendruppels worden vaak afgebeeld in de vorm van tranen of peren. Dit is echter geen juiste voorstelling. Kleine regendruppels zijn vrijwel bolvormig, waarbij de oppervlaktespanning groter is naar mate de diameter kleiner is. Vanaf een zekere grootte worden ze in de val door de luchtweerstand aan de onderkant afgeplat. Bij hele grote druppels kan zelfs een soort paraplu-vorm voorkomen. Grote regendruppels vallen sneller dan kleine, wat niet wordt veroorzaakt door de versnelling van de zwaartekracht maar door de luchtweerstand die voor de kleine druppels relatief groter is. Voor de kleinste druppels, zoals in mist, is lucht bij wijze van spreken zo taai als stroop. Zij dalen namelijk met een snelheid van bijvoorbeeld 1 cm per uur.

Van regen wordt gesproken indien de diameter van een waterdruppel groter is dan 0,5 mm.

Regendruppels - zoals tijdens buien - worden meestal niet groter dan ca. 6 mm. Bij grotere afmetingen splitsen de druppels zich vaak op in twee of meerdere druppels. Motregen bestaat meestal uit waterdruppels met een diameter kleiner dan 0,5 mm.

Regencyclus

Zie waterkringloop voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Zie hydrologie voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

Regen speelt een belangrijke rol bij de water-cyclus op aarde: water uit de oceanen verdampt, condenseert in de vorm van wolken, valt op het aardoppervlak neer in één van de vormen van neerslag, en komt uiteindelijk terug in de oceaan via stromen en rivieren om opnieuw aan de cyclus te beginnen.

Regenmeter

Zie regenmeter voor het hoofdartikel over dit onderwerp.

De hoeveelheid regen die valt wordt gemeten met een regenmeter: een soort trechter die de neerslag opvangt en die uitloopt in een cilinder waarin het water wordt verzameld. De hoeveelheid wordt tot op 0.1 mm nauwkeurig gemeten. 1 mm regen komt precies overeen met 1 liter water per vierkante meter. Traditioneel worden neerslaghoeveelheden over de hele wereld om 8 uur 's morgens gemeten om de vergelijkbaarheid van metingen te waarborgen.

Regen in Nederland

Gemiddeld valt er per jaar 690 tot ruim 900 mm aan neerslag in Nederland. De droogste plaatsen komen voor in het zuidoosten van Nederland (midden-Limburg), de natste op de Veluwe. In de zomer valt de regen in de regel met grotere hoeveelheden dan in de winter. Door de warmte kunnen fikse buien ontstaan, waardoor dan in korte tijd meer regen valt dan in de koude periode van het jaar. In de nazomer en herfst vallen de zwaarste buien vaak in de kustprovincies, omdat het warme zeewater de buien dan activeert.

Gemiddeld over de drie zomermaanden juni, juli en augustus lopen de totale hoeveelheden neerslag uiteen van ongeveer 180 millimeter langs de Noord-Hollandse kust tot 215 millimeter in het binnenland. Aan de kust valt in de herfst omstreeks 250 millimeter. Zware buien leveren soms meer dan 20 millimeter in een kwartier op, wat gemakkelijk tot wateroverlast kan leiden. De grootste hoeveelheden vallen tijdens onweersbuien en op buiige dagen zijn etmaalhoeveelheden van enkele tientallen millimeters zeker in de warme periode van het jaar geen uitzondering.

Symbolen

De volgende symbolen worden gebruikt op weerkaarten:

Nr.	Beschrijving
20	Motregen of motsneeuw in het afgelopen uur
21	Regen in het afgelopen uur
23	Regen en sneeuw, of ijsregen in het afgelopen uur
24	Regen met ijzel of motregen met ijzel in het afgelopen uur
25	Regenbui in het afgelopen uur
26	Sneeuwbui, of regen- en sneeuwbui in het afgelopen uur
50	Lichte motregen met onderbrekingen
51	Lichte motregen zonder onderbrekingen
52	Matige motregen met onderbrekingen
53	Matige motregen zonder onderbrekingen
54	Zware motregen met onderbrekingen
55	Zware motregen zonder onderbrekingen
56	Lichte motregen met ijzel
57	Matige of zware motregen met ijzel
58	Lichte regen en motregen
59	Matige of zware regen en motregen
60	Lichte regen met onderbrekingen
61	Lichte regen zonder onderbrekingen
62	Matige regen met onderbrekingen
63	Matige regen zonder onderbrekingen
64	Zware regen met onderbrekingen
65	Zware regen zonder onderbrekingen
66	Lichte regen met ijzel
67	Matige of zware regen met ijzel
68	Lichte regen en sneeuw en/of motregen met sneeuw
69	Matige of zware regen en sneeuw en/of matige of zware motregen met sneeuw
79	IJsregen
80	Lichte regenbui
81	Matige of zware regenbui
82	Wolkbreuk
83	Lichte sneeuw- en regenbui
84	Matige of zware sneeuw- en regenbui
87	Lichte korrelsneeuwbui, met of zonder regen en/of regen en sneeuw
88	Matige of zware korrelsneeuwbui, met of zonder regen en/of regen en sneeuw
89	Lichte hagelbui, met of zonder regen en/of regen en sneeuw, en nog zonder donder
90	Lichte hagelbui, met of zonder regen en/of regen en sneeuw, en nog zonder donder
91	Onweer in het afgelopen uur en lichte regen op het moment van waarneming
92	Onweer in het afgelopen uur en matige of zware regen op het moment van waarneming
93	Onweer in het afgelopen uur en lichte sneeuw, regen en sneeuw, of hagel op het moment van waarneming
94	Onweer in het afgelopen uur en matige of zware sneeuw, regen en sneeuw, of hagel op het moment van waarneming
95	Licht of matig onweer met regen, sneeuw, of regen en sneeuw
97	Zwaar onweer met regen of sneeuw

Zie ook

• Water (doorverwijzing).
• Motregen
• IJzel
• Wolkbreuk
• Regen maken

Bronvermelding

Bronnen, noten en/of referenties:

• Sjabloon:Knmi

Neerslag

  Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Rain op Wikimedia Commons.