wolkenfysica

Wolkenfysica is het onderdeel van de meteorologie dat de microfysische processen in wolken bestudeert en hoe deze processen samenhangen met wolkenvorming, ontwikkeling en neerslag. Belangrijke onderwerpen zijn onder meer condensatie, verdamping, nucleatie van druppels en ijskristallen, groeiprocessen en de overgang tussen water en ijs, evenals de interactie van wolken met straling en atmosferische bewegingen.

Wolken ontstaan wanneer lucht stijgt en afkoelt, waardoor de vochtigheid supersaturatie bereikt en waterdamp condenseert op aerosolen die fungeren als wolkenkernen (WKC) of wolkencondensatiekernen. In warme wolken (temperaturen boven 0 °C) verloopt neerslag vaak via botsing-coalescentie: kleine druppels groeien door botsingen tot grotere druppels die als regen vallen. In koude wolken kunnen ijskristallen ontstaan door heterogene nucleatie op ijskernen of door homogene bevriezing; dit leidt tot gemengde fasen en processen zoals Bergeron-Findeisen, waarbij ijs kristallen groeien ten koste van supergekoelde druppels.

De microfysische evolutie van wolken hangt af van opdrift, vochtigheid, temperatuur en aerosolconcentraties. Processen omvatten verdamping, condensatie, bevriezing, smelten, depositie, rimming, agglomeratie en sedimentatie. De interactie met straling bepaalt de reflectiviteit en het energie-evenwicht, wat weer invloed heeft op de dynamiek van de atmosfeer.

In de modellen voor weer en klimaat worden deze processen geparametreerd of expliciet uitgewerkt met bulk- of bin-microfysische benaderingen; onzekerheden blijven een kernpunt. Observaties via radar, lidar, satelliet en in-situ metingen leveren data voor calibratie. Toepassingen zijn weerprognoses, klimaatprojecties, luchtvaartveiligheid en hydrologische cycli.