Föhn – een niet te onderschatten fenomeen in de bergen

Wie al eens de bergen in trekt zal het vast al hebben meegemaakt, uren lang wandelen in de striemende regen en eens over de top terecht komen in een blakende zon en aangename temperaturen. Veel kans dat u te maken had met de föhn.

Auteur: Karim Hamid

Om dit verschijnsel te begrijpen moeten we terug naar de basismeteorologie maar het concept is gelukkig in essentie gemakkelijk te begrijpen. Stel, er staat een aanvoer van vrij vochtige lucht tegen de loefzijde van een berg. Deze horizontaal waaiende wind zal verplicht worden om over de bergketen te stromen aangezien de berg een fysische barrière vormt voor deze lucht en de lucht ergens naar toe moet. De lucht zal dus genoodzaakt zijn te stijgen langsheen de berg.

Wanneer lucht stijgt, zet deze uit en koelt bijgevolg af. Deze afkoeling noemen we ‘adiabatische’ afkoeling en wordt veroorzaakt doordat de lucht terecht komt in een omgeving waar de luchtdruk lager is (de luchtdruk daalt immers met de toenemende hoogte in de atmosfeer). Op een gegeven moment zal de lucht zo sterk zijn afgekoeld dat de erin aanwezige waterdamp zal gaan condenseren. Immers, koude lucht kan minder waterdamp bevatten dan warme lucht en het teveel zal er op één of andere manier uit moeten.

Stijgingsregen

De aanwezige waterdamp zal hierom omgezet worden in water onder de vorm van ontelbaar veel waterdruppeltjes (condensatie) en uiteindelijk zien wij dat als de vorming van wolken tegen de bergflank van de berg. Uiteindelijk zal de ontstane bewolking dik genoeg worden om ook neerslag te produceren. Vanaf het punt dat zich condensatie vormt en de lucht dus verzadigd is (de relatieve vochtigheid wordt 100 %), zal de temperatuursafname tijdens het verder stijgen verlopen aan een tempo van ongeveer 0.65 °C/100 m. Had de lucht aan de voet van de berg een temperatuur van 20 °C, dan is deze op de top van de berg gedaald naar een temperatuur van bv. 0 °C.

Als de lucht aan de lijzijde van de bergtop terecht komt is een groot deel van het aanwezige vocht verdwenen. Letterlijk, want het vocht is gewoon onder de vorm van regen neergeslagen tegen de flanken van de berg en komt nooit meer opnieuw terecht in de beschouwde luchtmassa. Aan de lijzijde van de berg zal de luchtmassa opnieuw gaan dalen. Waarom deze lucht perse daalt en niet op gelijke hoogte horizontaal blijft verder bewegen is niet geheel duidelijk en er bestaan daarover verschillende theorieën waar we hier niet verder over uitwijden.

Föhn-muur

Feit is dat de dalende lucht nu opnieuw zal krimpen in volume omdat de lucht terecht komt in gebieden met hogere druk (op de lagere hoogtes). Op die manier warmt de lucht opnieuw (adiabatisch) op, dus net het tegengestelde van wat er aan de lijzijde van de berg gebeurde. De aanwezige bewolking zal snel oplossen en hierdoor is er bij de top van de berg dan vaak een zogenaamde föhn-muur te zien doordat het dikke wolkenpakket  abrupt ophoudt aan de lijzijde van de top.

De lucht wordt nu ook opnieuw warmer tijdens het dalen, en wel aan een tempo van zo’n 1 °C/ 100 m. De temperatuursveranderingen in niet-verzadigde lucht gaan immers sneller dan wanneer de lucht is verzadigd (zoals dat het geval was aan de loefzijde van de berg). Op die manier zal men aan de voet van de berg zien dat de lucht nu een stuk warmer is dan aan de andere kant van de berg wanneer deze lucht op hetzelfde niveau arriveert als aan de andere kant van de berg. Dit is aanschouwelijk weergegeven in afbeelding 1, waarbij het aan de ene kant van de berg 20 °C is, terwijl het aan de andere kant van de berg ten gevolge het föhn effect 10 graden warmer is. Opmerkelijk is dat de temperatuur in gebieden met invallende föhn wel met 20 graden kan stijgen in 1 à 2 uur tijd.

Niet enkel zullen we een verschil in temperatuur vaststellen, maar zeer zeker ook in relatieve vochtigheid. Immers, onderweg heeft de lucht veel vocht verloren door de vallende regen. De lucht zal dus aan de lijzijde een pak droger zijn. De relatieve vochtigheid kan uiteindelijk aan de grond waarden vertonen van slechts 10 tot 20% wat duidt op zeer droge lucht. De combinatie van de droge wind en lage relatieve vochtigheid zou in sommige gevallen leiden tot ziekteverschijnselen zoals hoofdpijn. Ook kan de föhnwind een nefaste invloed hebben op het sneeuwdek aan de lijzijde van de berg en daarom wordt deze wind soms wel ‘sneeuweter’ genoemd. Daarmee neemt ook de kans op lawines toe.

Invloed van de Föhnwind in de Alpen

In de zomermaanden kan een föhnwind een belangrijke bijdrage leveren tot de ontwikkeling en in standhouding van bosbranden (de lucht is immers extreem droog en de veelal hoge windsnelheden wakkeren vuurhaarden extra aan). De windsnelheden welke gepaard kunnen gaan bij föhn kunnen hoog oplopen met rukwinden die soms 100 km/h of meer bereiken. Zo zorgde sterke föhnwinden in januari 2008 voor het breken van een kabellift nabij het Jungfrau gebied. Er viel toen één dode en diverse mensen raakten bij dit incident gewond.

In de Alpen zijn sterke föhnwinden vooral mogelijk wanneer een krachtige stroming tot stand komt min of meer loodrecht op de bergkam, dus ofwel bij een krachtige noordelijke, dan wel zuidelijke stroming. Het spreekt voor zich dat bij een noordelijke stroming, men de föhn zal ervaren ten zuiden van de Alpen en vice versa. Om deze stromingen te bekomen dient de luchdrukverdeling boven Europa hiervoor gunstig te zijn. Een mooi voorbeeld is weergegeven in afbeelding 2 waarbij een uitgestrekte depressie ten westen van Europa voor een sterke zuidelijke stroming zorgt over de Alpenregio met stuwregens aan de zuidflanken van de Alpen (gearceerde gebied) en föhn aan de noordflanken van de Alpen tot over delen van Duitsland. 

De term föhn werd oorspronkelijk voor de Alpen gebruikt maar, maar overal waar bergen van betekenis zijn, kan ditzelfde fenomeen zich voordoen uiteraard. Lokaal wordt deze wind dan wel anders aangeduid. Zo spreekt men in de Rocky Mountains van een ‘Chinook’.

Föhn zonder regen

Ter volledigheid moeten we nog vermelden dat een soortgelijk föhneffect ook kan optreden zonder dat er neerslag aan te pas komt, maar hier is het effect minder sterk en is ook de fysische achtergrond anders. Feit is dat dit soort föhn ook kan voorkomen achter heuvelgebieden in Nederland en België en in gunstige omstandigheden voor enkele extra graden kan zorgen aan de lijzijde van dergelijke heuvelrugjes. Daarvoor moet er wel altijd minstens een matige wind waaien om enig effect te hebben.

Referenties:

H. Rchner; P. Hächler, Understanding and forecasting Alpine Foehn, what do we know about it today?, 13th Conference on Mountain Meteorology, 2008