Een supercel is het zwaarste type onweersbui dat kan voorkomen. Deze buitengewoon grote onweersbui heeft een lange levensduur door de zeer effectieve energievoorziening. De supercel kan ontstaan als er bij een onweersbui grote verticale windschering is, waardoor de windsnelheid en -richting in de bovenlaag sterk afwijkt van die in de onderlaag.
Door de windschering ontstaat een horizontale draaiing of vorticiteit die door de stijgstroom verticaal wordt getild, een zogenaamde mesocycloon. Hierbij draaien de warme stijgstroom en de koude daalstroom tegen elkaar in. Doordat ze gescheiden zijn, worden de warme stijgwinden die de bui in stand houden niet onderdrukt door de koude daalwinden. Hierdoor kan de bui uren blijven bestaan.
Nu Nederland vorig jaar door de media nogal in de ban van de supercel is en er “welles-nietes” discussies ontstaan over of ze wel of niet voorkomen in Nederland nemen we de supercel eens onder de loep voor de mensen, die nog niet alles van een supercel afweten.
De supercel
Supercells hebben een uniek karakter. Grote, langdurige onweerssystemen of “supercells” zijn verantwoordelijk voor de sterkste tornado’s, grote hagelstenen en gevaarlijke windstoten. Sommige algemene kenmerken helpen om een supercell van afstand te herkennen. Lucht, die in de storm opstijgt met snelheden van meer dan 250 km/h, geeft hem een hard, bloemkoolachtig uitzicht. De opstijgende lucht draait, wat sommige wolken er doet uitzien als een kurkentrekker. Bovenop de zuil van stijgende lucht vormt zich een koepelwolk, een “overshooting” top, ook met een hard uitzicht. Tornado’s, zeker de grote, dalen uit de supercel neer nabij de rand van het regenvrije gedeelte van het onweer.
Miljoenen kleine waterdruppels en ijskristallen, die we als wolk zien, verbergen veel van de actie, die plaatsvindt binnenin een supercell-onweer. Maar het uitzicht van de wolk helpt ons voor te stellen wat we niet kunnen zien. De roterende stijgende zuil van lucht – of de “mesocycloon” is het hart van de supercell. De mesocycloon maakt dat zo’n onweer verschilt van zijn zwakkere broers. Zoals elk onweer, heeft een supercell warme, vochtige lucht nodig in de onderste laag van de atmosfeer, veel koudere lucht daarboven en iets dat de lucht nabij de grond een opwaartse ‘zet’ geeft. Soms is deze ‘zet’ niets meer of minder dan warme lucht, die opstijgt omdat die lichter is dan de omgevingslucht. Opstijgende warme lucht schiet omhoog zoals een warmeluchtballon, waar de omgevingslucht koud is. Hoe groter het temperatuursverschil, hoe meer energie de stijglucht heeft. Als de waterdamp in de stijglucht condenseert in wolkdruppels of ijskristallen, geeft hij warmte vrij, die de kracht van het onweer doet toenemen.
Elk onweer wordt gevoed door een temperatuursverschil en de warmte, die vrijkomt bij de condensatie van de vochtige lucht tot wolken. Om een supercell te worden, heeft een onweer sterke wind nodig die vanuit verschillende richtingen op verschillende hoogtes hoog boven de grond. De juiste combinatie van windsnelheden en veranderende richtingen geeft de opstijgende lucht de draaiende beweging van een mesocycloon. Dit alles creëert een complex patroon van stijgende en dalende lucht, dat verhindert dat vallende regen en hagel terug in de stijglucht valt. Een normaal onweer wordt immers gewurgd, meestal in minder dan een half uur tijd, omdat er regen valt in de opstijgende warme lucht. Dit breekt de ‘brandstoftoevoer’ (warme lucht) van het onweer af. Een supercell kan het uren volhouden, terwijl hij honderden kilometers voortbeweegt. De draaibeweging van de stijgende lucht in de mesocycloon helpt tornado’s extra kracht te geven. Wetenschappers proberen nog altijd uit te dokteren hoe dat exact in elkaar zit.
Stijgende lucht in de mesocycloon met snelheden van 250 km/u zorgen voor het harde, bloemkoolachtige uiterlijk van een supercell. Het is zelfs zo dat élke wolk met zo’n uitzicht te maken heeft met snelle stijgwind, hoewel waarschijnlijk niet zo snel als in een supercell. Terwijl de lucht stijgt koelt hij af, zodat de vochtigheid van deze lucht condenseert in kleine wolkdruppels. In snel stijgende lucht vormen deze druppels echter geen ijskristallen zelfs wanneer de temperatuur onder het vriespunt zakt. De miljoenen kleine druppels reflecteren veel licht en daardoor lijkt de wolk zo stevig. In delen van wolk, waar de lucht niet stijgt, of stopt met stijgen, veranderen de waterdruppels wél in ijskristallen, die groter zijn dan de waterdruppels. Dezelfde hoeveelheid water zal veel minder grote ijskristallen voortbrengen dan kleine waterdruppels. De ijskristallen reflecteren minder licht en geven de wolk een zachter uiterlijk. Soms, maar niet altijd, zorgt de draaibeweging van de stijglucht voor een verdraaide, kurkentrekkerachtige wolk. Soms ook wordt dit verborgen door de wolken, die er rond zitten. Als de lucht snel genoeg stijgt, schiet hij over het peil waar hij normaal zou stoppen met stijgen. Dit geeft de koepel (over shooting top) bovenop de zuil van stijglucht. In een zwakker onweer kunnen zo’n koepels komen en gaan, of zien ze er zacht uit. Maar als de koepel langer duurt dan zo’n 10 minuten en als hij er hard uitziet, is het onweer waarschijnlijk een supercel. Meestal is deze het beste te zien vanaf de westelijke richting van de bui, aan de oostkant zit meestal hoge sluier bewolking voor de bui uit.