Meteo

Van dikke en zware wind in de zeilen

Een verschil tussen windsnelheid en windkracht leidt tot hardere wind in de winter.

17:00

Wist je dat de wind harder waait in de winter dan in de zomer? Om te begrijpen waarom gaan we het hebben over het verschil tussen windkracht en windsnelheid. Het verhaal van de schaal van Beaufort schetst een achtergrond bij deze uitleg.

Het is februari en de temperaturen zakken voorzichtig onder de nul. Menig zeiler zit met chocolademelk achter het raam te wachten op warmere tijden. Zeilen in de winter is koud, bovendien weten we allemaal dat varen in de winter risicovoller is en meer voorbereiding vereist. Onderkoeling ligt op de loer en de koufronten vliegen je om de oren. Gemiddeld waait het meer en harder in de winter. Maar ook bij eenzelfde vijftien knopen wind kan het in de winter harder waaien dan in de zomer. Hoe kan dat?

Van ‘geen vertier’ tot ‘zeilen waaien uit de lijken

Om te communiceren over de wind, gebruiken we de schaal van Beaufort. Sir Francis Beaufort (1774-1857) was kapitein op het fregat Woolwich van de Royal Navy. Hij voer op zijn veertiende al mee op schepen en leed schipbreuk, waardoor hij als jonge marinier bijna verdronk in de haven van Portsmouth. Deze bijna-doodervaring daagde hem uit tot zijn latere prestaties, zoals het uitwerken van een windschaal.

Francis Beaufort, geschilderd door Stephen Pearce in 1855 (c) Wikipedia

Tot 1840 bedachten zeelieden zelf termen voor verschillende windkrachten. Deze werden van vader op zoon doorgegeven. Ook Beaufort bedacht een eigen terminologie voor de wind. Zijn benamingen beschreven welke zeilen er konden en moesten worden gevoerd op zijn fregat bij verschillende windkrachten. Hij deelde de wind in van ‘geen vertier’ (0 Beaufort) tot ‘zeilen waaien uit de lijken’ (12 Beaufort). De eerste versie van deze windschaal gaf hij in 1831 mee aan kapitein Robert Fitzroy, de latere commandant van Beagle. (Charles Darwin maakte op Beagle zijn beroemde reis naar de Galapagoseilanden.)

Het Fregat (c) 2022 Wolkenradar-Weerbericht.nl

Met het verdwijnen van het fregat op zee verdween ook de referentie voor Beauforts windschaal.
Pas na zijn dood kreeg zijn categorisering internationale erkenning. Een cruciale rol was hierbij weggelegd voor het toevoegen van windsnelheden. De twaalf klassen zijn nu gebaseerd op de gemiddelde windsnelheid op een hoogte van 10 meter boven de grond gedurende 10 minuten. Windkracht en windsnelheid zijn nu synoniemen in de meteorologie. Deze objectivering van wind is universeel meetbaar en bruikbaar. Toch schept het enige verwarring.

1 knoop = 1,852 km/uur…

Veel mensen raken verstrikt in de verhoudingen tussen Beaufort, kilometer per uur (km/uur) en knopen. Km/uur is een gangbare eenheid voor op het land en op de zee. Tegelijkertijd gebruikt men knopen als snelheidsaanduiding. Dit stamt af uit historische zeevaartgewoontes. Men telde per zandlopertijd het aantal gepasseerde knopen van een afrollende lijn om de snelheid te meten. Knopen en km/uur zijn eenvoudig in elkaar om te rekenen.

De koppeling met de schaal van Beaufort kan verwarrend overkomen. De stappen worden in windsnelheid steeds groter bij hogere windkracht: van 0 Bft naar 1 Bft komen er 2 knopen wind bij; van 10 naar 11 Bft maar liefst 8 knopen. Hierdoor is het onmogelijk om de schaal in beide eenheden gelijk te maken.

Windkracht of windsnelheid?

Het gebruik van windkracht en windsnelheid als synoniemen kan misschien in de meteorologie, maar niet in de natuurkunde. Hoewel we spreken van windkracht, is deze grootheid geen kracht in natuurkundige betekenis. In deze miscommunicatie tussen meteorologen en natuurkundigen schuilt het antwoord op de vraag: waarom waait winterwind harder dan zomerwind?

Als we de natuurkunde volgen, is het uitdrukken van wind in snelheid maar een deel van het verhaal. De energie (kracht) die uit wind komt heeft met luchtdichtheid te maken. Hoe hoger de dichtheid, hoe meer deeltjes (moleculen) er in een liter lucht zitten, dus hoe meer ‘botsingen’ er optreden met bijvoorbeeld het zeil. In lucht met een hoge dichtheid, zit veel kracht. In lucht met een lage dichtheid zit weinig kracht. De dichtheid van lucht hangt af van de temperatuur en luchtdruk. Dit staat in de gaswet.

Algemene gaswet (c) Jackie Vars

De luchtdichtheid neemt toe als de luchtdruk stijgt (de lucht wordt ‘samengeperst’) of als de temperatuur daalt (de lucht ‘krimpt’). Warme lucht is hierdoor vaak lichte, dunne lucht en koude lucht is zware, dikke lucht. Zo kan wind bij dezelfde snelheid verschillen in kracht.  
Een voorbeeld: als alle andere factoren constant zijn, kan bij nul graden de wind vijf procent krachtiger zijn dan bij vijftien graden Celsius. Bij extreem hoge druk en lage temperaturen, kan het verschil in kracht zelfs wel 1 Bft schelen.

Met dikke winterwind in de zeilen varen we dus in de winter harder dan in de zomer bij eenzelfde 15 knopen wind. Om op je volgende wintertocht goed voorbereid te zijn, is dit goed om mee te nemen. Ook voor zeiltrim in de wintermaanden kan je hier rekening mee houden. Niet makkelijker, wel spannender!

Omslagfoto (c) United States National Weather Service

Tags: , , Last modified: 25 februari 2022
Sluiten