Vorst (weer)

Vorst is het weersverschijnsel dat optreedt wanneer water bevriest. Het wordt om die reden ook vriezen genoemd.

Definities

Vorst treedt volgens de definitie uit de meteorologie op als de temperatuur op een hoogte van anderhalve meter boven de grond onder het vriespunt komt.

Daalt de temperatuur op 10 centimeter hoogte onder het vriespunt dan noemen de weerkundigen dat vorst aan de grond of nachtvorst. Om de mate van de vorst aan te geven worden voor vorst op de waarnemingshoogte van anderhalve meter bovendien aanduidingen gegeven als lichte, matige of strenge vorst.

Er zijn verschillende soorten vorst die kunnen optreden, zoals rijp, advektierijp, vensterrijp en ruige rijp. Rijp ontstaat vaak 's nachts wanneer de temperatuur daalt en het waterdamp in de lucht direct overgaat in ijskristallen zonder eerst vloeibaar te worden . Advektierijp vormt zich door koude wind die over koude oppervlakken waait, terwijl vensterrijp ontstaat wanneer koud buitenlucht en vochtige binnenlucht elkaar ontmoeten op een raam. Ruige rijp ontstaat snel in zeer koude, natte en winderige omstandigheden en kan eruitzien als een laag ijs.^[1]^[2]

Voorspelling

Hoe hard het gaat vriezen is tevoren soms moeilijk precies aan te geven. Onder een heldere hemel kan de temperatuur heel snel dalen en kunnen verspreid over een gebied grote verschillen optreden. Als er bovendien sneeuw ligt, zal het onder een onbewolkte hemel door afkoeling in het algemeen nog sterker afkoelen. Dit komt doordat sneeuw een hoge albedo heeft, wat betekent dat het veel zonlicht terugkaatst en daardoor minder warmte vasthoudt.^[3]^[1]

Een dag waarop het vriest (minimumtemperatuur onder nul) wordt een vorstdag genoemd. Blijft de temperatuur het hele etmaal onder nul (ook maximumtemperatuur onder het vriespunt), dan is dat een ijsdag. Bij een temperatuur tussen −2 en +2 °C heet het in de volksmond dat de temperatuur rond het vriespunt ligt.^[2]

Vorsttermen

Gemeten in een weerhut op anderhalve meter hoogte.

IJsdag: wanneer de maximumtemperatuur de hele dag −0,1 °C of lager.^[3]
0,1 °C en −5,0 °C wordt gemeten.
Matige vorst: wanneer een temperatuur tussen −5,1 °C en −10 °C wordt gemeten.
Strenge vorst: wanneer een temperatuur tussen −10,1 °C en −15 °C wordt gemeten.
Zeer strenge vorst: wanneer een temperatuur van −15,1 °C of lager wordt gemeten.^[4]

Nederland

In een "normale" winter loopt het aantal vorstdagen in Nederland uiteen van 23 in Vlissingen tot 46 in Eelde. Dit heeft overigens niet alleen te maken met het verschil tussen Zuid en Noord, maar ook met het feit dat Vlissingen dichter bij de zee ligt dan Eelde en dus meer invloed van de zee heeft.

Recente koude winters in Nederland met veel vorstdagen

De winter van 1995/1996 was de laatste zeer koude winter van de 20e eeuw. In deze winter vroor het vooral in de noordelijke helft van het land op bijzonder veel dagen: de aantallen liepen uiteen van 55 in Vlissingen tot 77 vorstdagen op diverse plaatsen in het oosten en noordoosten. Opmerkelijk aan de winter van 1995/1996 was vooral de langdurige kou, waardoor het aantal vorstdagen tussen november 1995 en april 1996 in Twente opliep tot 121 en in Eelde tot 119, een nieuw record. Bovendien lag de gemiddelde temperatuur van de winter als geheel in heel Nederland zelf (iets) onder het vriespunt, iets wat sinds 1979 niet meer was voorgekomen. In de barre winter van 1963 leverde dezelfde periode in Eelde 108 vorstdagen op.

De winter van 1996/1997 kende weliswaar ook een zeer koude periode van eind december tot halverwege januari, waarin zelfs de tot nu toe laatste Elfstedentocht werd verreden, maar deze winter was over het geheel genomen toch minder koud dan die van 1995/1996. De winter van 2000/2001 telde in De Bilt 40 vorstdagen, wat vrijwel normaal is. Het voor- en naseizoen met de maanden november, maart en april meegerekend kwam het aantal uit op 53 vorstdagen. De koudste winter van de 21e eeuw was in Nederland tot nu toe die van 2009/2010, met in de Bilt een gemiddelde temperatuur van 1,1 °C, tegenover respectievelijk 3,3 °C normaal.^[5] Deze winter telde 95 hellmannpunten in de Bilt, Nieuw Beerta haalde 162 ^[bron?].

De laagste temperatuur van de 20e eeuw in Nederland werd gemeten te Winterswijk: −27,4 °C op 27 januari 1942. De laagste temperatuur van de 21e eeuw in Nederland tot nu toe werd in Lelystad gemeten: −22,9 °C op 4 februari 2012. Het verschil in temperatuur in Nederland (tussen noord en zuid) was op 6 januari 2009 het grootst in de gemeten geschiedenis. Om 23.00 uur vroor het 20,4 graden in Ell bij Weert, terwijl het op Vlieland 1 graad boven nul was.

Het vorstgetal van IJnsen

Er bestaan verschillende methoden om de Nederlandse winters te karakteriseren. Een bekend karaktergetal is het koudegetal (K) van Hellmann. Dit is de som van alle negatieve etmaalgemiddelden van de temperatuur in de maanden november t/m maart van een bepaald weerstation; het teken wordt positief genomen. Door weeramateurs wordt in plaats hiervan ook wel een benadering gebruikt met behulp van de dagelijkse maximum- en minimumtemperatuur (Tx en Tn). Negatieve uitkomsten van (Tx+Tn)/2 leveren in dit geval een bijdrage aan het karaktergetal. Beide methoden hebben het bezwaar dat dagen met een positieve uitkomst geen bijdrage kunnen leveren, ook al heeft het in zo'n etmaal toch (flink) gevroren. In De Bilt bedraagt het "vorstverlies" bij de methode Hellmann gemiddeld 24% (1902-2010). Een veel betere benadering van de werkelijk voorgekomen vorst is de negatieve temperatuursom Ko. Een vrijwel volmaakte bepaling hiervan is de som van de negatieve uurwaarden (Kz) van de temperatuur. Om naar de etmaalbasis te herleiden moet Kz door 24 worden gedeeld: Ko=Kz/24. Tegenwoordig kunnen de negatieve uurwaarden van de temperatuur vrij worden gedownload van de site van het KNMI.

Een geheel ander karaktergetal, het vorstgetal (V) van Folkert IJnsen, berust op de aantallen dagen met bepaalde thermische eigenschappen, die in De Bilt voorkomen in de maanden november tot en met maart. Dit zijn de aantallen vorstdagen (v), ijsdagen (y) en zeer koude dagen (z). Er is sprake van een vorstdag wanneer de minimumtemperatuur Tn negatief is. Een ijsdag is een vorstdag waarin ook de maximumtemperatuur Tx negatief is. Als Tn -10,0°C of lager is, spreekt men van een zeer koude dag.^[6] De aantallen ijsdagen en zeer koude dagen zijn dus deelverzamelingen van het aantal (de verzameling) vorstdagen. Uit de frequentieverdelingen vanaf 1851 van deze drie variabelen te De Bilt zijn voor alle drie {v, y en z} een onder- en bovengrens vastgesteld. De ondergrenzen bedragen 0 en de bovengrenzen hebben een overschrijdingskans van 0,3 tot 0,7 %. Voor {v} is de bovengrens: 110 (v²=12100), voor {y}: 50 en voor {z}: 30. Per variabele zijn 100/3 punten tussen onder- en bovengrens verdeeld. Bereikt elke variabele zijn bovengrens, dan bedraagt het vorstgetal V=100 en voor de ondergrenzen geldt: V=0. Op basis hiervan is de volgende formule voor het dimensieloze Vorstgetal (V) afgeleid:

'V = v²/363 + 2y/3 + 10z/9'

Het aantal vorstdagen (v) is bij benadering normaal verdeeld en in de formule gekwadrateerd om te bewerkstelligen dat de verdelingen van de drie variabelen globaal van dezelfde vorm zijn (rechtszijdig scheef). Deze formule geldt expliciet voor De Bilt omdat de frequentieverdelingen van de drie variabelen van dat weerstation eraan ten grondslag liggen. Toepassing van deze formule op andere plaatsen leidt daarom tot zinloze resultaten. Als verwachtingswaarde (een soort gemiddelde) heeft het vorstgetal een geldigheid voor een gebied dat ten minste geheel Nederland beslaat. Door die eigenschap zijn de vorstgetallen en de daarvan afgeleide indices geschikt om winters in te schatten uit historische bronnen, zoals oude kronieken e.d., die meestal niet afkomstig zijn van één bepaalde locatie.

Indeling van de vorstgetallen (V) in categorieën (indices Cv), benamingen en vaststelling van de frequenties (f, 1707-1990) alsmede de vorstgetallen van de 10 strengste en zachtste winters (resp. A en B) vanaf 1707 en de vorstgetallen vanaf 2001 (De Bilt)

Cv	V	Benaming	f	A		B		Vorstgetallen v.a. 2001
				1789	86,5	2007	0,9	2001	8,6	2011	25,4	2021	12,9
1	<3,3	extreem zacht	1,0	1830	85,3	2014	1,2	2002	8,5	2012	20,0	2022	3,2
2	3,3-5,7	zeer zacht	3,8	1963	81,9	1989	2,0	2003	17,0	2013	23,6
3	5,8-9,7	zacht	11,1	1823	80,7	1990	3,0	2004	7,8	2014	1,2
4	9,8-16,6	vrij zacht	21,0	1947	78,1	1863	3,5	2005	12,4	2015	6,8
5	16,7-28,4	normaal	26,2	1784	77,5	2000	3,6	2006	14,0	2016	3,6
6	28,5-44,3	koud	21,0	1709	77,2	2016	3,6	2007	0,9	2017	10,8
7	44,4-73,0	streng	11,1	1942	76,6	1737	4,0	2008	6,2	2018	8,3
8	73,1-82,0	zeer streng	3,8	1845	76,1	1846	4,0	2009	16,2	2019	4,3
9	>82,0	extreem streng	1,0	1763	75,2	1884	4,0	2010	29,4	2020	2,2

Zie ook

Rijp

Literatuur

Buisman, J. Bar en Boos, 1984
Buisman, J. Duizend jaar weer wind en water in de Lage Landen, deel 1, 1995
IJnsen, F. Onderzoek naar het optreden van winterweer in Nederland. KNMI, W.R. 74-2, 1974. Tweede herziene druk :1981.
IJnsen, F. Het karakteriseren van winters. Zenit februari 1988, p. 50-55
IJnsen, F. Karaktergetallen van de winters vanaf 1707. Zenit, februari 1991, p. 69-73
IJnsen, F. Vorstgetal.....Vorstgetallen 1849-2010. PDF-document

Bronnen, noten en/of referenties

De tekst op deze pagina of een eerdere versie daarvan is afkomstig van de website van het KNMI.

↑ ^a ^b (en) Editor, WeatherGuys, How does frost form?. Geraadpleegd op 13 juli 2024.
↑ ^a ^b (en) US Department of Commerce, NOAA, Why Frost Forms at Temperatures Above Freezing. www.weather.gov. Geraadpleegd op 13 juli 2024.
↑ ^a ^b (en) Frost. education.nationalgeographic.org. Geraadpleegd op 13 juli 2024.
↑ KNMI - Vorst. www.knmi.nl. Geraadpleegd op 13 juli 2024.
↑ Referentie is 1981-2010
↑ Dit is dus niet hetzelfde als strenge vorst. Strenge vorst geldt pas vanaf −10,1 of lager.