Hoe werkt GPS?

UPDATE december 2017

Tegenwoordig hebben veel mensen de beschikking over GPS: in de auto als navigatie-systeem, op de boot, telefoon of op de traditionele GPS-apparaten. Het werkt meestal feilloos en heeft zeker bijgedragen aan de veiligheid van zowel het autoverkeer als voor klimmers en wandelaars in de bergen. Maar wat is GPS eigenlijk en hoe werkt het? GPS is de afkorting van Global Positioning System en werkt met behulp van satellieten, zeker 24 stuks, die continu rondom de aarde cirkelen. Deze satellieten zenden radiogolven uit, die een GPS-apparaat op kan vangen. Deze satellieten beschrijven hun baan om de aarde in 12 uur. Door de positionering van de satellieten is er op ieder moment van de dag, op vrijwel elke plaats op aarde voldoende ontvangst om de positie uit te rekenen. Read more

Wat is “Nordstau”

Je hoort het wel eens in het weerbericht: Nordstau. In Oostenrijk, Zwitserland en het zuiden van Duitsland is dit een ingeburgerde term voor een bepaalde weerssituatie. Nordstau kan zich op verschillende manieren manifesteren, maar de uitwerking is hetzelfde: een noorden – of noordwestenwind brengt koude en meestal vochtige lucht met zich mee. Deze wordt naar het zuiden getransporteerd. Read more

Frostbite (bevriezing)

Frostbite, ofwel bevriezing, is een verschijnsel wat bij extreme koude kan voorkomen: bij temperaturen lager dan -15°C kan dit verschijnsel snel optreden, maar ook bij hogere temperaturen is er gevaar. Hierbij kunnen uitstekende lichaamsdelen zoals neus, oren, vingers en tenen beschadigd raken door de vorst. Deze lichaamsdelen hebben weinig spieren en bevinden zich op ruime afstand van het hart, waardoor er minder bloed stroomt. Door de lage temperaturen vernauwen de bloedvaten zich, waardoor er nog minder bloed deze lichaamsdelen kan bereiken.
Omdat de term frostbite beter de lading dekt van het verschijnsel, zullen wij deze term hier ook hanteren. Read more

Hoogteziekte

Hoogteziekte kan ontstaan op hoogtes boven de 2000m en kan iedereen treffen. De kans op hoogteziekte is het grootst bij een slechte acclimatisatie (gewenning), maar ook zeer goed geacclimatiseerde personen kunnen getroffen worden.
Hoogteziekte ontstaat door een gebrek aan zuurstof in de lucht. Naarmate je hoger in de atmosfeer komt, daalt de luchtdruk en daarmee het aantal deeltjes zuurstof per liter lucht. Bij iedere ademteug die je neemt, krijg je minder zuurstof binnen dan op zeeniveau. Als reactie hierop zal het lichaam extra rode bloedlichaampjes aanmaken: deze transporteren de zuurstof naar de overige cellen in het lichaam. Read more

Het weer in de bergen

Het weer in de bergen kan erg verraderlijk zijn. Omstandigheden veranderen razendsnel: het ene moment lijkt het bloedheet, maar zodra er wolken voor de zon schijnen kan het erg koud zijn. Een en ander hangt af van de hoogte waarop je vertoeft. Ik zal hier in het kort proberen uit te leggen wat de gevaren zijn en hoe je deze kunt herkennen. Er geldt immers: hoe sneller je een gevaar herkent, des te sneller kan je werken aan een oplossing. De grootste gevaren zijn:
– Sneeuwbuien
– Onweer
– Mist of laaghangende bewolking

Read more

Kouder naarmate de hoogte toeneemt

Lees ook de artikelen: Het weer in de bergen, Hoe snel smelt sneeuw en Frostbite

Zoals de meeste mensen wel weten, wordt het kouder naarmate de hoogte toeneemt. Zo is het op een berg van 3000m hoogte gemiddeld kouder dan op 2000m hoogte, maar warmer dan op 4000m hoogte. Maar waarom eigenlijk, en hoeveel scheelt het dan?

De tweede vraag is het gemakkelijkst te beantwoorden: de stelregel is dat het 6 graden kouder wordt met iedere 1000m stijgen, ofwel 0,6°C per 100m. In uitzonderlijke gevallen scheelt het meer dan 1.5°C per 100m, in sommige gevallen (in een inversie, zie ook: Het weer in de bergen) loopt de temperatuur op naarmate men hoger komt.

Maar waarom wordt het kouder als de hoogte toeneemt?

De eerste vraag is iets moeilijker te beantwoorden, want er zijn meerdere dingen die een rol spelen. Het gaat om de volgende aspecten:
– Uitzetten van lucht
– Schaduw
– Droge lucht
– Sneeuwbedekking

Grafische weergave van temperatuursverval met de hoogte
Vertaling van EASA Part 66, module 81: https://www.slideshare.net/soulstalker/easa-part66-module-81-physics-of-the-atmosphere

Het eerste aspect is meteen het belangrijkste aspect: op zeeniveau heerst een druk van (afgerond) 1000hpa. Met iedere meter die je stijgt, neemt de luchtdruk af. Op 1500m hoogte is de luchtdruk nog maar ongeveer 850hpa. Dit betekent dat er in 1m3 lucht minder moleculen zitten: de dichtheid is kleiner. Stel nu dat er 100 eenheden warmte zaten in de lucht op zeeniveau en het luchtpakketje naar 1500m gebracht wordt. Deze 100 eenheden warmte krijgen meer ruimte om te bewegen, want de druk is lager. Er komt meer ruimte tussen de warmte-eenheden, waardoor er minder in 1m3 passen. Gevolg: het is kouder.
Het tweede aspect is schaduw. Wat we vaak zien in de bergen, met name in de herfst en winter, is dat de zon er lang over doet om boven de bergtoppen uit te komen. Dit betekent dat het dus ook langer duurt voordat de zonnestralen de bodem van het dal bereiken en deze gebieden langer in de schaduw van de bergen liggen. ´s Avonds zakt de zon vroeg weg achter de bergen, waardoor het afkoelen al snel begint.
Een derde aandachtspunt is droge lucht. De lucht hogerop in de atmosfeer is vaak erg droog. Droge lucht koelt veel sneller af dan vochtige lucht, waardoor de temperaturen hoog in de bergen snel kunnen dalen wanneer de zon verdwijnt. Hetzelfde verschijnsel doet zich voor wanneer je aan het wandelen of klimmen bent in de volle zon en daarna de schaduw in stapt. Door de droge lucht voelt het al snel heel koud aan en verdampt je zweet razendsnel.

Een gevolg van de hiervoor genoemde punten is een grotere sneeuwbedekking op grotere hoogte, totdat er zelfs gletsjers ontstaan. Deze massa´s van sneeuw en ijs zijn van zichzelf uiteraard al koud. De witte sneeuw weerkaatst veel zonlicht en het smelten van ijs en sneeuw onttrekt veel warmte aan de lucht. Hierdoor houd een gletsjer zichzelf gedeeltelijk in stand. Wanneer de zon wegzakt achter de bergen gaat dit proces door: het ijs blijft een tijdje smelten en doet de temperatuur dalen. De witte vlakt straalt veel energie uit, waardoor de temperatuur snel daalt.

Lees ook de artikelen: Het weer in de bergen en Frostbite

Uitzonderlijke situaties

Enkele jaren geleden (4 september 2009) sliep ik buiten, op 2510m hoogte bovenin het Val d´Hérens. Volgens de weersverwachting zou het vorstniveau op 2300m liggen en zou er een centimetertje sneeuw kunnen vallen. Vroeg in de avond viel er inderdaad een sneeuwbui, maar even later klaarde het weer op, voor de rest van de nacht. In de ochtend was het -5.9°C (om 07:15). Om 10 uur kwam de zon pas over de bergkam heen, waardoor de temperatuur eindelijk boven nul kwam: het was tot op dat moment niet warmer geworden dan -4.4°C.

De volgende dag stond ik op een camping in Saas Grund, waar het helemaal helder was. In het dal was het ongeveer 20°C, maar zodra de zon onderging werd het snel koud. De volgende ochtend was de tent stijf bevroren, evenals de auto´s rondom ons heen. Bij onze wandeltocht van en naar Hohsaas kwamen we bevroren watervallen tegen, tot een hoogte van 2600m. De ervaring heeft mij geleerd dat het hard moet vriezen om een waterval te doen bevriezen. Dus wat is er nu gebeurd? Door de lage temperaturen vroeg in de avond kwam het smeltproces van de gletsjers en sneeuwvelden die avond tot stilstand. Hierdoor kwam het water in de riviertjes stil te staan, waardoor ze makkelijk konden bevriezen. De volgende ochtend werd het weer warm, waardoor het water weer begon te stromen.

Toen ik als kind in Apeldoorn woonde wist ik het al: als er bij ons natte sneeuw viel, dan sneeuwde het op de nabij gelegen Veluwe. Ik pakte mijn fiets en fietste naar Hoog Soeren. Meer dan eens heb ik meegemaakt dat er daar sneeuw viel en bleef liggen, terwijl het in Apeldoorn bij natte flatsen bleef. Het hoogteverschil is slechts 80m, maar in sommige gevallen is dat genoeg.