Vooral in het voorjaar zien we soms winter en zomer op één dag. In de nacht komt het plaatselijk nog tot lichte vorst, en ’s middags wordt het lokaal 20 graden. Hieronder zien we een voorbeeld uit 2021. Deze week zien we ook zulke grote verschillen. Die wisseling tussen dag- en nachttemperatuur noemen we “dag amplitude” of “dagelijkse gang”. Ook in de zomer zien we soms verschillen van wel 20 graden tussen de minimum- en maximumtemperatuur. Wat maakt deze dagelijkse gang zo groot, wat is er voor nodig?
Helder zonnig weer bij droge grond en droge lucht
De belangrijkste voorwaarde voor een groot temperatuurverschil tussen dag en nacht is dat het onbewolkt is en dat zowel de (toplaag van de) grond als de lucht droog zijn.
Droge grond betekent dat de zonnewarmte vooral leidt tot een sterke opwarming van het aardoppervlak en niet tot veel verdamping. Hoe langer het droog is, hoe sterker dit effect. Zandgrond voldoet al snel, zware klei is nog lang vochtig. Kale grond, of een gewas dat uitgedroogd is na een droge periode, helpt ook.
Droge lucht, en dat over de hele atmosfeer, maakt dat de nachtelijke uitstraling sterk is en daarmee de afkoeling van het aardoppervlak. De totale hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer maakt dus ook uit, en deze is op zich afhankelijk van de temperatuur: bij koud weer (voorjaar) kan de lucht veel minder waterdamp bevatten dan bij warm weer (zomer). In ons land zien we droge lucht vooral in het voorjaar bij aanvoer uit het oosten tot zuidoosten.
Daglengte en seizoen
Het seizoen speelt ook anderszins een rol. In de zomer is de nacht kort, alleen bij volkomen windstil weer koelt het aan het einde van de nacht sterk af. Overdag is de instraling maximaal, en wordt de maximumtemperatuur pas aan het einde van de middag bereikt. In de winter is de dag kort en staat de zon laag, dan is de opwarming overdag kort en beperkt; een grote dagelijkse gang is dan alleen mogelijk met “extra” hulp zoals een vers sneeuwdek (extra sterke uitstraling in de nacht) en een kou-inval. In het voorjaar zijn de nachten nog lang maar is de zonkracht overdag al groot, dan is een grote dagelijkse gang eerder te verwachten.
Ook de bodemwarmte speelt een rol. In het voorjaar, zeker na een periode met vorst, is de bovenste laag van de grond koud en geeft ze minder warmte af. In een heldere nacht koelt de bodem en de lucht erboven dus eerder af. In het najaar is de grond juist warm, geeft nog relatief veel warmte af, en is een koude nacht minder snel een feit. Bovendien is het in het najaar vochtiger, zoals snel mist ontstaat en ook deze remt de nachtelijke afkoeling.
De invloed van wind en windrichting
Voor een ideale nachtelijke afkoeling moet het windstil zijn. Dán ontstaat vlak boven de koude grond een scherpe inversie, en wordt het ook op meethoogte (2m) erg koud. Bij een beetje wind is er menging met warmere lucht op 10-50m hoogte, waardoor het op 2m minder koud wordt. Die wat grotere menging zie je ook als meetpunten wat hoger liggen, zoals bij de KNMI-stations Deelen en Beek (Zuid-Limburg).
Ook overdag speelt dit effect. Bij zonnig weer wordt de grenslaag altijd onstabiel, en er is een sterke verticale menging door (droge) convectie en uitwisseling met de koudere lucht op hoogte. Bij weinig wind is die convectie er ook, maar menging door (wind)turbulentie is veel minder. Hierdoor kan het nabij de grond veel warmer worden, en dus ook op 2m hoogte.
Dan is er de windrichting. Deze is vooral van belang voor de lokale situatie. Komt de (zwakke) wind over water aanwaaien, dan dempt dat de temperatuurextremen (water is in de nacht relatief warm, en overdag relatief koel). Op iets grotere schaal bepaalt de windrichting natuurlijk de bronsoort van de lucht, de droogste lucht zien we bij wind uit het oosten tot zuidoosten.
Terrein en reliëf
We hadden het hierboven al over zandgrond en kale grond. Maar er is nóg een factor die temperatuurextremen bevordert: reliëf. In een (ondiepe, kleinschalige) kom, zoals een duinpan, stagneert de (koude) lucht ’s nachts en staat overdag minder wind. Beide helpen om de dagelijkse gang bij helder weer groter te maken. Een bekend voorbeeld is het KNMI station Wijk aan Zee, waar het ’s nachts verrassend koud kan worden.
Reliëf kan ook op een andere manier een rol spelen. Dan hebben we het over heuvels, zoals de Veluwe of die in Zuid-Limburg en de Ardennen. Neerwaartse luchtstromingen, aan de lijzijde van een hoger gelegen gebied, kunnen lucht doormengen. In dat geval wordt het in een heldere nacht minder koud.
Warmteadvectie en subsidentie
Tenslotte noemen we nog twee grootschalige effecten. Ten eerste kan warmteadvectie, aanvoer van warmere lucht, de dagelijkse gang vergroten. Als namelijk het in de voorgaande nacht nog sterk afkoelde in koude lucht, en het daarna overdag door het opsteken van een warme luchtstroming opwarmt terwijl het zonnig blijft, komt de middagtemperatuur hoger uit. We zien dit effect regelmatig in de zomer op de laatste dag van een hittegolf: net voordat een onweersstoring ons bereikt is de uit het zuiden aangevoerde lucht vaak het warmst.
Een tweede effect is er in het voorjaar, wanneer de zon nog wat minder kracht heeft. Dan is er, na dagenlang hogedrukweer met dalende luchtbewegingen, boven een relatief koele grenslaag vaak een krachtige subsidentie-inversie aanwezig. Op enkele honderden meters hoogte kan het zomaar 10 graden warmer zijn. Als de inversie ver genoeg zakt, en de zon voldoende sterk is, wordt soms “ineens” die inversie doorbroken en mengt de warme lucht met de onderin door instraling al deels opgewarmde lucht. In zo’n situatie (en dat kan al eind februari) wordt het dan in de middag ineens verrassend zacht.
Recente voorbeelden
Een dagelijkse gang van 20 graden of meer komt op stations met zandgrond elk jaar wel een keer voor. In De Bilt is dat zeldzamer, het record is daar een amplitude van 22,3 graden (minimum 9,5 graden, maximum 31,8 graden) op 5 juni 2015.
In Bennekom was de grootste amplitude 21,7 graden op 8 augustus 2020 (minimum 15,2 graden, maximum 36,9 graden) toen de lucht ook erg droog was met een minimale relatieve vochtigheid van 23%.
Een zeer extreme dag was natuurlijk 25 juli 2019, toen het voor het eerst 40 graden werd op enkele stations in het zuiden van het land. Op deze dag was de dag amplitude op enkele stations zelfs 23-24 graden.
Conclusie
Er zijn dus vele factoren die invloed hebben op de dagelijkse gang van de temperatuur. De sterkste daarvan zijn helder (zonnig) weer in droge lucht bij weinig wind. Andere effecten dragen bij om de dagelijkse gang extreem groot te maken. In ons land kan de dagelijkse gang heel soms groter zijn dan 20 graden. Wil je echt een grote dag amplitude ervaren: verblijf eens een tijdje in een woestijngebied! Vind je grote temperatuurschommelingen vervelend, dan kun je beter een bergtop opzoeken, de dagelijkse gang is daar vaak minder dan 5 graden.