Een zwaar onweerscomplex trekt op de avond van 21 mei over de Nederlandse kust. Rond elf uur ontstaat nabij Noordwijkerhout een windhoos die langs het dorp trekt. Bomen raken ontwortelt, een vrachtwagen kantelt en een schoorsteen van een huis komt naar beneden. Ook ontzet de hoos deuren en tussenmuren van een aantal panden. Vervolgens tilt hij een verrijdbare kas van zijn rails, om die vervolgens geheel te vernielen.
De term tornado roept snel associaties op met de Verenigde Staten. Jaarlijks razen daar zo'n duizend tornado's over het landschap. Maar ook in Europa komen ze meer voor dan we denken. De Duitse atmosfeerfysicus Nikolai Dotzek van het Duitse Centrum voor Lucht en Ruimtevaart in Wessling maakte in 2002 een inventarisatie op basis van waarnemingen. Hij schatte het aantal tornado's dat in Europa boven land optrad op ruim 300. Daarnaast zouden zich boven de Europese wateren jaarlijks nog eens zo'n 400 waterhozen vormen.
Volgens Dotzek komen er in België naar schatting boven land gemiddeld zo'n vijf tot tien windhozen per jaar voor en in Nederland meer dan dertig. Met de termen windhoos en tornado hebben we het overigens over hetzelfde verschijnsel: een zuigende slurf die zich vanuit een wolk uitstrekt naar de aarde en die daarbij van alles opzuigt: zand, takken van bomen, water, en in zware gevallen ook auto's en delen van huizen. Alleen heet zo'n slurf in België of Nederland een windhoos, terwijl het in de Verenigde Staten de naam tornado krijgt.
"Het aantal hozen in Europa werd lange tijd onderschat", vertelt Jacob Kuiper, hoofdmeteoroloog bij het Nederlandse KNMI. "De Amerikanen liepen wat betreft aandacht voor tornado's ver voorop. In de Verenigde Staten bestaat al een lange tijd een gedegen netwerk om twisters te rapporteren en ervoor te waarschuwen. In Europa bestaat zo'n netwerk tussen de onderlinge landen niet, maar de laatste jaren wordt wel steeds meer informatie uitgewisseld. Daaruit blijkt dat hozen ook aan deze kant van de Atlantische Oceaan jaarlijks veel schade veroorzaken."
Ook het onderzoek naar windhozen in Nederland en België is nog tamelijk beperkt. "Maar daar wordt aan gewerkt", zegt Kuiper. "Zo proberen meteorologen uit de enorme database met weerballonoplatingen van situaties met zwaar onweer een methode af te leiden om verwachtingen te maken. Ze kijken welke typische waarden van wind, temperatuur en vochtigheid op verschillende hoogtes in de atmosfeer leiden tot zware onweersbuien met kans op windhozen. Daarnaast werken ze hard aan nieuwe weermodellen die nog beter in staat zijn om het weer op kleinere schaal te voorspellen, lokale buien bijvoorbeeld."
Tornado Alley
Europa doet met zijn 700 hozen dus niet veel onder voor de VS. Toch zijn hozen in Amerika doorgaans veel sterker, zo sterk dat ze soms hele dorpen verwoesten. De sterkte van een tornado of windhoos wordt aangeduid met de Fujitaschaal, weergegeven met de letter F. Deze loopt van de relatief zwakke F0 tot de zware en zeer dodelijke F5. In de VS zijn er jaarlijks zo'n dertig tornado's van F3 of hoger. Jaarlijks vallen daar dan ook tientallen doden als gevolg van de twisters en raken vele honderden tot duizenden mensen dakloos.
Verreweg de meeste tornado's doen zich voor het centrale deel van de VS, een gebied dat bekend staat als Tornado Alley. Het is een brede strook ten oosten van de Rocky Mountains die zicht uitstrekt van de Mexicaanse tot aan de Canadese grens. Met name laat in de lente ontstaan daar zware onweersbuien al of niet vergezeld met gevaarlijke tornado's.
Regelmatig zorgt een depressie boven het continent voor een zuidelijke wind die warme vochtige lucht boven de Golf van Mexico het land opstuwt. Vanuit de Rocky Mountains stroomt hier vervolgens droge en koude lucht overheen. Deze twee luchtsoorten samen zorgen voor een zeer onstabiele atmosfeer waarin zich makkelijk zware onweersbuien vormen. De warme vochtige lucht stijgt vanaf de grond omhoog tot bovenin de troposfeer. Daarbij koelt de lucht af en condenseert de waterdamp tot kleine druppeltjes. Hierdoor ontstaan indrukwekkend hoge wolkentorens.
Als de onweersbui een feit is, blijft deze zich voeden met de warme vochtige lucht onder in de atmosfeer die in de bui omhoog stijgt. De waterdamp blijft condenseren en de druppeltjes voegen zich samen tot regendruppels. Later ontstaan er ook hagelstenen, die groottes aan kunnen nemen van knikkers, golfballen of zelfs appels. Zolang er maar lucht in de bui blijft opstijgen kan de bui in tact blijven.
Supercel
"Maar niet elke onweersbui is zomaar in staat een tornado te vormen", zegt Harold Brooks, hoofd van de Mesoscale Applications Group van het National Severe Storm Laboratory in Norman, Oklahoma. "Buien die dat wel kunnen, heten supercellen en hebben een aantal bijzondere eigenschappen. Het bijzondere aan een supercel is dat hij roteert. De opstijgende lucht in de bui draait rond een verticale as, een belangrijke voorwaarde voor een tornado. In een normale onweersbui ontbreekt deze rotatie."
Wetenschappers zijn er nog niet helemaal achter hoe een supercel precies zijn draaiing krijgt. Wel weten ze dat het te maken heeft met de winden die op verschillende hoogtes waaien. "Een supercel ontstaat alleen als er voldoende windschering is", legt Brooks uit. "Windschering wil zeggen dat de windsnelheid en -richting variëren met de hoogte. Als de wind bovenin de atmosfeer sterker is dan de wind eronder, kan de lucht ertussen gaan rondraaien. Vergelijk dat met een windmolen. Die gaat ook ronddraaien als de wind bovenin sterker is dan de wind aan de grond."
Door de windschering krijgt een supercel een bijzondere organisatie. Brooks: "Gewone onweersbuien leven vaak kort omdat de lucht aan de grond afkoelt door de regen. Hierdoor stopt de opstijgende luchtstroom uiteindelijk, waardoor de bui uitdooft. Normale buiencellen duren daardoor ook niet langer dan een half uur. Bovenin een supercel echter waait meestal een sterke westelijke wind. Deze transporteert de regendruppels bovenin de bui naar het oosten toe. De regen komt dus ten oosten van de stijgende luchtstroom op de grond neer en stoort zo de stijgstroom niet. Supercellen kunnen door deze scheiding van stijgstroom en neerslag veel langer leven."