| Drukvlak | Geopotentiële | Temperatuur | |
| hPa | meters | voeten | °C |
| 1000 | 111 | 364 | 14 |
| 850 | 1.457 | 4.781 | 5 |
| 700 | 3.012 | 9.882 | -5 |
| 500 | 5.574 | 18.289 | -21 |
| 300 | 9.164 | 30.065 | -44 |
| 250 | 10.363 | 33.999 | -52 |
| 200 | 11.784 | 38.662 | -56 |
| 100 | 16.180 | 53.083 | -56 |
| 70 | 18.442 | 60.504 | -56 |
In tegenstelling tot andere stoffen zet water bij bevriezing uit en krimpt het zodra ijs weer overgaat in water. Een massa van 1000 kg water heeft een inhoud van 1 m3 en zal bij bevriezing een volume in gaan nemen van 1,1 m3. IJs heeft dus een lagere soortelijke massa (is lichter) dan water en blijft daardoor drijven.
Hoe lager de temperatuur, des te lichter is het ijs per kubieke meter. IJs van zoet water heeft bij een temperatuur van -1°C een massa van 920 kg/m3. Bij een temperatuur van -10°C weegt ijs nog maar 850 kg/m3 .
IJs dat gevormd is door bevriezing van zeewater, heeft een iets hogere soortelijke massa. Dit hangt vooral af van het zoutgehalte van het zeewater.
Ontstaan van ijs:
Zodra het gaat vriezen koelt het water af, het eerst aan het oppervlak. Dat koudere water is zwaarder en zakt omlaag. Als een temperatuur van 4 graden is bereikt, mengt het zich verder niet meer omdat water kouder dan 4 graden weer lichter wordt en omhoogkomt. Het water in de diepte blijft dus altijd 4 graden boven nul terwijl het water aan de oppervlakte afkoelt tot het vriespunt. Het ijs kan gevormd gaan worden.
Dat gebeurt op het wateroppervlak met het ontstaan van sterretjes en naaldjes. Die worden steeds groter en sluiten zich aaneen tot ze een samenhangend laagje vormen dat langzaam dikker wordt. Vanuit dit laagje schieten kristallen naar beneden.
Ondertussen vormen zich in het water andere kristallen die omhoogkomen en samengroeien met de kristallen aan het oppervlak.
Het water bevriest het eerst aan de oevers van een sloot. Dat houdt verband met stroming. In het midden blijft het water het langst op temperatuur. De lucht, verwarmd door aanraking met he resterende warmere water, stijgt op boven het midden van de sloot, terwijl koudere lucht vanaf de oevers toestroomt. Die wordt op haar beurt geleidelijk verwarmd naarmate ze het midden van de sloot nadert. Zo koelt het water aan de randen dus sterker af dan in het midden.
IJsafzetting vindt vooral plaats wanneer een vliegtuig door een wolk vliegt waarin zich onderkoelde waterdruppels bevinden.
Drie is het heiliggetal en daarom rekent men er in de meeste landen maar drie tot de IJsheiligen. In sommige landen wordt St. Mamertus niet meegeteld, in andere landen hoort St. Bonifacius er niet bij. Deze heilige is niet de bekende Bonifatius, (bijgenaamd de Apostel van Duitsland), die in 754 te Dokkum werd vermoord want die heeft zijn feestdag op 5 juni. Zijn naamgenoot, de IJsheilige Bonifacius was een Romeins burger, die in 307 de marteldood stierf tijdens de christenvervolgingen onder keizer Diocletianus.
Sommige landen, waaronder Duitsland, Hongarije en Zwitserland, rekenden in het verleden ook 15 mei (ook wel aangeduid als koude Sophie) nog tot de IJsheiligen. Dat dateert uit de elfde eeuw, toen Sophie beschermelinge van de vorst was. In het Alpengebied werden indertijd op die dagen vuren ontstoken ter bescherming tegen de vorst.
De IJsheiligen ontlenen hun benaming aan het gevaar van koud voorjaarsweer voor het gewas, dat in deze tijd in volle bloei staat. Een late vorstnacht kan nu veel schade aanrichten. Het is echter niet zo dat tijdens de IJsheiligen de kans op een overgang naar koud weer groter is dan op andere dagen in het voorjaar. Abrupte klimaatveranderingen, die onder andere het gevolg zijn van het nog relatief koude zeewater, zijn kenmerkend voor dit hele jaargetijde en kunnen ook in juni nog voorkomen. Wel neemt na half mei de kans op vorst sterk af en aan het eind van deze maand zijn temperaturen onder nul heel uitzonderlijk. In dat opzicht markeren de IJsheiligen meestal de overgang naar een periode met een meer zomers karakter.
IJsregen komt voor tijdens en rond het invallen van de dooi. In dergelijke gevallen is de warmere lucht op enige hoogte al doorgedrongen, maar vriest het aan de grond nog steeds. Neerslag die op enige hoogte gesmolten is, bevriest dan weer tijdens de val door de koude luchtlaag nabij de grond. Het resultaat is een neerslag van kleine kogelronde ijsbolletjes die gewoonlijk vrijwel doorzichtig zijn. Deze bolletjes zijn altijd kleiner dan 5 mm.
Tijdens een traag doorzettende dooi kunnen afwisselend diverse neerslagvormen voorkomen: sneeuw, ijsregen of regen. Ook ijzel kan optreden.
Een dag met ijzel is een dag dat ijsafzetting is waargenomen, veroorzaakt door het bevriezen van onderkoelde regen- of motregendruppels op voorwerpen of op het aardoppervlak. Ook dagen waarop ijsregen (= bevroren regen) valt, rekenen we tot ijzeldagen.
Verkeersvliegers houden steeds een veilige afstand van deze wolkvorm daar het gevaar voor hagelschade meestal aanwezig is.
In het midden van de vorige eeuw ontwikkelde het US Weather Bureau deze apparatuur. Het geheel bestaat uit een projector, detector en een recorder.
De werking is als volgt: vanuit de projector worden twee infrarood lichtbundels met verschillende golflengten, horizontaal door een luchtlaag gezonden. Eén golflengte kan door waterdamp worden geabsorbeerd. In de detector kan het energieverschil tussen de beide invallende lichtstralen worden gemeten. In de recorder worden deze gegevens dan omgezet in relatieve vochtigheidsprocenten. Het toestel blijkt zeer nauwkeurig te meten, ook nog bij extreem lage temperaturen te functioneren en bij uiterst geringe vochtigheidswaarden.
In de eerste plaats de regenhoeveelheid per tijdseenheid (mm/uur). (zie tabel 1).
Verder kan de intensiteit van de neerslag worden beoordeeld in relatie tot het zicht. Deze manier geeft alleen een indicatie en wordt in de dagelijkse praktijk nauwelijks gebruikt. (zie tabel 2).
Verschijnselen als mist en nevel zijn eenvoudig op grond van een geschatte of een gemeten zichtwaarde te beoordelen.
| (1) Relatie gemeten neerslaghoeveelheid - neerslagintensiteit | ||||
|---|---|---|---|---|
| Licht | Matig | Zwaar/dicht | Wolkbreuk | |
| Motregen | t/m 0,5 mm | t/m 0,5 mm | >0,5 mm | |
| Motregen en regen | t/m 1 mm | 1 t/m 5 mm | >5 mm | |
| Regen (niet met ijzel) | t/m 1 mm | 1 t/m 5 mm | >5 mm | >25 mm |
| Regen met ijzel | t/m 1 mm | 1 mm | >1 mm | |
| Motregen of regen met sneeuw (natte sneeuw) | t/m 1 mm | 1 t/m 5 mm | >5 mm | |
| Sneeuw | t/m 0,5 mm | 0,5 t/m 5 mm | >5 mm | |
| Regenbui | t/m 1 mm | 1 t/m 5 mm | >5 mm | >25 mm |
| Bui met regen en sneeuw (natte sneeuw) | t/m 1 mm | 1 t/m 5 mm | >5 mm | |
| Sneeuwbui | t/m 0,5 mm | 0,5 t/m 5 mm | >5 mm | |
| Bui met losse hagel, eventueel met regen of met regen en sneeuw | t/m 5 mm | t/m 5 mm | >5 mm | |
| (2) Relatie zicht - intensiteit van de neerslag | |||
|---|---|---|---|
| Zicht | Motregen | Regen | Sneeuw |
| 0 - 50 mtr | zeer zwaar | ||
| 50 - 200 mtr | zwaar-zeer zwaar | ||
| 200 - 500 mtr | 'tropisch' | zwaar | |
| 500 - 1000 mtr | dicht | zeer zwaar | matig |
| 1 -2 km | matig | zwaar | licht |
| 2 - 4 km | licht | zwaar | zeer licht |
| 4 - 10 km | matig | ||
| 10 - 20 km | licht | ||
Vroeger ook wel "equatoriaal front" genoemd. Dit gebied, gesitueerd in de buurt van de thermische evenaar, is ontstaan als gevolg van overheersende convergerende grootschalige windsystemen zoals de NO- en ZO-passaten, moesson winden en bijv. over Afrika de "Harmattan" winden. Over de oceanen is deze gordel gelieerd met de zone van de "Doldrums". De ITCZ vertoont een seizoensgebonden verschuiving van noord naar zuid. Meer noordwaarts gedurende de zomerperiode in het noordelijk halfrond en meer zuidwaarts (t.o.v. de evenaar) tijdens de zomer in het zuidelijk halfrond. Deze schommeling is meer uitgesproken over de continenten dan over de oceanen. Het ITCZ weer is gekenmerkt door intense convectieve activiteiten (wanneer miljarden m³ lucht in de onderste lagen van de atmosfeer naar elkaar toestromen is er maar één uitwijkmogelijkheid: omhoog met als gevolg cumulonimbi, buien en onweer) afhankelijk van de lokale dagelijkse temperatuurschommelingen. Tijdens de meest noordelijke, resp. zuidelijke positie van de ITCZ t.o.v. de geografische evenaar kunnen er zich ook geïsoleerde en vrij vlakke tropische depressies ontwikkelen. De positie en activiteit van de ITCZ is via weersatellieten duidelijk te volgen. |
 |
De tweede factor die meespeelt, is dat schuin invallende zonnestralen een langere weg door de dampkring moeten afleggen dan loodrecht invallende zonnestralen. In de dampkring verliezen de zonnestralen energie door weerkaatsing e.d. Bij de polen reflecteert het witte poolijs bovendien een deel van de stralen direct weer de ruimte in.
De aanwezigheid van een inversie(laag) verhindert de vertikale uitwisseling in de atmosfeer, waardoor bijv. vochtige, koude lucht in de onderste lagen langer aanwezig kan blijven met als gevolg langer aanhoudende nevel of mist en toenemend gevaar voor aandoeningen van de luchtwegen.
Zie ook temperatuursinversie.
Intensiever is de ionisatie in de hogere lagen van de atmosfeer, in de zgn. ionosfeer. De graad van ionisatie is maatgevend voor het elektrisch geleidendvermogen van de atmosfeer.
De luchtdrukverdeling op de weerkaarten is vrijwel altijd aan verandering onderhevig. De trekrichting van een lagedrukgebied wordt aan de voorkant gekenmerkt door luchtdrukdalingen en aan de achterzijde door stijgingen van de luchtdruk. Bij een hogedrukgebied is dat precies andersom. Dat wordt juist voorafgegaan door drukstijgingen, terwijl de luchtdruk weer gaat dalen zodra het zwaartepunt ervan is gepasseerd. Uit het isallobarenpatroon kan dus de trekrichting en -snelheid van de druksystemen worden afgeleid.
