Iedere dag barsten er bijna 40000 onweersbuien los. De kracht van zo'n bui kan indrukwekkend zijn, als regen, hagel, stormwinden of een tornado losbarsten. Voor het ontstaan van een onweersbui zijn drie belangrijke ingrediënten nodig namelijk: vocht, onstabiliteit en opwaartse beweging. Er zijn drie stadia te onderscheiden: ontwikkeling, volgroeiing en uitdoving.

Wolkenvorming

Wanneer de lucht aan de top van de wolk afkoelt, begint zij te dalen en heeft zij het staduim van volwassenheid bereikt. De op- en neerwaartse beweging versterken het ontstaan van tegengestelde elektrische ladingen, die bliksem veroorzaken. Door de hitte van een bliksemontlading zet de lucht snel uit, waardoor een geluidsgolf ontstaat die wij als donder horen. De elektrische ladingen versterken in de wolk ook het proces van coalescentie, die de regenval doet toenemen. Volgroeide buien kunnen tot 100 mm regen per uur geven en overstomingen veroorzaken. Tot de bijproducten horen hagel, tornado's en gevaarlijke winden: zogeheten microbursts. Als de neerwaartse sromingen in aantal en kracht toenemen, bereikt de bui het stadium dat hij uitdooft. De neerwaartse bewegingen verspreiden koude lucht over de grond die de aanvoer van warme, vochtige lucht naar de bui afsnijdt. De levensduur van een bui kan uiteenlopen van 15 minuten tot enkele uren.

Soorten buien

Sommige buien ontstaan enkel als gevolg van convectie en hangen niet samen met een frontsysteem. Zij kunnen uit één of meerdere cellen bestaan. Een bui van één onweerscel ontwikkelt zich en verdwijnt snel. Meercellige onweders zijn clusters van buien die van elkaar afhankelijk zijn. De neerwaartse stromingen van iedere afzonderlijke bui verspreiden zich over de grond en dwingen de warme lucht daar op te stijgen. Als zich in de buurt andere buien bevinden, wordt hun ontwikkeling door die opwaartse bewegingen versterkt.

Frontale onweders ontstaan in een lange rij langs een koudefront, een zogeheten buienlijn. Deze buien betrekken hun energie van het front. Ze bevatten veel vocht en kennen een hoge mate van opstuwing en onstabiliteit. Soms kunnen zich aan het einde sterke onweersbuien ontwikkelen. Deze supercellen kunnen enkele uren blijven bestaan, doordat een koudefront zorgt voor een constante stroom van koude lucht naar middelbare niveaus, die de onstabiliteit versterkt. Supercellen veroorzaken de meest verwoestende winden, hagelbuien en tornado's.

Het ontwikkelingsstadium begint met warme, vochtige lucht die naar koelere lucht erboven stijgt. Terwijl de lucht afkoelt, vindt er condensatie plaats en ontstaan er wolken. Wanneer de convectie krachtig genoeg is, blijven de wolken zich ontwikkelen tot het Congestusstadium. Voor een verdere ontwikkeling moet er in de troposfeer op middelbare en hogere niveaus onstabiliteit voorkomen. De latente warmte uit het condensatieproces, zal de onstabiliteit versterken doordat zij de stijgende lucht opwarmt. Als het stadium van Cumulonimbus bereikt is, dan stopt deze pas met stijgen bij de tropopauze. Daar breidt de wolk zich zijwaarts uit, waardoor hij de vorm krijgt van een aambeeld. Op deze hoogte ligt de temperatuur ver onder 0° Celsius en daardoor bestaat de top uit ijskristallen. Soms dringt de stijgende lucht tot in de Stratosfeer. Zo'n doorgeschoten top kan wijzen op een zware bui of tornado.