Archive - 2016

3 Comments

Det blåser vanligen mer ju högre upp i luften man kommer. Det beror på att luften inte bromsas lika mycket där uppe i de högre luftlagren som den gör mot mark- och havsytan. Vinden drivs av tryckskillnader och bromsas framför allt av friktionen mot marken men även av friktionen i luften självt.

Ligger man på rygg i gräset en solig dag och studerar hur cumulusmolnen driver förbi ovanför, kan man se att det både blåser betydligt mer där uppe och att vinden har en annan riktning än vid marken. Ibland kan man även se hur molnen ännu högre upp har ytterligare en annan hastighet och riktning.

Här på norra halvklotet vrider vindriktningen medurs med ökad höjd över marken. Fenomenet kallas ”Ekmanspiral” efter den svenske forskare som förklarade fysiken bakom det. Ekmanspiralen är en form av vindskjuvning. Det finns en minnesregel som lyder: ”Vinden vrider höger på högre höjd”.

Vinden vrider Höger med Högre Höjd. Vindstyrkan ökar också med höjden. Med Högtrycket på Höger sida har du vinden i ryggen. Röd pil visar vinden på 10 meters höjd, blå på 100 meters höjd och ljusblå på 1000 meters höjd.

Vindar och vindskiften beter sig olika i kall- respektive varmmassa.

Vid segling i kallmassa: Vid kryss (eller då du vill gå så högt som möjligt) skall du agera olika inför en vindby beroende på om du seglar för babords eller styrbords hals. En vindby är en påhälsning av den lite kraftigare vinden högre upp i luften och med sig uppifrån har den också en annan riktning: Vinden inte bara ökar med 20-50 %, den vrider också ofta något tiotal grader medurs (mot högre gradtal).

Kryssar man för styrbords hals kan man utnyttja detta genom att lova något innan vindbyn kommer och på så sätt vinna höjd, alternativt slacka något i skoten för att vinna fart.

Kryssar du för babords hals kan det löna sig att snabbt slå över till styrbords hals precis innan vindbyn når dig.

Vid segling i varmmassa (vanligtvis på våren): Vindbyar är mer sällsynta under dessa förhållanden, men om de förekommer kan medursvridet vara desto större. Vill du finlira lite kan du twista seglen olika för babords och styrbords halsar. Lite mer twist för styrbords hals gör att du utnyttjar vindens högervridning med höjden på rätt sätt. Twista mindre då du seglar för babords hals.

Vad är det som driver sjöbrisen?

17 juni 2016

Sjöbrisen uppstår som en följd av att det är skillnader i temperatur mellan landytor och hav/sjö. Men värmer inte solen lika mycket över hav som över land? Jo, lika mycket värmeenergi når land- som havsytan. På land värms bara ytskiktet (den översta centimetern) upp medan havet fördelar solenergin över ett stort djup. Detta gör att marken värms upp kraftigt medan man knappt märker någon skillnad temperaturen i vattnet trots att solen skiner.

Då skillnaderna mellan temperaturen över land och över hav/sjö uppgår till omkring 5 grader finns förutsättningar för att sjöbrisen skall börja utvecklas.

Första gångerna på säsongen som man brukar kunna observera sjöbris är i april. Sjöbrisen blir som kraftigast i maj, juni och juli. Den uppstår även under sensommaren och hösten, men är då lite svagare. Varför är den kraftigast i början av sommaren? kanske man undrar. Jo, det hänger samman med att det är skillnaden i temperatur som driver cirkulationen/vindarna.

Sjöbrisens karaktär varierar mycket beroende på det rådande storskaliga väderläget där temperatur, luftfuktighet, molnighet och överlagrade vindar har stor inverkan. Ibland uteblir sjöbrisen trots att vädret är soligt. Detta visar hur viktiga andra faktorer, som t ex återströmningen av luft på höjd, är för bildandet av sjöbris.

Nattetid uppstår sig ibland landbris. Det är sjöbrisens lite mer skygge kusin (från landet) som blåser åt andra hållet, från land mot hav. Landbrisen ger betydligt svagare vindstyrkor, sällan mer än 3 m/s.

Landbrisen uppstår som en följd av att temperaturen över land sjunker relativt mycket om natten, medan havet håller i stort sett samma temperatur. Temperaturkontrasten mellan land och hav blir motsatt den under dagen och vinden drivs i motsatt riktning.

Landbrisen är mycket svår att prognostisera och det är sällan fruktsamt att göra några stora taktiska manövrar för att finna den. Landbrisen är lokal och mer grund än sjöbrisen och påverkas därför markant av öar, sund och andra hinder som den följer då den söker lättaste vägen ut mot havet.

Sjöbris

17 juni 2016

Sjöbrisen är ett vanligt förekommande fenomen under sommaren. Du har säkert upplevt sjöbrisens variationer i styrka och riktning under dagen. Seglare utnyttjar gärna sina taktiska kunskaper om hur den beter sig och förändras för att vinna kappseglingar.

Sjöbrisen uppstår soliga dagar när luften över land värms effektivare än luften över vattnet. Solen värmer marken som i sin tur värmer luften. Solen lyser givetvis även på vattnet, men ytvattnet som absorberar värmen blandas snabbt om vilket gör att vatten värms betydligt långsammare än land (gräsmattan blandas ju inte om bara för att det blir varmt på på gräset.)

Den uppvärmda luften över land stiger, vattenångan i luften kondenserar och det bildas stackmoln. När molnen väl börjat bildas så accelererar processen, samtidigt som den bromsas av att molnen skymmer marken för solinstrålningen. Totalt sett får vi i alla fall en cirkulation av luft där luft från havet eller sjön kommer att strömma in mot land.

Den här processen kan ge upphov till snabba förändringar i vindmönstret och påverkar därför de flesta seglare i kustbandet. Det är först på senare år man börjat förstå det komplexa system som sjöbrisen utgör.

Sjöbriscirkulation

Förr i tiden kallade man sjöbrisen för ”solgångsvind” eftersom den under dagen vrider och ser ut att följa solens gång på himlen. Det har inte med att den vill ”följa solen” att göra utan att vindcirkulationen i sig bildar ett system, lite som ett gyro, som strävar efter att behålla samma riktning relativt fixstjärnorna.

Det är vanligt att den soliga förmiddagens lugna vindar så småningom inte bara ökar i styrka markant utan även ändrar riktning. Det beror med säkerhet på att sjöbrisen gjort entré. Ofta blir sjöbrisen den förhärskande vinden fram till kvällen då den dör ut.

Sjöbrisen bidrar också till att det ofta är betydligt soligare till sjöss än inne över land där molnen tornar upp sig och det gärna bildas regnskurar under eftermiddagarna.
Stackmoln inne över land förkunnar att sjöbrisen har kommit igång eller har börjat bildas.

Ju mäktigare moln, desto kraftigare sjöbris är att vänta. Framåt kvällen när solen inte värmer lika mycket sjunker molnen samman och vinden avtar för att till slut upphöra.

Under natten uppstår ibland en så kallad landbris, vilket är sjöbrisens motsats. Den drivs på samma sätt, men mu är det havet/sjön som är varmare än marken och luften stiger över havet istället. Landbrisen är dock avsevärt svagare än sjöbrisen.

Vinden har olika hastighet och riktning på olika höjd i atmosfären. Ett par hundra meter upp i luften finner vi den överlagrade vinden som också kallas ”gradientvind”. Den påverkar sjöbrisen och har stor betydelse för hur (om) sjöbrisen utvecklar sig under dagen.

Sjöbrisen är som mäktigast under eftermiddagen och kan ibland ge vindstyrkor upp emot tio meter per sekund. Vanligtvis sträcker den sig tio till trettio nautiska mil ut från kusten.

Du har kanske förundrats över hur lugnt det blivit framåt kvällen, trots att det tidigare blåst en frisk sjöbris. Det beror på att drivningen av sjöbrisen avtar i och med att solen står allt lägre på himlen och att solinstrålningen därmed minskar.

Hörneffekt

16 juni 2016

Vindarna drivs av skillnader i lufttryck. Ju större tryckskillnader, desto kraftigare vindar. Dessutom har vi lärt oss att vinden i en kallmassa är byig, medan den i en varmmassa är stabil (se kallmassa och varmmassa).

Men även terrängen påverkar vinden. Då luften pressas samman, till exempel i ett sund, kommer vindhastigheten att öka. Detta fenomen kallas hörneffekt. Den uppstår gärna i varmmassor på grund av dessas förmåga att dämpa vertikala vindar. Då blir effekten av sammanpressningen större eftersom luften får svårare att stiga. I en kallmassa är effekten mindre.

Hörneffekt innebär att luften pressas samman t.ex. i ett smalt sund. Om våren, när vattnet är relativt kallt och kyler luften, är effekten som störst.

Du kan utnyttja hörneffekten. Vill du maximera din fart kan du välja det smalare av två sund som bägge är parallella med vindriktningen. Effekten blir större ju högre terrängen är kring sundet. Detta gäller framförallt tidigt på säsongen, då vattnet fortfarande är förhållandevis kallt och luftmassan du befinner dig i ofta är att betrakta som en varmmassa.

Turbulens

15 juni 2016

Turbulens är en form av oordnad rörelse där luftens jämna strömning bryts ned via oregelbundna virvelbildningar. Jämför övergången från jämna vattenvågor till vågor som bryter.

Matematikern och meteorologen Lewis Fry Richardson (1881-1953) var inte bara forskare, han skaldade också. Ett underbart exempel på kombinationen är:

“Big whirls have little whirls,
That feed on their velocity;
And little whirls have lesser whirls,
And so on to viscosity.”

Beroende på hur turbulensen uppstår skiljer man på mekanisk, termisk och skjuvningsturbulens.

Mekanisk turbulens

Mekanisk turbulens uppstår kring och framför allt bakom föremål som båtar, berg och träd etc som tvingar luften att ändra riktning utan att återföra den till den ursprungliga rörelsen efter passagen.

Termisk turbulens

Termisk turbulens uppstår vid den omblandning av luften som sker i kallmassor. Det varma underlaget värmer då den kalla luften underifrån varpå den stiger (och kan bilda stackmoln).

Skjuvningsturbulens

Skjuvningsturbulens kan uppstå till exempel längs gränsytan mellan två luftlager som rör sig med olika hastighet eller riktning. Den förekommer oftast lite högre upp i atmosfären.

Överallt där luften abrupt tvingas ändra sin rörelse kan turbulens uppstå. Men det behöver inte vara turbulent hela tiden. Vid två till synes likartade situationer, eller med bara några minuters mellanrum, kan turbulensen övergå till laminär (jämn) strömning. Eller tvärtom.

Man kan skaffa sig en uppfattning om hur turbulens ser ut genom att studera rök från eld eller skorstenar, eller snö- och vägdamm bakom bilar. Men man kan också lära sig mycket om luftens uppträdande också genom att studera strömmande vatten i till exempel bäckar och forsar. Luft och vatten har ganska olika egenskaper, men fenomenet turbulens är likartat i bägge fallen.

Isobarer fortsättning

14 juni 2016

Allmänt

Vindar uppstår i samband med tryckskillnader. Detta eftersom luften strävar efter att strömma från högt till lågt tryck. ”Det borde ju gå rätt fort” kan man tycka. Och det skulle det göra om inte jorden roterade. I så fall skulle våra låg- och högtryck vara så långlivade.

Men jordens rotation och att jordytan är krökt gör att luften länkas av och kommer att strömma parallellt med isobarerna hos oss på mellanbreddgraderna. Vid ekvatorn däremot har luften lättare att strömma tvärs över isobarerna.

På norra halvklotet blåser det moturs kring lågtryck och medurs kring högtryck. Ju tätare det är mellan isobarerna, dvs just större tryckskillnad, desto kraftigare blir vinden. Med vinden i ryggen så har du högtrycket på höger sida om dig.

Friktion mot marken och havsytorna gör att vindarna länkas av något, vinden blåser snett in mot det lägre trycket. Det gör att luften sakta tar sig in mot lågtryckscentrum och lågtrycket efterhand fylls ut. Eftersom friktionen är större över land än över hav så de dör lågtrycken ut snabbare över land.

Vinden är alltså inte riktigt parallell med isobarerna. Vid havsytan kan man räkna med att vinden böjer av 10-30 grader in mot det lägre trycket. Över land är friktionen större och vinden nära marken blåser med 20-45 graders vinkel med isobarerna. Den större friktionen över land gör också att vindstyrkorna är lägre över land än över hav för samma täthet mellan isobarerna.

Isobarer

14 juni 2016

Man kan uppskatta ungefär hur mycket det blåser genom att titta på en väderkarta med isobarer. Isobarer är linjer som binder samman punkter med samma lufttryck, ungefär som höjdkurvor på en orienteringskarta.

Ju tätare det är mellan linjerna, desto kraftigare är vinden, på samma sätt som täta linjer på en orienteringskarta indikerar branter. Men glöm inte att kolla skalningen, ibland ritar man ut varje isobar, ibland var femte eller var tionde!

Höststormar bildas över Skandinavien när kall luft, Polarluft, strömmar ner med nordliga vindar och möter relativt varm Tropikluft. Djupa lågtryck, tätt mellan isobarerna, betyder att det är blåsigt. De kraftigaste vindarna återfinner vi vanligen söder om lågtrycket. Efter det att kallfronten passerat så blir vinden byig.

Vindar

13 juni 2016

Det vi upplever som vind är naturens strävan att utjämna tryckskillnader. Det som kallas ”vindriktning” i väderrapporter beskriver varifrån vinden blåser. Nordliga vindar kommer alltså norrifrån. Vattenströmmar i haven däremot anger vart vattnet är på väg. En nordlig vattenström rör sig mot norr!

För att beskriva vindens styrka kan man använda olika metoder och enheter. Man talar om medelvind över en viss tidsenhet, momentanvind eller vindens byighet. Vindens hastighet anges i meter per sekund, knop, kilometer per timme eller styrkan enligt Beaufortskalan.

Enheten knop mest relevant för seglare, eftersom vi mäter båtens hastighet i knop och på så sätt enkelt beräknar hur många distansminuter vi hinner per timma. Men det kanske vanligaste uttrycket är meter per sekund. Och ja, många säger ”sekundmeter”, men det är ett uttryck som man bör undvika eftersom det är fysikaliskt inkorrekt. Det skulle motsvara ”timkilometer” vid bilkörning. Men man kan också säga att varför inte? Man fattar ju vad det betyder i alla fall.

Vinden är aldrig konstant, annat än när det är vindstilla. Den vind som anges i meteorologiska rapporter och prognoser mäts på 10 meters höjd och är ett medelvärde under två eller tio minuter. Det är viktigt att vara medveten om att den vind man upplever eller seglar i, dvs rådande vind, varierar avsevärt kring den uppmätta eller prognostiserade medelvinden. Den ändras till både riktning och styrka i såväl tiden som i rummet.

Många seglare berättar gärna om hur kraftiga vindar det varit i olika dramatiska situationer. Vi meteorologer får ofta höra att det blåst betydligt mer än väderprognoserna lovat. Det finns flera orsaker till detta. Båtar med vindmätare i masttoppen mäter vinden högre upp än på 10 meters höjd. Det är också vanligt att man noterar maxvinden, inte medelvinden.

Energin i vinden är ungefär proportionell mot kvadraten på vindhastigheten. Om vinden ökar till det dubbla, så ökar energin i vinden fyra gånger. Ökar vinden från 6 till 12 m/s så uppfattar man vanligen detta som vindhastigheter en bra bit över 12 m/s, kanske upp emot 17 m/s.

Lågtryck och fronter

13 juni 2016