En vanlig missuppfattning kring corioliseffekten

7 oktober 2012
Martin Hedberg
Väderskola
9 Comments

Av Anders Persson.

Jag fick en fråga på min senaste artikel om varma högtryck som föranledde mig att skriva en text som blev till en ny artikel. Frågan kom från ”Thomas” och lyder:

Hej Anders
Jag trodde det var ”corioliseffekten” som gjorde att vinden blåser parallellt med isobarerna? Läste din förklaring av den här tidigare. Du skriver nu att när vinden ökar så styrs den mot högre tryck. Jag skulle gärna vilja veta mer om den effekten som du säger är svår att förklara. Kan du rekommendera nån litteratur där detta beskrivs på ett begripligt sätt?

Jag svarar:

Hej Thomas

Nej, corioliseffekten gör INTE att vinden blåser parallellt med isobarerna. Det är den bild man oftast ser i meteorologiböcker, också akademiska sådana: ett luftpaket accelererar in mellan två isobarer, avlänkas till höger och löper efter en stund parallellt med isobarerna med sin ”geostrofiska” hastighet, ungefär som en väluppfostrad bilist som kör ut på en motorväg. – och det är kraftigt fel.

Det är inte bara kraftigt fel jämfört med vad som sker i verkligheten, det är också fel jämfört med de matematiska ekvationer som oftast åtföljer bilden (i de akademiska böckerna). Den riktiga förklaringen, förutom att stämma med matematiken, öppnar också portarna till att förstå olika typer av jetströmmar (både små sk. nattliga och de stora som påverkar flygtrafiken).

Hursomhelst, corioliseffekten, som framgår av min tidigare beskrivning söker driva in alla rörelse i små cirklar. Att luften för det mesta löper parallellt med isobarerna beror på att den sk. tryckgradientkraften, som pekar från högt till lågt lufttryck, m o t s ä t t e r sig detta. Slutresultatet, om man nu kan tala om ett sådant, beror alltså på två kombinerade och motsatta effekter: en ostadig balans mellan tryckgradientkraften som alltid pekar mot lägre tryck och corioliskraften som (på N.H.) alltid pekar åt höger, i d e t t a fall mot högre tryck.

Bild 1. Typisk illustration i en meteorologibok: en luftpartikel rör sig in i ett konstant tryckfält accelererad av tryckgradientkraften och avlänkad (till höger på N.H.) av corioliskraften. När balans råder mellan de båda krafterna strömmar vinden, som nu antagit sitt s.k. ”geostrofiska” värde Vg) parallellt med isobarerna. Högra halvan av bilden är helt korrekt, den vänstra halvan enligt författarens mening, kraftigt fel eftersom den både strider mot vad matematiken säger, vad som sker i naturen samt, icke minst, blockerar möjligheterna att förstå andra atmosfäriska system som t.ex. jetströmmar.

Poängen i min artikel om varma högtryck var att om luft med ökande vindstyrka anländer till ett område, t.ex. nedströms från ett tillväxande lågtryck, där tryckgradientkraften är lite svag, kommer corioliseffekten att ha övertaget och driva vinden, och därmed en massa luft, från lågt till högt lufttryck och därvid förstärka högtrycket.

Du kommer inte att hitta någon bok i dynamisk meteorologi som beskriver detta. Som jag skrev i en tidigare blogg är dynamiska meteorologer goda matematiker med ofta eländiga fysiker. För dem räcker det att den matematiska härledningen är korrekt; av oförstånd, okunnighet eller ren bekvämlighet kastar de sedan ur sig någon ”lättbegriplig” förklaring som ofta strider mot deras egen matematik.

Jag återkommer i en senare artikel till vad som egentligen händer samt hur den korrekta beskrivningen hjälper oss förstå andra fenomen.

/Anders

Inte mer dricks när solen skiner

4 oktober 2012
Martin Hedberg
Uncategorized
3 Comments

Av Martin Hedberg

Vi har ju tidigare resonerat i vilka termer som vi människor påverkar klimat och väder. Men hur är det med det omvända? I vilken utsträckning påverkas vi av vädret?

Och då menar jag inte bara det uppenbara att vi blir blöta om vi är ute när det regnar eller att vi blir kalla på vintern, solbrända i solen eller ramlar omkull om det blåser kraftigt. Nej jag tänker på humöret och hur det i sin tur påverkar våra beslut och hur vi agerar gentemot vår omgivning.

Två forskare, Sean Masaki Flynn och Adam Eric Greenberg, undersökte detta och skrev en rapport som publicerades i Journal of Applied Social Psychology: ”Does weather actually affect tipping? an empirical analysis of time series data.”

I början av sin rapport skriver de att: ”Loewenstein (1996) argued that visceral factors—including sex drive, hunger, pain, and mood—affect human choice and, thus, economic activity. For instance, extreme thirst would cause impulsively higher demands for water, which could result in an increase in the price of water. For this reason, it seems plausible to assume that weather, vis-à-vis mood, affects behavior, including economic behavior.”

Sedan testar de sin tes på i vilken utsträckning folk betalar dricks i samband med restaurangbesök. Men det kanske inte är riktigt jämförbart med hur villig man är att betala en stor summa pengar för vatten om man är törstig? Hur som helst så skulle det, trots den haltande jämförelsen, kunna finnas ett samband. (Själv skulle jag låta bli att ge drick om jag tvingas gå törstig från en restaurang, men det har ju i så fall inget med vädret att göra.)

De konstaterar vidare att det är klarlagt att det finns en korrelation mellan väder och: självmord, brott och avkastning på eget kapital (ROI). De två första kan jag tänka mig, men den sista undrar jag framför allt hur man undersöker: Vädret växlar ju rätt så mycket, typ från en dag till en annan. Men ett företags avkastning på eget kapital snarare beräknas på längre tidsskalor.

Nåväl, man konstaterar även att restaurangbesökarens sinnesstämning påverkar hur mycket dricks han/hon ger. Vidare att andra undersökningar visat att servitören får mer dricks om han/hon är trevlig, om han/hon vidrör besökaren och/eller nämner denne vid namn.

Men, frågar man sig, kan vädret påverka besökarens sinnesstämning i en sådan utsträckning att det i sin tur påverkar hur mycket dricks man ger?

Man testar på en restaurang under två år där man för statistik över dricks som betalas med kreditkort. Man testar mot solsken/moln, temperatur, daggpunkt, luftfuktighet, lufttryck, sikt, nederbörd och vind.

Det man finner är att vädret inte påverkar hur mycket dricks som lämnas. Däremot ser man att gästerna ger lite bättre dricks på onsdagar och fredagar, men det har som bekant inte med vädret att göra.

Så, om man jobbar inom restaurangnäringen så behöver man inte förvänta sig bättre eller sämre dricks beroende på om det regnar, är solsken, varmt eller kallt.

Visst påverkas vårt humör av vädret, men uppenbarligen inte så att man ger bort mer pengar än vad den service man fått föranleder, bara för att solen skiner. Däremot gissar jag att vädret påverkar antalet gäster som besöker restaurangen. Samt att det kan vara bra att kolla vädret om man skall hålla en eventuell uteservering öppen. Jag tror även att öl samt glass säljer bättre när det är varmt ute, medan varm mat säljer bättre när det är kallt.

Vädret påverkar våra behov och vårt beteende, men vi blir tydligen inte mer givmilda på restaurangen bara för att solen skiner.

 /Martin

PS. Jag har frusit i en för tunn sovsäck en höst i Lapplandsfjällen. Där och då var jag villig att betala väldigt mycket för en bättre sovsäck. Men det handlade mer om att vädret skapade ett fysiskt obehag än en speciell sinnesstämning. DS.

Hur fungerar varma högtryck?

29 september 2012
Martin Hedberg
Uncategorized
11 Comments

Av Anders Persson

Eftersom jag varit borta från Sverige i flera år är det ju naturligt att jag försöker ”hinna ifatt”. Bland annat så lyssnar jag på nätet på gamla upplagor av det populära väderprogrammet ”Cirrus” i P1 där de folkkära SMHI-meteorologerna i Malmö svarar på allmänhetens frågor. Den 31 juli 2011 ställdes min gamle kompis från Sturup, Mats Andersson, inför en knepig fråga: varför har vi varma högtryck? Den som undrade, Ricky Eriksson i Skärholmen, påpekade, helt riktigt, att varm luft innehåller färre molekyler per volymenhet varför den borde vara förknippad med lågt lufttryck.

Kartan visar väderläget den 27 juli 21011, kanske den dag Ricky Eriksson skickade in sin fråga till ”Cirrus”: ett lågtryck har rört sig västerifrån mot Island och håller på att försvagas, men delar av dess energi har gått över i ett mindre högtryck nerströms som under loppet av ett dygn förstärkts från 1015 till 1020 hPa (från Wetterzentrales arkiv).

Mats trevliga och lättsamma svar kan ni lyssna på här
http://sverigesradio.se/sida/gruppsida.aspx?programid=3188&grupp=5147

I mitt tycke var Mats kanske alltför respektfull; frågan är svår men inte “enormt” svår. En svårighet är att vi i svenska språket använder ”tryck” om två olika saker: trycket i en uppblåst ballong och (luft)trycket i samband med väderkartor där ju som bekant linjer för lika lufttryck kallas isobarer.

Trycket i en uppblåst ballong beror på molekylernas r ö r e l s e r, de ”bombarderar” gummihöljet och håller det därmed utspänt. Ju hastigare rörelser, ju varmare luft och högre tryck – i denna mening. Men det ”andra” lufttrycket beror på något helt annat, nämligen tyngden av all luft ovanför oss. Om denna luft är varm eller kall spelar ingen roll (i stort inte heller om den rör sig uppåt eller neråt) – det är nu m ä n g d e n av molekyler som räknas. Så när det är högt eller lågt lufttryck har vi alltså ovanligt mycket eller lite luftmolekyler över oss (räknat upp till där atmosfären tar slut).

Isobarkartor kan man också rita för högre höjder i atmosfären. Då märker man att lågt lufttryck på en viss höjd är kopplad till kall luft och högt lufttryck till varm luft. Detta beror på att lufttrycket avtar hastigare uppåt i kall luft än i varm. Vinden blåser därför ofta med kall luft på vänster sida och varm luft på höger. Detta, kommer det att visa sig, är betydelsefullt för att förstå varför 90% av alla högtryck är varma.

När luften är kall och tung (tätt packade molekyler) är det lätt att förstå att de skapar en effektiv tyngd, men svårare att förstå när luften är varm – tills vi inser att temperaturen spelar en underordnad roll. Det viktiga är att förstå vilken mekanism som åstadkommer att en massa luft samlas i jättelika ”luftberg” ovanför oss.

Högt däruppe finner vi jetströmmarna med hastigheter på 40-80 m/s. De rör sig i stort sett parallellt med isobarerna. Men skulle vindhastigheten öka styrs vinden mot högre tryck. Detta beror på jordens rotation (”corioliseffekten”) och är den verkligt knepiga biten att förklara, så det tar vi en annan gång. När vinden i jetströmmen rör sig mot högre tryck transporteras luft mot högre tryck, dvs i uppförsbacke i det förut omtalade ”luftberget” som således blir än högre och mäktigare. Eftersom detta ”luftberg” ligger till höger om vindriktningen innehåller den, som sagts ovan, varm luft.

Alla ni som gillar att kolla på väderkartorna på nätet, t.ex. www.wetterzentrale.de kan lägga märka till att många högtryck utvecklas nerströms från och efter en kraftig lågtrycksfördjupning. Eftersom lågtryck omvandlar potentiell energi till kinetisk, eller på svenska, lägesenergi till rörelseenergi, så har ni fått svaret varifrån den energi kommer som förstärker högtryck, det är den del av den frigjorde rörelseenergin som underhåller och förstärker jetströmmarna.

/Anders

Det avgör framtida klimat

26 september 2012
Martin Hedberg
Klimat
40 Comments

Av Martin Hedberg

Vanligen brukar man säga att klimatet är statistik på väder. Tex hur ofta det regnar, medeltemperaturen, vindar, hur ofta och stora olika extremvärden är osv.

Men om man inte vet något om vädret om ett år, hur an man då säga något om klimatet om tio år?

Jo, det som styr vädret är alla intrikata och komplicerade relationer i naturen. Från hur mycket solenergi som kommer till planeten till plankton till havsströmmar, glaciärer, pollen, sandstormar, växthusgaser, skogsbränder, jetvindar och allt annat som utgör det biologiska, kemiska, fysikaliska och geologiska system vi lever i.

Men man kan även titta på klimatet ur en annan, mer övergripande, synvinkel. Genom att jämföra hur mycket energi som kommer in till planeten med hur mycket som lämnar den så får man en bild av nettoskillnaden. Och den skillnaden, om det är någon, blir kvar på planeten och manifesteras på något av de sätt som energi kan beskrivas (värme, rörelse, kemiska bindningar…). Detta sammanfattas i något som kallas ”strålningsbalans”.

Om det netto blir kvar energi på planeten så kommer det att märkas i vädret. Det blir, i medeltal, varmare, blåsigare osv. Det måste inte bli det på alla platser hela tiden, men just i medeltal. Summan av alla förändringar utgör skillnaden i energi.

Det som avgör framtida klimatet är främst hur olika så kallade ”forcings” utvecklas. Dessa ”forcings”, eller krafter, driver strålningsbalansen. Kommer planeten att stråla ut energi mer energi än den tar emot eller tvärtom? Eller är det lika? De nu viktigaste ”forcings” utgörs av växthusgaser och aerosoler. Det här gör att man kan säga något om klimatet om tio och hundra år, trots att man inte vet hur vädret blir nästa sommar.

Mer växthusgaser gör att mindre energi strålar ut i rymden, dvs planeten blir varmare. (inkommande strålning påverkas bara i begränsad utsträckning eftersom växthusgaserna har ett fönster, är mer eller mindre genomskinliga, för det synliga ljuset där den mesta av solenergin är).  Och hittills har vi människor kraftigt ökat halten växthusgaser i atmosfären. Inte mycket tyder på att vi kommer att minska halten.

Aerosoler, eller partiklar, kan såväl värma som kyla. De påverkar såväl inkommande strålning som utgående. Aerosolerna är en joker. De kan utgöra kondensationskärnor som gör att det bildas mer moln. Detta kan i sin tur göra att det såväl regnar mer som mindre. Spontant tycker man kanske att mer moln borde ge mer regn, men många små molndroppar kan verka hämmande på bildandet av regn, tex kan de hindra solinstrålningen så att det inte bildas konvektion och regnskurar. Men på andra platser kan de vara det som gör att det faktiskt faller ut regn/snö.

Aerosolerna påverkar själva även strålningen. De kan vara vita och reflektera ljus eller mörka och absorbera. De ligger på olika nivåer i atmosfären. De är stora och de är små. Vissa absorberar vatten, andra stöter bort vatten. De påverkar förutom strålningen även såväl våra egen som djurs hälsa. De påverkar även växters tillväxtförmåga.

Hastigheten på klimatförändringarna beror även på hur olika former av återkopplingar (”feedbacks”) i naturen utvecklas. Det gäller såväl glaciärer som utsläpp av metan och koldioxid från naturen själv, tex från töande permafrost och metanhydrater (metan infruset i iskristaller på havsbotten) i havet. Även utsläpp av koldioxid från ett allt varmare hav påverkar halten koldioxid i luften.

Från att ha varit en fråga om hur vi skall minska våra individuella utsläpp, bli effektivare mm, så kommer fokus alltmer att handla om hur vi skall anpassa oss till klimatet som förändras.

Missförstå mig inte, många beslutsfattare har på goda grunder ambitioner att minska utsläppen. Men det var länge sedan som sådana åtgärder skulle kunnat medföra att vi undvek stora klimatförändringar utöver de naturliga som hela tiden pågår. Vi människor har sparkat igång stora processer som kommer att förändra planeten Jorden, och livet på Jorden, i grunden. Sett til våra dagliga liv kan det tyckas gå långsamt, men geologiskt är det en explosion vi bevittnar.

Parallellt med att minska utsläppen pågår ett omfattande arbete med att räkna på olika konsekvensscenarier och hur vi kan/bör förhålla oss till de risker som de medför. Det får konsekvenser på allt ifrån energisystem till livsmedelsförsörjning, extremväder, infrastruktur och försäkringar. mm.

/Martin

Lågtryck över England skickar regn över Sverige

25 september 2012
Martin Hedberg
Uncategorized
1 Comment

Av Martin Hedberg

Över Storbritannien ligger ett omfattande lågtryck och det berör även Sverige. Kopplat till lågtrycket finns fronter med nederbörd. En del av dem kommer under kommande dagar att ge regn, i högre terräng i Jämtlands- och Lapplandsfjällen snö, i Sverige.

Nu under tisdagen berörs främst Götaland och Svealand av regn. I morgon onsdag kommer nya regnområden in och då blir det även lite snö i Norrlandsfjällen.

Men trots att prognosen innehåller snö så skall man veta att det faktiskt är lite mildare luft som kommer in över landet i samband med nederbörden. Det kommer främst att märkas i Götaland och Svealand.

/Martin

Regnskurar i Götaland och Svealand

23 september 2012
Martin Hedberg
Uncategorized
3 Comments

Av Martin Hedberg

Lågtrycket som på gav riktigt med regn under lördagen tar lite längre tid på sig än beräknat att dra vidare österut. Det gör att det fortsätter att vara ostadigt väder med regnskurar i Götaland och Svealand även under söndagen. I Norrland däremot väntas mestadels uppehållsväder.

I morgon måndag blir det mest uppehåll, men/och på tisdag är det dags för nästa nederbördsområde att dra in från sydväst.

Hösten har nu kommit så långt att det var och varannan dag är ett par minusgrader nattetid i framför allt västra Norrland.

/Martin

Regn i söder

21 september 2012
Martin Hedberg
Uncategorized
5 Comments

Av Martin Hedberg

Ett område med regn kommer under dagen att beröra stora delar av Götaland och efterhand även Svealand. Även under lördagen blir det molnigt och regn i söder, i stort sett upp till och med Dalarna och Gästrikland.

Norrland får överlag annars mest uppehåll, både under fredagen och lördagen.

På söndag har vi en sadelpunkt i lufttrycket över Sverige. Det ger svaga vinder, troligen en hel del dimma och frost om morgonen. Men å andra sidan även sol på dagen, om den förmår bränna igenom dimmolnen.

/Martin

Infrastrukturministern vill ha snö

17 september 2012
Martin Hedberg
Uncategorized
22 Comments

Av Martin Hedberg

SvD skriver att ”Infrastrukturminister Catharina Elmsäter-Svärd hoppas på en kall vinter med mycket snö”. Saken är den att man efter de senaste årens besvärliga vintrar har rustat sig till tänderna. Nu känner man sig starka och vill mäta sig mot naturen vinterkrafter.

På Näringsdepartementet har man samlat Trafikverket, SJ, Veolia, Arlanda Express, Jernhusen, Västtrafik och Green Cargo för att utbyta information och diskutera olika lösningar. Arbetet har pågått under lång tid och nu känner man sig redo.

Det hela får mig att tänka på Disneys saga om Matadoren som skall möta tjuren Ferdinand.

Tänk om det inte blir någon vargavinter? Tänk om de två (av tre) senaste vintrarna bara var temporära händelser på samma sätt som när Ferdinand satte sig på sin humla (geting?).

Men vad skall man dimensionera efter? Det sannolika eller det extrema? I fallet med tjuren Ferdinand så hade han ju faktiskt visat att han kunde leverera ett #&!! humör. Ingen skulle väl efter den uppvisningen föreslå att man skickar in skolungar på arenan? Bäst lämpad är den skickligaste matadoren.

Samma sak är det med den svenska vintern. Även om den blir lika mild som i fjol så måste man rusta för snökaos och isbark. Det har bevisligen inträffat och kan därmed inträffa igen.

Den stora frågan är väl snarare hur man rustar sig för det osannolika men inte otänkbara. Det som man med modeller, statistik och sannolikhetsberäkningar kan visa skulle kunna inträffa, men som trots detta inte satt sig i medvetandet som sannolik risk. ”Known unknowns”.

Och ännu svårare: Kan man överhuvudtaget rusta sig mot riktiga överraskningar? ”Unknown unknown” för att citera USA:s förre försvarsminister Donald Rumsfeld:

There are known knowns; there are things we know that we know.
There are known unknowns; that is to say there are things that, we now know we don’t know.
But there are also unknown unknowns – there are things we do not know, we don’t know.
(Wikipedia)

Se där något att bita i. När det gäller ”unknown unknown” så kan vi ju inte veta om dem, per definition.

Det gäller att förpassa så mycket till området ovanför, dvs till ”known unknowns”, eller ännu hellre ”known knowns”. Det är det man gör genom forskning. Då går de att hantera.

Ordleken utgör en matris med fyra kvadrater: Det borde rimligen även finnas ”unknown knowns”. Vad är det?

Personligen hoppas jag på en vanlig vinter. En vinter som den var på 70-talet. Snö, men inte överdrivet mycket. Så att man åka skidor i större delen av landet. Skridskoisar, men inte bottenfruset. Och att det när det väl blivit vinter fortsätter att vara det till dess det blir vår -inget hattande hit och dit genom nollan.

Och det vore skulle förstås även intressant att se om myndigheternas strategi för att bibehålla kommunikationerna öppna i Sverige håller.

/Martin

Kraftigt regn i södra Norrland

17 september 2012
Martin Hedberg
Uncategorized
7 Comments

Av Martin Hedberg

Ett område med kraftigt regn rör sig under måndagen över nordvästra Svealand och framför allt Norrland. Mest regn väntas i Dalarna norr om Siljan, Jämtland, Härjedalen, Hälsingland, Medelpad och Ångermanland. På en del av dessa platser kan det bli upp till 30 mm. I norra Lapplandsfjällen faller nederbörden ut som snö.

I södra Sverige kan det  för all del komma lite regn, men då handlar det inte om samma mängder som beskrivet ovan.

I morgon tisdag är det lite av tvärtom: Regn i söder (dock inte lika mycket), och mest uppehåll i norr.

Vad gäller temperatur så har vi en sjunkande trend fram till och med kommande helg. Därefter ser temperaturen ut att stiga något igen.

/Martin

Mest uppehåll i helgen, sedan regn

15 september 2012
Martin Hedberg
Uncategorized
5 Comments

Av Martin Hedberg

Efter fredagens regn så kommer en liten paus i form av en högtrycksrygg nu under helgen. Den ger mestadels uppehållsväder på de flesta platser. Undantaget, dvs de som får nederbörd, är Jämtlands- och Lapplandsfjällen. Det kan även bli lite lätt regn i västra Götaland.

Men i övrigt blir det alltså mest uppehåll och tidvis kommer även solen att visa sig. Vindarna blir överlag beskedliga och temperaturen kan, från Dalarna och söderut, stiga till mellan 15 och 20 grader idag och i morgon söndag. Även i östra Norrland kommer det att bli temperaturer kring 15 grader. I övriga Norrland mellan 10 och 15. Det ser ut att bli lite varmare på söndagen än idag lördag.

Måndagen börjar vi med att ett nytt område med regn drar in med västliga vindar. Lite repris på det som drog i torsdags-fredags. Det blir dock inte lika blåsigt.

/Martin