Tag - Gudrun

Tropisk, subtropisk eller extratropisk cyklon?

16 januari 2016

När man resonerar om orkaner så dyker det ibland upp lite olika sorters orkaner, eller cykloner som är ett mer generiskt korrekt namn. Klassificeringen är till för att förtydliga skillnader mellan olika stormar, men kan lika gärna skapa förvirring om man inte känner till dem. Här nedan reder vi ut begreppen.

En cyklon är luft som, på norra halvklotet, roterar moturs. I dess centrum finns ett lågtryck. Anticykloner är högtryck och kring dem roterar luften (ofta betydligt långsammare) medurs. (På södra halvklotet gäller motsatt rotation.)

”Orkan” är egentligen vindstyrkor som överstiger 33 m/s, men ordet används även för att beskriva en cyklon eller ett oväder med kraftiga vindar.

Sedan var det de där extra begreppen för att definiera cyklonerna. Det finns fundamentala skillnader på det som drar in över Miami och det som drar in över Malmö. Men också likheter och transformationer från det ena till det andra.

Det finns tre varianter och på vissa platser och i vissa situationer kan de övergå från en variant till en annan:

Extratropical cyklon utanför amerikanska ostkusten den 26 mars, 2015. Vindstyrkor över 45 m/s. (Wikipedia)

Klassisk kall och varmfront kring ett lågtryck på mellanbreddgraderna. När kallfronten hinner ikapp varmfronten bildas en ockluderad front. (Wikipedia)

Isobarer, kall och varmfront samt nederbörd kring ett lågtryck på mellanbreddgraderna. När kallfronten hinner ikapp varmfronten bildas en ockluderad front. (Wikipedia)

1. De cykloner vi har hos oss, så kallade mellanbreddscykloner (engelska: Extratropical cyclone) är kopplade till lågtryck som bildas längs en frontzon. Exempelvis Gudrun, eller andra mindre lågtryck som var och varannan dag drar in över Skandinavien. Som det engelska namnet antyder så bildas de utanför tropikerna.

Det som ger dem energi är temperaturkontraster mellan luftmassor, kallmassa och varmmassa samt jetvinden. Mellanbreddscykloner har en kallfront och en varmfront som roterar runt lågtrycket.

Energin som skapar cyklonen kommer främst av skillnader i densitet mellan den kalla luften med hög densitet och den varma, lättare, luften. Genom att den kalla luften glider in under den varma luften så omvandlas lägesenergi till rörelseenergi, dvs vindar. Luften i centrum av cyklonen är kall.

Mellanbreddscykloner kan bildas, och leva, både över land och över hav. Nederbörden är kopplad till varm- respektive kallfronten.

Subtropisk storm i närhetens av Azorerna oktober 2005 (Wikipedia)

2. Mellanbreddscyklonen kan även tillföras energi från underliggande vatten som vattnet är varmt nog. Den kan därmed övergå till att bli subtropisk cyklon (lågtryck, storm eller orkan). Som en tumregel använder man att vattnet skall vara varmare än 21°C.

Energi tillförs i form av att vattenånga avdunstar från havet och kondenserar inne i cyklonen. Detta innebär att cyklonen får energi i form av ”latent värme” som övergår i rörelseenergi.

Cyklonens kärna övergår successivt från att vara kall till att vara varm, men högre upp i atmosfären kvarstår ett kallt lågtryck. Den kan ha ett öga som i så fall är stort och inte symmetriskt.

Nederbörden kommer från konvektiva band som ligger långt ifrån cyklonens centrum (storleksordning 100-200 km). Molnens struktur kring cyklonen är inte symmetrisk. Maximum av både nederbörd och vindar uppträder relativt långt från cyklonens centrum. De täcker ofta en yta som är större än den tropiska cyklonen.

Struktur på en tropisk cyklon (Wikipedia).

3. Om den subtropiska cyklonen under flera dagar färdas färdas över varmt vatten så kan den övergå till en tropisk cyklon.

Den har då utvecklat en tydlig sluten cirkulation kring centrum, ett ”öga, och de kraftigaste vindarna och nederbörden återfinns nära cyklonens centrum. Molnen bildar en tydlig ”disk” eller skiva.

Kärnan av cyklonen har nu blivit varm och den får all sin energi i form av latent värme från underliggande varma vatten (som tumregel >27°C).

Det finns inga fronter, dvs det är en enhetlig luftmassa avseende temperatur och fuktighet. Om/när den tropiska cyklonen rör sig in över land eller kallare vatten så upphör tillförseln av latent värme varvid cyklonen dör ut.

Här ovan har jag beskrivit hur en cyklon kan utvecklas från extratropisk cyklon till subtropisk och slutligen tropisk cyklon. Våra egna lågtryck, mellanbreddscykloner, är och blir sällan något annat än mellanbreddscykloner. De kan dock vara besvärliga nog, men oftast är de molnområden med regn, snö och måttliga vindar.

En av de mer namnkunniga tropiska cyklonerna, Hurricane Katrina 28 Augusti 2005. NASA och Wikipedia.

Vill man veta mer om detaljerna i beskrivningen av olika cykloner och deras eventuella fasövergångar så kan jag rekommendera sidan Cyclone Phase Analysis. En hjälpsida till den sidan finns här.

De två ytterligheterna är:

Mellanbreddscykloner som förutsätter skillnader i luftmassors temperatur och fuktighet. De bildas längs med frontzonen som skiljer kall luft i norr från varmare luft i söder. De gynnas av en specifik vindskjuvning. Jetvinden på höjder kring 10 km skapar förutsättningar för lågtryck att fördjupas.

Tropiska cykloner gynnas av en enhetlig luftmassa över ett varmt hav. De drivs genom att omvandla latent värme då vattenånga från havet kondenserar högre upp i luften. Det får inte vara för kraftig vindskjuvning, dvs att skillnader i vindhastighet och/eller vindriktning när den bildas då dessa sliter sönder cyklonen.

I vissa fall så kan en tropisk cyklon transformeras till en extratropical cyklon. Det är inte det vanliga sättet som de avslutar sin struktur på, men det händer ett par gånger varje år. Mer om detta finns på UCAR:s hemsida där man även tar upp ”Superstorm Sandy” som i oktober 2012 ödelade stora delar Haiti innan den drog norrut, smälte samman med en vinterstorm och orsakade stora skador på New York.

En översiktlig definition av olika termer finns på National Hurricane Centers hemsida.

/Martin

Helga blir ett riktigt oväder

3 december 2015

Martin Hedberg

Uncategorized

11 Comments

Det var mindre än en vecka sedan stormen Gorm passerade och redan laddar nästa namngivna oväder upp på Nordsjön.

Strax, under fredag förmiddag, drar stormen/orkanen ”Helga” in över södra Sverige. Det är den danska vädertjänsten som givit orkanen sitt namn. Vi anammar samman namn här i Sverige.

Som det ser ut just nu så kommer det att bli ett oväder att minnas i klass med ”Septemberorkanen” 1969 (22 sept -69) samt orkanen Gudrun (8-9 januari 2005) som de flesta fortfarande har i färskt minne.

Septermberorkanen 1969 fälldes 25 miljoner kubikmeter skog. Gudrun tog 75 miljoner. Gorm 2,5. Däremellan har vi haft ett antal stormar/orkanen som även de skördat sina liv, sitt timmer, hus och en mängd försäkringsutbetalningar och arbete för återuppbyggnad.

Vad skall vi tippa att Helga fäller? 5-10 miljoner kubikmeter? Hur många strömlösa? 50-100 tusen hushåll?

Var blir det värst? Jag skulle säga vid 11-tiden utmed kusten från Göteborg till Fjällbacka.

Helga kommer att beröra mer än halva Sveriges befolkning. Det blir Västra Götaland som får de kraftigaste vindarna och därmed troligen även de största konsekvenserna. SMHI har gått ut med en klass-2 varning för vindar på 25-30 m/s, men jag tror inte att det kommer att stanna där. Vare sig med vindstyrkorna eller gradering av varning.

Även denna storm kommer att ha ett relativt snabbt förlopp. Det handlar om tiden från fredag morgon, med ett maxima på förmiddagen, till fredag eftermiddag som det värsta vindarna kommer att härja. Lågtrycket som genererar vindarna rör sig på en bana Strömsund-Karlstad-Gävle. Det är söder om lågtrycket som det kommer att blåsa som mest.

Gorm passerade under natten, men Helga härjar dagtid när folk vanligen är ute och rör sig. Det ställer därmed till med mer skada och problem.

Jag vill därför uppmana folk i Västra Götaland att stanna inne under fredagen. Gå inte till jobbet eller skolan om du har möjligheten. Det kommer rimligen att vara stora störningar i trafiken, strömavbrott och svårt att göra så mycket mer än att vänta på att det skall sluta blåsa i alla fall. Det är nog roligare och säkrare att göra det hemma än i bil/buss/tåg/till fots mellan två destinationer.

/Martin

Obehagliga rekord av orkanen Patricia

23 oktober 2015

Martin Hedberg

Uncategorized

4 Comments

Idag fredag lunch så blev den tropiska cyklonen/orkanen Patricia historisk genom att bli den kraftigaste orkanen som någonsin uppmätts i nordöstra Stilla Havet. Patricia har dessutom utvecklats mycket snabbt. Inom loppet av 36 timmar gick det från att vara ett litet tropiskt lågtryck till en kategori 5-orkan. I skrivande stund är de ihållande vindstyrkorna 90 m/s eller ca 325 km/h. I samband med vindbyar blåser det ännu mer.

Även lufttrycket är rekordlågt. Aldrig tidigare har ett så lågt tryck som 880 hPa uppmätts i östra delen av Stilla Havet. Tidigare rekorden var Wilma 2005 med 882 hPa och Gilbert 1988 med 888 hPa. Lägst någonsin var Tyfonen Tip 1979 med 870 hPa i västra Stilla Havet.

Tropiska cyklonen Patricia. Credit: WeatherUnderground.

Amerikanska National Hurricane Center, NHC, gör prognosen att vindstyrkorna kommer att öka något till 92 m/s precis när Patricia kommer in över land över Mexikanska västkusten. Det gör den även till den kraftigaste orkanen som gjort ”landfall”. Detta inklusive Supertyfonen Haiyan som drog in över Filippinerna med vindar på 87 m/s den 2 november 2013. Fram till idag var Haiyan den kraftigaste tropiska cyklonen som någonsin observerats.

NOAA:s prognos på Patricias rörelse överlagrad på Google Earth. Svensk sommartid är 7 timmar före CDT som anges som tidsreferens. 1 PM Fri motsvarar således fredag kl 19, 7AM Sat är Lördag kl 14 svensk tid. (Konvertera tid via tex World Time Buddy.)

Vad innebär en tropisk cyklon (orkan) kategori 5. Kategorierna hänför sig till den så kallade ”Saffir-Simpson skalan” som går från 1 (svagast) till 5 (kraftigast). Kategori 5 innebär ihållande vindar, medelvindar, som överstiger 71 m/s, dvs mer än 250 km/h.

Det är hastigheter som få av oss har upplevt annat än då man sitter i flygplan. Några jämförelser: Tänk dig dubbla motorvägsfarten. Eller en fallskärmshoppare som faller fritt ”på mage” når ca 200 km/h. ”Dykstil” så blir det 250-300 km/h.

NOAA beskriver konsekvenserna av en kategori 5 orkan som:

”Catastrophic damage will occur: A high percentage of framed homes will be destroyed, with total roof failure and wall collapse. Fallen trees and power poles will isolate residential areas. Power outages will last for weeks to possibly months. Most of the area will be uninhabitable for weeks or months.”

Det var vid 71 m/s. Nu har vi alltså 90 m/s.

En sista jämförelse för att relatera det till våra svenska extremer: Gudrun (8-9 januari 2005) var nätt och jämt en kategori 1 orkan. Lägsta lufttryck var 960 hPa. Mätstationen på Hanö registrerade 33 m/s i medelvind. I övrigt nådde de kraftigaste medelvindarna 25-30 m/s. (425.000 hushåll blev utan ström och 75 miljoner kubikmeter skog fälldes, mer än någon annan storm i Sverige medfört.)

Orkaner bildas till havs och får sin energi från vattenånga som avdunstar från den varma havsytan. När vattenångan kondenserar inne i molnet frigörs energi och rotationen, vindarna, ökar, Om orkanen rör sig långsamt så kommer till slut havsytan att kylas av, bland annat till följd av att kallare djuphavsvatten kommer upp till ytan.

Avvikelser från normala temperaturer 22 oktober 2015. Credit http://www.elnino.noaa.gov

Avvikelser från normala temperaturer 22 oktober 2015. Credit: NOAA.

Patricia har bildats och utvecklats över rekordvarma vatten i Stilla havet. Detta är till stor del en följd av den mycket kraftiga El Niño som råder just nu. Det medför att varmt vatten ansamlas i de östra delarna av Stilla Havet. Patricia är den 9:e tropiska cyklonen som når minst nivå 4 under innevarande säsong.

Men temperaturen är hög inte bara på ytvattnet där Patricia rör sig utan även på större djup. Det har gjort att Patricia fortsätter att förstärkas. Det som till slut gör att vindarna avtar är när orkanen kommer in över kallare vatten eller drar in över land där tillförseln av energi upphör.

Tropiska cyklonen Patricias beräknade trajektorie (rörelse). Credit: WeatherUnderground.

Innan detta sker så kommer dock orkanen att hinna orsaka skador med stor förödelse. Patricia kommer troligen att dra in över det mexikanska fastlandet med full styrka, som en kategori 5-orkan. Det som kommer att drabba Mexiko är inte bara höga vindhastigheter utan även flodvågor i samband med att de kraftiga vindarna pressar upp havsvatten mot kusten samt intensivt regn. Stora områden kommer att få 200-400 mm regn och vissa platser så mycket som 600 mm. Detta kommer att skapa översvämningar och jordskred.

Varje år förekommer ett relativt stort antal tropiska orkaner. Men bara ett fåtal av dem drar in över land. Patricia tillhör en exklusiv liten skara om endast femton orkaner som som nått den kraftigaste nivån, kategori 5, på nordöstra Stilla Havet sedan 1959. Endast två av dessa kategori-5 orkaner har dragit in över Mexiko, då dessutom i försvagad form (Rick 2009 försvagades till en tropisk storm vid landfall, samt Kenna 2002 som en kategori 4 orkan)

Lågtryck som fördjupas mycket snabbt är extremt svåra att beräkna utveckligen av. Trots detta så har modellerna som beräknat Patricias intensifiering och bana de senaste dagarna varit mycket korrekta. I dagsläget ser det ut som om Patricia kommer att göra landfall mellan städerna Puerto Vallarta och Manzanillo i Mexiko under sent på fredag lokal tid.

När tropiska cykloner kommer in över land så försvagas de i samband med att flödet av energi och fukt från det varma havet upphör. Men Patricia kommer att fortsätta skapa problem såväl med kraftiga vindar som intensivt regn över den Amerikanska kontinenten. Tex beräknas östra Texas få 2-300 mm regn under helgen.

Vi följer utvecklingen.

/Martin