Tag - kust

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

Martin Hedberg

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

Martin Hedberg

Väderskola

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

Martin Hedberg

Väderskola

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

Martin Hedberg

Väderskola

En frontzon skiljer luft med olika egenskaper. Kall luft, vanligtvis i norr, och varm luft i söder har olika densitet. Den kalla, med högre densitet, vill strömma in under den varma. Men jordens rotation gör att processen inte blir kort utan att det tar tid att jämna ut tryckskillnader.

I samband med detta så bildas lågtryck längs med fronten. Dessa driver processen med utvecklingen av fronten. Vindarna roterar moturs kring lågtrycket och de driver också med sig fronterna. Kallfronten, som hänger samman med kalluften som strömmar in under den varmare luften, rör sig snabbast och kommer slutligen att hinna ikapp varmfronten.

Den nya frontzon som därmed bildas kallas ocklusionsfront och har inte lika karaktäristiskt beteende som kall- och varmfronterna. Ocklusionsfronten kan komma med både duggregn och regnskurar. Vindskiften kan vara såväl markanta som obetydliga.

1. En front börjar som en gränslinje mellan kall och varm luft . Den kalla luften är tyngre än den varma och vill därför rinna in under den. Ett litet lågtryck bildas.
2.Lågtrycket fördjupas i takt med att kalluften strömmar söderut, under den varma luften. Varm luft strömmar norrut, över den kalla. Rörelseenergi frigörs och vindarna ökar.
3.Lågtrycket är som intensivast efter ett par dagar. Vindarna kan nå stormstyrka och är som kraftigast på den södra sidan om lågtrycket. I kalluften är det dessutom mycket byiga vindar. Det regnar och eller snöar vid fronterna.
4.Då kallfronten rör sig snabbare än varmfronten bildas till slut en sammanslagen front som kallas ”ocklusionsfront” (lila). Lågtrycket börjar fyllas ut och vindarna avtar. Men på kallfronten längre västerut börjar ett nytt lågtryck att fördjupas…

Men det är inte bara fronter som skapar sammanhängande nederbörd. Ytterligare en storskalig nederbördsbringande formation kallas för tråg eller tråglinje.

En tråglinje är ett långsträckt område med organiserade by- och åskmoln. Vädret påminner mycket om kallfrontens, men det sker inget egentligt luftmassebyte under passagen. Tråglinjen rör sig med hastigheter mellan 20 och 60 knop och har överraskat många med det plötsliga väderomslag det kan medföra – från solsken till regnskurar och kraftig, byig vind på mycket kort tid.

Barometern faller

13 juni 2016

Martin Hedberg

Väderskola

Det är inte bara temperaturen som förändras när fronter passerar. ”Barometern faller” är ett klassiskt uttryck för att oväder är på väg. Det är naturligtvis lufttrycket man avser. Lufttrycket mäts i hekto Pascal (hPa), millibar (mbar) eller millimeter kvicksilver (mmHg).

Normalt lufttryck = 1013 hPa = 1013 mbar = 760 mmHg

På väderkartor ritar man ut lufttrycket med hjälp av isobarer. Det är linjer som binder samman punkter med lika tryck, ungefär som höjdlinjer på en orienteringskarta. På väderkartorna kan man se att isobarerna gör ett knyck precis vid fronten. Om man står på en plats och läser av sin barometer då fronten passerar kommer lufttrycket att variera enligt bestämda mönster. Trycket sjunker när fronten närmar sig. Efter frontpassagen stiger trycket igen.

Det här gör också att vindarna kommer att förändras vid frontpassagen. Här på norra hemisfären vrider vinden upp på ett högre gradtal efter frontpassagen. Efter kallfronten brukar dessutom vindarna bli rätt byiga (kallmasseväder).

Du bör du inte bara segla i rådande väder utan även planera inför kommande väder. Här kan man hämta mycket genom att tänka igenom t.ex. hur vindarna kommer att vara efter en front som snart passerar.

Fronter

12 juni 2016

Martin Hedberg

Väderskola

Dagligen ser vi varm- och kallfronter presenteras på TV och webb. Nja, förr i världen var det vanligt, men numera har fronterna oftast ersatts av molntussar med olika färg i de appar som de flesta använder. Men någonstans bakom kulisserna så sitter en meteorolog och tänker i termer av varm- och kallfronter.

Men vem har sett en front ute i verkligheten? En front är en begränsningsyta mellan två luftmassor med olika egenskaper. Begreppet ”front” används för att det beskriver både luftens egenskaper och ett typväder som är kopplat till det. I frontzonen sker ett temperatursprång. Frontytan lutar så att den kalla luften kilar in sig under den varma och lättare luften.

Två lågtryck har börjat fördjupas längs med en frontzon. Svarta linjer är isobarer, dvs linjer som binder samma platser med samma lufftryck.

Ofta, men inte alltid, kan man finna två frontzoner som ringlar sig runt norra halvklotet. Arktikfronten är den nordligaste och den skiljer Arktikluften från Polarluften.

Längre söderut finner vi Polarfronten som skiljer Polarluften från Tropikluften. Frontzoner står sällan still. Beroende på om det är varm luft som vinner terräng över kall eller tvärt om så talar man om varmfront respektive kallfront.

Kallmassa och varmmassa

11 juni 2016

Martin Hedberg

Väderskola

En karaktäristisk egenskap hos en luftmassa är dess temperatur. Därför beskriver man ibland en luftmassa genom att jämföra dess temperatur med temperaturen på underlaget som de strömmar över.

Luft som är kallare än den underliggande marken kallas kallmassa. De lägre skikten värms då av den relativt sett varmare marken, blir lättare än luften ovanför och börjar stiga. Detta sker i form av stora ”bubblor” av luft (termik) som lämnar marken och ersätts av kallare luft ovanifrån. Denna typ av vertikala rörelser är typiska för kallmassor som därför sägs vara labilt skiktade.

I Skandinavien är det vanligt med kallmassor i samband med att nordvästliga vindar sveper ner maritim Polar- eller Arktikluft från Norska havet över skandinaviska fjällkedjan. På hösten och för-vintern bildas kraftiga snöbyar längs östersjökusten då kontinental Polarluft strömmar ut från Ryssland och Finland. Kallmassan hämtar då fukt och energi från den (relativt sett) varma Östersjön. Fukten och energin bildar efterhand kraftiga snöbyar vid svenska kusten, så kallade snökanoner. Det var en sån situation som skapade snökaoset i Gävle 4-7 december 1998.

Sikten är oftast god i kallmassor (frånsett i nederbörd). Den goda sikten hänger samman med att luften är torr och ofta innehåller väldigt få stoftpartiklar. I kallmassor är vinden ofta byig och det bildas gärna vågor på sjön.

På motsvarande sätt definierar man en varmmassa som luft som är varmare än sitt underlag. Tvärtemot kallmassan är varmmassan stabilt skiktad då marken kyler de lägre skikten av luften som därmed blir tyngre än den varmare luften ovan. Denna konfiguration motverkar vertikala rörelser.

Det är vanligt med hög luftfuktighet i varmmassor och de innehåller ofta en mängd partiklar (sot, damm och luftföroreningar) som gör att sikten försämras. Dis, dimma, låga moln och duggregn är vanligt i varmmassor.

I varmmassan är vinden ofta stadig utan kraftiga skiften. Men däremot kan den variera markant med höjden -det är inte ovanligt med lugnt vatten och svaga vindar närmast vattenytan samtidigt som det råder betydligt kraftigare vindar 5-15 meter upp i luften!

Observera att samma luftmassa kan uppträda antingen som varmmassa eller som kallmassa. Det beror helt och hållet på temperaturen på det underlag som den strömmar över!

Luftmassor

10 juni 2016

Martin Hedberg

Väderskola

Betraktar vi vädret på en stor skala, dvs hundratals kilometer, så finner vi ofta stora områden med likartade egenskaper. Det kan vara torr och kall luft över den ryska tundran eller fuktig och varm luft över Atlanten.

Luften över dessa områden erhåller då olika egenskaper då den stannat en längre tid över ett och samma område. Dessa så kallade luftmassor behåller sina egenskaper en längre eller kortare tid även då de transporteras till andra områden.

Skandinavien ligger i gränsområdet mellan flera ”födelseplatser” för luftmassor. Det är en av förklaringarna till det synnerligen omväxlande vädret i Sverige. Man namnger luftmassorna efter de områden där de bildats. Exempel på så kallade källområden med enhetligt underlag är öknar, havsområden med likartad temperatur eller stora snö- och istäckta ytor.

Kring våra breddgrader skiljer man mellan tre slags luftmassor: Arktikluft, Polarluft och Tropikluft. Namnen har hängt med sedan 20-talet och kanske lite ologiskt finner vi att Arktikluften bildas över nordpolen, medan Polarluften bildas längre söderut.

Luftmassor, Från Wikipedia

Egenskaperna hos luftmassor som bildats över landområden skiljer sig markant från de som bildats över hav. Därför har man även infört begreppen Kontinental respektive Maritim luft. Till exempel kallas Tropikluft som bildats över hav för maritim Tropikluft (mT) medan Polarluft som bildats över en kontinent kallas kontinental Polarluft (kP).

Vågor i luften

10 juni 2016

Martin Hedberg

Väderskola

Väderfenomenen i lufthavet sker på en mängd olika skalor. Många händelser kan liknas vid vågrörelser som sveper fram i höjd- och sidled. Vågor i form av allt från vindmönster till fronter och vandrande cykloner.

Vågmönstren spänner över ett stort register, från fronter på hundratals kilometer via sjöbrisen på kilometerskalan till turbulens på millimeterskalan. Alla dessa system påverkar varandra.

På så sätt är det t.ex. mycket småskaliga processer som överför fukt från haven till luften – vilken i sin tur kan bilda frontmoln. Frontmolnen roterar kring mäktiga lågtryck med kraftiga vindar – som genom friktion mot mark- och havsyta bryts ned till svagare vindar och turbulens. På en skala mellan dessa finner vi sjöbrisen som vi beskriver i ett senare avsnitt av Väderskolan.