Tag - Meteorologi

Läran om atmosfären

Nattlysande moln

I går kväll/natt (22 juli) så kunde man se nattlysande moln över Stockholm. De flesta reagerade säkert inte mer än att det var en vacker solnedgång och himmel, men de nattlysande molnen är ännu mer fascinerande än så.

När de finns så finns de under hela dygnet, men de syns bara i skymning och gryning. -På dagen är den blå himlen i sig så ljus att molnen inte framträder och på natten går till slut solen under horisonten även för de nattlysande molnen.

På fackspråk kallas de för ”noctilucent clouds” som direkt översätts till nattlysande moln. Det är givetvis inte så att molnen lyser av sig själv, men de lyser upp av solen när den står under horisonten.

Anledningen till detta är att de ligger så mycket högre, på 70-100 km höjd, än vanliga moln som vanligen håller till från marken upp till under 10-15 km. Solen kan därför lysa på dem efter att det blivit mörkt i övrigt. Vanligen syns de bäst när solen står mellan 5 och 15 grader under horisonten.

Nattlysande moln över Stockholm strax före midnatt den 22 juli, 2016.

Nattlysande moln över Stockholm strax före midnatt den 22 juli, 2016.

Man delar in luftlagret, från marken till rymden, i olika sfärer som beskriver deras olika egenskaper och förutsättningar. Vanliga moln, som utgör 99,99..% av alla moln, bildas i troposfären, luftlagret närmast marken. Det är här som allt väder händer. Men nattlysande moln bildas i ”mesopausen” nivån mellan mesosfären och termosfären.

Molnen bildas vanligen under sena våren och sommaren när luften närmast marken värms. Luftlagren högre upp kyls av och den ringa luftfuktighet som trots allt finns där kan kondensera till iskristaller. Det är inte helt självklart att beskriva temperaturen när lufttrycket är så lågt som där de nattlysande molnen finns, men det är kallt. Omkring -100°C.

De här luftlagren är i princip avskilt från väder, moln och alla annan cirkulation av vattenånga som till absolut övervägande del sker i troposfären. Nattlysande moln är de högsta molnslaget vi har.

De nattlysande molnen är mycket tunna, i princip genomskinliga och reflekterar bara en bråkdel av det infallande solljuset. Hur kraftigt de lyser/syns (brightness) definierar man på en 5-gradig skala där 1 är det svagaste och 5 det kraftigaste. 1:or är så svaga att man i princip måste veta att de finns där för att se dem. 5:or är så kraftiga att man lätt misstolkar dem för att vara vanliga moln. Molnen i går kväll/natt hade brightness 3.

De klassificeras även i olika typer beroende på form och struktur på molnen, men det blir lite för mycket att gå igenom i denna artikel. 🙂

Sannolikt har vi nattlysande moln i natt igen.

/Martin

PS. En annat bekant nivå är stratosfären där vi bland annat har ozonskiktet. Men ozonskiktet ligger på ca 35 km höjd, dvs bara halvvägs upp till de nattlysande molnen.

Ovanför de nattlysande molnen har vi i och för sig fenomenet norrsken (sydsken och eller sammanfattande namn polarsken) som inträffar på höjder mellan 90 och 200 km. Men det är inte moln utan elektriskt laddade partiklar från solen som fångas in av jordens magnetfält och kolliderar med tex syre och kväve varvid elektroner exciteras. När de faller tillbaka till sina normala energinivåer sänds ljus ut. Norrsken lyser med andra ord på riktigt eftersom det är ljus och inte moln som reflekterar ljus. DS.

2015 års väder från rymden

EUMETSAT har gjort en vacker animering av satellitbilder för hela jorden under hela 2015. Man kan tydligt se såväl fronter på våra mellanbreddgrader som tropiska cykloner på haven och hur kraftiga konvektiva celler växer upp och försvinner över regnskogarna.

Fronter och tropiska cykloner uppstår när luftmassor med olika egenskaper blandas till följd av kontrasterna mellan höga temperaturer och fukt nära ekvatorn och de låga temperaturerna vid polerna.

Hela videon är knappt nio minuter lång och så där lagom nördig att man vill se den flera gånger. Videon kommenteras av Mark Higgins from EUMETSAT.


/Martin

Varför knarrar snön?

Det knarrande ljudet av snö är väldigt karaktäristiskt. Det känns kallt. Det är också ett tecken på att det är lite kallare.

När temperaturen ligger är omkring -10 eller lägre så knarrar den. Men det är snöns temperatur som är avgörande.

Att kall snö knarrar när man pressar samman den har flera orsaker:

  • Iskristaller bryts sönder
  • Kristallerna gnids mot varandra
  • Luft pressas ut ur små håligheter som bildas.

Det finns mig veterligen ingen skarp gräns för när snön knarrar, men det behöver (nog) vara kallare än 7-8 minusgrader och det blir markant mer knarr när det sjunker ner mot -12°.

En nyckelfaktor här torde vara frånvaro av vatten i flytande form. Om det finns, eller skapas för att trycket ökar när man pressar samman snön, vatten i flytande form så fungerar det som smörjmedel och knarrandet uteblir. (ja det kan finnas vatten i flytande form, trots att det är minusgrader).

Snökristallerna torde även vara sprödare ju kallare det är. Det gör att ljudet när de bryts sönder blir mer markant när det är kallt. Det krävs större kraft för att bryta dem och kraften omvandlas till ljud.

Strukturen på snön bör också spela en stor roll. Nysnö med tydliga kristallstrukturer knarrar mer än gammal snö där snökristallerna har smält samman eller deformerats.

Personligen tror jag att merparten av ljudet skapas när strukturer i snön bryts sönder. Det hugger till och släpper. Samma ljud kan man skapa genom att pressa ihop tex potatismjöl.

Ljudet måste även transporteras. Det ut genom snön, dels i luften till våra öron. Även här gynnas transporten av ljudet av att det är kallt och snön hård. Mjuk snö (och flytande vatten i snön) absorberar ljudet, medan kall snö transporterar ljudet bättre. Man hör också mer av knarret om det inte är så djupt snölager (snön runt foten absorberar ljud) och man hör mer om man går på något som kan skapa resonans, tex en trätrappa jämfört med hård mark.

Ljudet av knarrande snö är för mig en tydlig signal om en någorlunda kall vinterdag, sol, svaga vindar och isnålar i luften.

[soundcloud url=”https://api.soundcloud.com/tracks/241902377″ params=”auto_play=false&hide_related=false&show_comments=true&show_user=true&show_reposts=false&visual=true” width=”100%” height=”450″ iframe=”true” /]

/Martin

 

Kan man göra en bra prognos?

Ensembler

”Det är svårt att göra prognoser, i synnerhet om framtiden.”

Jag talade med meteorologkollegan Anders Persson i förmiddags (i ett annat ärende) och fick en liten föraning om vad som var på väg. Nu publicerar han en bloggartikel på Lindelof.nu där han går hårt åt kollegorna. Många har mycket att lära, men frågan är hur många som kommer att lyssna.

För i sanningens namn skall man även säga att även de som tar emot prognoserna, användarna, just det DU, måste öva lite på att läsa av informationen. Man kan nämligen inte veta helst säkert hur framtiden skall utvecklas.

EnsemblerExempel på ensembler, många prognoser, för en väderparameter. Ju längre prognos, desto större osäkerhet. Var och en av medlemmarna är lika sannolik, tillsammans utgör de ett spektrum av möjliga utvecklingar.

Visst är det bekvämt att få fram EN prognos att luta sig mot. En prognos som man kan säga är ganska bra. Det är enklare (?) en ett helt knippe prognoser som alla visar olika svar. Men det är så naturen är, obestämbar och synnerligen diffus i framtiden.

Inte nog med att modeller inte förmår återskapa naturens hela komplexitet, naturen har inte heller ”bestämt sig” för hur den skall utvecklas i framtiden. Det finns genuina inbyggda osäkerheter i alla komplexa system, och det gör det bra naivt att förlita sig på en deterministisk modell för att beskriva framtida utvecklingar. En av metoderna för att lösa detta heter ensembler.

Det är med scenarier och sannolikheter som man kan ge framtiden en rättvis bild.

/Martin 

PS. Anders Persson har skrivit ett flertal intressanta artiklar här på bloggen. Sök på hans namn i sökfältet för att läsa dem. DS.

Vad är El Niño?

Vad är El Nino?

El Niño blir allt kraftigare och det påverkar vädret inte bara över länderna kring Stilla havet utan även atmosfärens cirkulation över hela jorden.

El Niño är motsatsen till La Niña och dessa två begrepp handlar om den storskaliga cirkulationen över Stilla havet samt hur värme och kyla fördelar sig i havet. Samlingsbegreppet för dessa två ytterligheter och när atmosfären är neutral kallas för ENSO, El Niño-Southern Oscillation.

Australiensiska nationella vädertjänsten, Bureau of Meteorology, har producerat en bra film som på drygt fyra minuter beskriver hur det hela fungerar.

/Martin

Vad är en värmebölja?

Högsommarvärme och värmebölja

När nu den hett (sic!) efterlängtade sommaren äntligen gjorde entré så gjorde den det med besked. ”Värmebölja råder”, men vad krävs för att det skall bli det? Och då menar jag inte hur låg- och högtryck skall röra sig utan rent krasst, vilken temperatur som definierar ”värmebölja”.

Det är klart att det måste vara varmt, men hur varmt? Och hur länge?

Låt oss börja med den beskedligaste formen av värmedefinition, ”Högsommar”. För att det skall vara högsommar så skall det vara varmare än 25° någon gång under ett dygn.

Högsommarvärme och värmeböljaFör att det skall vara en värmebölja så skall det vara varmare än 25°fem dygn i sträck.

Med det florerar flera definitioner av värmebölja, inte bara globalt eller ens i Sverige, utan även inom SMHI. För fjällen så räcker det tex med ”i närheten av 25°”.

Rätt intressant är att WMO (World Meteorological Organization) definierar värmebölja enligt att det skall vara fem dagar i sträck med högsta dagstemperatur mer än 5° över den för årstiden normala under perioden 1961–1990.

Enligt den definitionen så kan det förekomma en värmebölja när som helst på året, även mitt i vintern. Bara temperaturen överstiger genomsnittet med minst fem grader, fem dygn i sträck.

Sommarens högsta temperaturTill vänster: Medelvärde av årets högsta temperatur under perioden 1961-2012. Till höger: Skillnad mellan årets högsta temperatur 1961-1990 fram till 1991-2012. Från SMHI.

Eftersom det kan vara besvärligt med värme, och sannolikheten för detta har ökat i takt med klimatförändringarna, så har SMHI infört kriterier för när det utfärdas varningar relaterade till värme.

Specifikt meddelande, eller varning, om värme utfärdas enligt:

  • Man utfärdar meddelande om höga temperaturer om prognoserna visar på maxtemperaturer på minst 26° tre dagar i följd.
  • Man utfärdar en klass 1-varning (den lägsta på den tre gradiga skalan) för mycket höga temperaturer om prognoserna visar på maxtemperaturer på 30° tre dagar i följd.
  • Och man utfärdar en klass 2-varning för extremt höga temperaturer om prognoserna visar på maxtemperaturer på 30° fem dagar i följd. alternativt 33° tre dagar i följd.

Mer information om värmeböljor finns på SMHI:s faktablad nr 49, 2011.

/Martin

Tropisk natt

Tropisk natt

Så här i högsommarvärmen så använder vi speciella begrepp för att beskriva hur varmt det är. Ord på temat ”tropik” och ”värme” är ganska gångbara. Men vad krävs för att vi skall kunna kalla det för tex ”tropisk natt”?

Tropisk natt råder när temperaturen inte någon gång under natten understiger +20°.

Tropisk nattDetta är vanligare i slutet än i början av sommaren. Samt vanligare i städer och i närheten av stora vattendrag än i inlandet. Anledningen till detta är att både vatten och sten, asfalt samt byggnader är bra på att magasinerar värme som under natten kan avges till luften.

Tropiska nätterAntal tropiska nätter per år fram till 2014. Grafik från SMHI.

Hur vanligt är det med tropiska nätter? I genomsnitt förekommer det ca 5 nätter per år när en eller flera väderstationer noterar en tropisk natt. Men variationerna är stora, vissa år förekommer inga tropiska nätter och en del år är det över 20. Rekordåret 1997 var det 30 tropiska nätter. (Notera att det inte behöver betyda att det varit varmt i hela Sverige, det räcker att en väderstation noterat tropisk natt).

Tropiska nätter förekommer vanligen från mitten av juni till början av september. Sannolikheten att de skall inträffa är som störst i månadsskiftet  mellan juli och augusti.

Antalet tropiska nätter, antalet platser som berörs samt storleken av dem kommer att öka i takt med klimatet som förändras.

Tropiska nätter framtidGrafik från Klimat- och sårbarhetsutredningen (2007) och SMHI som visar det genomsnittliga antalet tropiska nätter per år för utsläppsscenario A2.

Kravet för att det skall vara en tropiska natt är alltså att nattens lägsta temperatur (i praktiken dygnets lägsta temperatur) inte understiger +20°C.

Den varmaste tropiska natten vi noterat i Sverige var 23,7° vilket Kullen hade den 10 augusti 1975. Den näst varmaste var inte långt efter, Gotska sandön hade 23,6° den 4 augusti 2014. (Källa SMHI)

/Martin

15 grader är för kallt. Tycker jag.

Låt mig först slå fast att 15 grader är för kallt. I alla fall på Midsommar.

Men det kan vara så att alla inte håller med mig. Det går nog att finna någon som tycker att det är lagom med 15 grader (av någon anledning) och då kan man väl inte trumpeta ut att ”15 grader är för kallt”, eller?

Vädret är ett ständigt samtalsämne och intresset för det blommar upp extra mycket i sommartider. ”Alla” bryr sig och har en åsikt. Så även jag.

Min åsikt, såväl privat som väderproffs, är att alla har rätt till sin åsikt.

Termometer 15 graderLåter det självklart? Visst, men det är inte det. Kruxet är att många presenterar sin privata åsikt som om den vore allmängiltigt. Ibland som vore den fakta, ibland som om man är avvikande om man inte håller med.

Lite som att diskutera vilken storlek på sandkornen på en strand. Det finns allt från finkornig sand till stenar eller klippblock. Hur stora de är kan man mäta. Vad man tycker om är däremot en helt annan sak. Men det blir fel om man säger att något som är 5 mm istället är 2 cm. Det låter absurt att göra såna misstag när man talar om stenar, men är förhållandevis vanligt när man talar om temperaturer.

SandStorleken på sandkornen, att jämföra med temperaturen, går att mäta med en gemensam referens. Vad man däremot tycker bäst om är en åsikt. Åsikten är personlig.

Det handlar givetvis om vad som är lagom, eller önskvärd, temperatur. Många, alltför många, resonerar som om ”ju varmare, desto bättre”. Och det retar mig. Det följer en trivial logik: ”Om det är sommar och 15 grader så fryser jag. Om det är 20 så är det bättre, men inte bra. Då måste 25, 30 eller kanske 35 grader vara ännu bättre… Hurra för 35-40 grader!”. Not.

Men det finns fler grunder för obra påståenden. En vanlig är att man inte riktigt vet vad temperatur är eller hur den mäts. Jo givetvis mäter man det med en termometer. Men om den placeras på fel plats så är den inte representativ för det man upplever. Och det slår vanligtvis åt det varma hållet, dvs termometern visar en högre temperatur än det i verkligheten är.

Luftens temperatur är något man skall mäta i skuggan. Men om man mäter  den i solen, eller i närheten av något som belyses av solen, så kan man få fram allt från luftens verkliga temperatur till omkring 6000 grader (temperaturen på solens yta).

Och här kommer missförståndet: Låt oss anta att det är 25 grader i luften. Någon vistas i solen och tycker att det känns behagligt. Med sig har personen en termometer. Den visar kanske 40 grader. Om den här personen tror att 40 grader är en behaglig temperatur så gör hen ett stort misstag. Vad termometern har registrerat är inte bara luftens temperatur utan även hur solens strålar har värmt plasten runt termometern, sanden och annat som kommer i kontakt med sensorn, antingen genom direkt kontakt eller genom att i sin tur stråla ut energi som registreras.

Spelar det här någon roll? Ja, för när vi meteorologer, meteorologisk väderstationer eller prognoser, talar om temperaturen så menar vi den i skuggan. Och problemet är inte att man tror att vi gjort en felprognos, problemet är att man har en felaktigt referens över vad temperaturen är. Prova tex att lägga tre olika termometrar i solen, eller likadana, men sätt på en bit svart eltejp på den ena sensorn och linda lite aluminiumfolie kring en annan: Du kommer att få tre helt olika temperaturer. Vilken är korrekt?

BadstrandHur varmt är det egentligen vid stranden?

En tredje källa till missförstånd är att man har gjort en korrekt mätning av temperaturen, men befinner sig å en annan plats. Tex om det är 35 grader i en stad eller på en parkeringsplats och man beger sig till stranden. Där är det i verkligheten 25 grader och man tycker det är skönt, men/och utbrister ”oh, vad härligt det är med 35 grader”.

Sedan handlar det givetvis inte bara om temperatur, utan upplevelsen är en kombination av temperatur, luftfuktighet, solstrålning och vind. Det gör det hela lite rörigt eftersom man sällan har koll på detaljerna av alla parametrarna. Men det är inte helt obegripligt. Alla dessa saker går att mäta med precision. Och gör man det så får alla som mäter på samma plats och tidpunkt samma svar. Men vilken kombination som just du gillar, det är upp till dig.

Vad temperaturen är handlar om fakta, om att mäta och mäta korrekt. Fakta är inte olika för olika personer. Men din uppfattning, åsikt, om vad som är en behaglig temperatur är kan mycket väl vara annorlunda än min.

Jag vill ha varmare än 15 grader på Midsommar.

/Martin

Varför ramlar inte molnen ner?

Alla har vi tittat på moln och fascinerats över dess former och utseenden. Men hur länge sedan var det som du ställde dig frågan ”Varför ramlar de inte ner?”?

Kanske du inte minns. Då har du nog varit vuxen för länge. Barn ställer bra frågor om hur världen fungerar, men vuxna tar många saker för givna, trots att de inte har några vettiga svar på de bra frågorna som barn ställer.

Så. Om molnen nu består av vatten (eller hur?), varför ramlar då inte molnen ner som vatten brukar göra?

Jovisst kan det regna eller snöa. Men alla moln blir ju inte regn. Och det är inte ens så att molnen alltid försvinner genom att de regnar eller snöar bort.

Så hur kan de stanna uppe i luften så länge utan att ramla ner? Här kommer en liten film som förklarar detta, och lite till.


Filmen kanske ger dig fler frågor du vill ha svar på? Förhoppningsvis hjälper den till att öppna sinnet lite, dels för att ställa frågor, dels för att söka svar.

Filmen är producerad av ”It’s Okay To Be Smart”. En fras vi kan skriva under på.

Men frågan är hur vi fortsätter vara smarta om vi inte ställer oss relevanta frågor. Tex ”Vad är en relevant fråga?”.

Ju mer teknologiskt avancerat samhället blir, desto mer fjärran kommer vi från de grundläggande frågorna, och svaren. Nä, det behöver inte vara en sanning och det gäller inte i alla lägen, men det ligger en del i påståendet.

Barn av idag vet hur man producerar film, men känner inte igen brännässlor. Än mindre de biokemiska reaktioner som gör en brännässla till en brännässla. Behöver man det? Det var ett exempel hämtat från verkligheten, det är inte allmängiltigt, men jag tror ni fattar galoppen. ”Det är roligare och mer givande att göra film än att veta hur en brännässla ser ut.”

Visst, men kidsen kan klicka på skärmar och använda avancerade mjukvara. Men få fattar varken tekniska bakgrunden till filmproduktion (slutare, bländare, brännvidd, brytningsindex…), historiken till foto och film (exponering av silverplåtar, framkallning, fixering…), eller programmering av de superavancerade telefoner, datorer och fildelningssystem som de använder för att göra filmen.

Måste man det?

Det kan nog vara såväl nyttigt för allmänhälsan som intellektuellt intressant att ha koll på såväl historia som fysiken runt omkring oss. Till exempel varför inte molnen ramlar ner.

Och nu kommer twisten: Det finurliga med dagens teknik är att kidsen kan lära sig fantastiskt mycket mer än vad vi föräldrar kunde när vi var små.

/Martin

Pedagogisk film om hur moln bildas

Clouds form

Här följer en film om varför molnens undersida är platt. Molnen i fråga är stackmoln, eller Cumulus som de också kallas. Man kan också säga blomkålsmoln.

Men filmen beskriver också hur konvektion fungerar, varför varm fuktig luft är lättare än varm torr luft och vilka ofantligt stora mängder energi som molnen utgör.

Filmen är producerad av MinuteEarth.

/Martin