Tag - sandy

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

Färre orkaner, men fortfarande risk

22 april 2015

Martin Hedberg

Uncategorized

1 Comment

Flera institut har nu släppt sina prognoser för hur orkansäsongen på Atlanten ser ut att bli i år. Och det ser ut att bli färre orkaner än genomsnittet. Anledningen är bland annat en kraftigare El Niño. Det är förvisso ett fenomen på Still havet, men det påverkar vädersystemen över hela jorden, så även frekvensen av orkaner på Atlanten.

Säsongen för orkaner på Atlanten sträcker sig från 1 juni till 30 november. Inför varje år frågar sig många givetvis om risken för att drabbas av tropiska orkaner. En del år är de många en del är det färre. Men det som verkligen spelar roll är huruvida de gör ”landfall”, dvs drar in över land.

Två kraftiga orkaner som satt sina spår på många sätt är Katrina och Sandy. Katrina ödelade i augusti 2005 bland annat New Orleans (2500 omkomna eller saknade samt skador för över 100 miljarder dollar). Sandy skapade stor förödelse under oktober-november 2012 i bland annat i New York (233 omkomna samt skador för över 68 miljarder dollar).

Dessa två orkaner var ”bara” 3:or på den 5-gradiga orkanskalan Saffir–Simpson hurricane wind scale. (Katrina var uppe i klass 5 till havs, men var en kategori 3 när den drog in över New Orleans).

2015 års orkansäsong ser ut att bli mindre intensiv än genomsnittet under tidigare år.

Genomsnittet under åren 1981-2010 är 12,1 namngivna stormar, 6,4 orkaner och 2,7 stora orkaner (kategori 3 eller kraftigare, dvs med över 50 m/s vindar).

– WSI har utfärdat en prognos om 9 namngivna stormar, 5 orkaner och 1 stor orkan.

– Colorado State University gör prognosen 7 namngivna stormar, 3 orkaner och 1 stor orkan.

– The Weather Channel gör prognosen 9 namngivna stormar, 5 orkaner och 1 stor orkan.

Nu räcker inte det för att man skall kunna pusta ut. Allt hänger på om någon av orkanerna drar in över land eller inte. Men sannolikheten är mindre om antalet till havs, där de bildas, är få.

Lite statistik som dock visar att man inte kan dra för stora växlar på korrelationen mellan antalet orkaner till havs och skador på land:

– År 1983 var det bara fyra namngivna stormar. Men en av dem, dvs 25%, drog in över Huston.

– 2010 var det 19 namngivna stormar varav 12 var orkaner. Men endast en storm, dvs 5%, gjorde landfall.

– 2014 var det återigen förhållandevis få namngivna stormar på Atlanten, åtta stycken. Men sex av dem var orkaner och tre av dessa, 37%, gjorde landfall.

Så även om man prognostiserar färre namngivna stormar och orkaner på Atlanten så betyder det inte att det inte kommer att bli några skador till följd av dessa stormar och orkaner.

Därtill finns det andra effekter av El Niño än påverkan på orkanfrekvensen på Atlanten. Detta återkommer jag till i kommande artiklar.

/Martin

Kuriosa: Det senaste decenniet har ett par av orkanerna varit så kraftfull att man diskuterar behovet av att införa ytterligare en kategori, nr 6, på Saffir-Simpson skalan. Behovet finns eftersom det uppstår orkaner som är så pass kraftiga att stegen mellan övriga kategorier motiverar en sjätte klass. Men det tillbakavisas också eftersom vindskalan är utformad för att beskriva ”förstörande kraft” på byggnader och kategori fem redan uppfyller alla kriterier för att totalförstöra i princip vilken byggnad som helst.

Superstorm Sandy, del 2 klimatförändringar

1 oktober 2014

Martin Hedberg

Uncategorized

119 Comments

Wkikpedia: After Hurricane Sandy New Jersey coast, Oct. 30, 2012

Finns det några kopplingar till klimatförändringar och global uppvärmning?

Ja allt väder är påverkat av den globala uppvärmningen och bidrar därmed till klimatförändringar, inte bara det extrema. Men för att vara lite mer specifik så var det bland annat extra varmt i havet utanför amerikanska ostkusten, ca 3 grader över normalt.

Därtill så låg ett högtryck och blockerade norra Atlanten, detta i samverkan med att jetvinden gjorde en lite annorlunda knix och därmed bidrog till att orkanen svängde åt nordväst, in över New York, istället för österut. Två forskare, Mark Fischetti och Kevin E. Trenberth menar att avsmältningen av isen i Arktis bidrog till den ovanliga situationen med högtryck och jetvind.

Vidare så var/är havsnivån förhöjd till följd av uppvärmningen av havet och avsmältning av glaciärer.

När väl Sandy hade dragit in över land smälte den samman med kalluft varvid det bildades ett ”vanligt” kraftigt lågtryck med fortsatt kraftiga vindar regn och snö.

Bara kostnaderna för översvämningen av delar av tunnelbanan uppgick till ca 5 miljarder dollar, ungefär lika mycket som hela Sveriges försvarsbudget.

Framtiden?

Blir det fler orkaner i stil med Sandy eller har sannolikheten minskat nu när den ovanliga händelsen väl har ägt rum?

Jo om inte annat så har såväl Sandy som Katrina visat att vi inte kan utesluta omfattande förödelse till följd av kraftfullt väder. Människans enorma resurser till trots så står vi oss rätt så maktlösa när naturen visar upp sin destruktiva sida.

Men förutom att vi människor är med och skapar dessa destruktiva krafter så kan vi genom förberedelser minska konsekvenserna av extremerna.

Global uppvärmning är som att dopa idrottsatleter. Vi skapar potential och förutsättningar för förändringar av såväl medelvärden som extrempunkter.

Förekomsten av orkaner i framtiden har diskuterats flitigt. De drivs av varmt havsvatten så det är ingen vild gissning att de skulle kunna bli såväl kraftigare som vanligare i framtiden. Men det krävs mer än så: De skall vara en bit ifrån ekvatorn, det får inte vara för stor vindskjuvning (blåsa i olika riktningar på olika höjd) och det som verkligen spelar roll är hur ofta de drar in över land. En resonabel gissning är att det i framtiden blir ungefär lika frekventa, men att de blir kraftigare.

Men med en stigande havsnivå och varmare hav så utsätter vi oss för allt större risker. Dels för att orkanerna överlever allt längre norr och söderut, dels för att själva översvämningarna blir fler och mer omfattande.

Vi behöver prata mer om andra saker än temperatur när det gäller klimatförändringar. Såväl när det gäller konsekvenser, hur vi skall minska påverkan som vad vi skall förbereda oss för.

/Martin Hedberg

(grafi: Wikipedia)

Superstorm Sandy. Del 1, snart två-årsdagen

29 september 2014

Martin Hedberg

Uncategorized

25 Comments

Det som kom att kallas Superstorm Sandy drabbade sju nationer, däribland USA, för snart två år sedan. Stormen bildades den 22 oktober, uppgraderades till en orkan den 24 oktober och upplöstes den 2 november 2012.

Som kraftigast var orkanen en kategori-3 orkan (på Saffirs femgradiga skala). Men Sandy var ”bara” en kategori-1 orkan då den drog in över New York vilket gjorde den ett namn i rekordböckerna.

Sandy är den till ytan största orkan som noterats på Atlanten och den mest dödliga under säsongen 2012 med 286 omkomna (källa Wikipedia).

Orkanen är den näst mest kostsamma orkanen i USA:s historia efter orkanen Katrina. Man beräknar kostnaderna för skador till 68 miljarder dollar, motsvarande närmare 500 miljarder svenska kronor. (Den mest kostsamma orkanen, Katrina som 2005 drog in över södra USA, orsakade skador för 108 miljarder dollar).

Det är relativt tydligt att orkaner och andra naturkatastrofer skördar fler människoliv i fattiga länder än i rika för motsvarande väder, medan kostnaderna på infrastruktur blir större i välbärgade nationer.

Det som gjorde Sandy speciell var mer än storleken och det faktum att den drog in över New York. Inte minst uppmärksammades betydelsen av hur orkanen påverkade havsvattnet och risken för översvämningar.

(grafik: Wikipedia)

Drabbade nationer:
– Jamaica: En omkommen. 0,1 miljarder dollar i skador.
– Haiti: Ca 50 omkomna, 0,75 miljarder.
– Cuba: 11 omkomna, 2 miljarder.
– Bahamas: 2 omkomna, 0,7 miljarder.
– Bermuda: 0, < 0,1 miljarder.
– USA: Ca 80 omkomna, 65 miljarder dollar.
– Kanada: 11 omkomna, mer än 0,1 miljarder dollar i skador

Det var utan tvekan USA som fick de mest omfattande konsekvenserna av Sandy. Totalt var 24 delstater berörda. Förutom dödsfall och stora materiella skador med ekonomiska konsekvenser så var miljontals människor utan el. Nästan 20.000 flygningar ställdes in mellan 27 oktober och 1 november. New York-börsen stängde i två dagar, skolorna höll stängt i fyra dagar.

Ungefär 100.000 hus förstördes eller skadades allvarligt bara på Long Island. Bränder härjade bland annat i Queens och vattnet steg så pass mycket att det forsade in i New Yorks omfattande tunnelbanesystem. Havsvattnet stod drygt fyra meter över det normala över Battery Park. Sju tunnelbanetunnlar var översvämmade under East River. Havsvatten strömmade in över Ground Zero. mm.

Vad visste man då i förväg? Jo, redan en vecka innan Sandy drog in över New York så hade ECMWF i England prognostiserat banan mer eller mindre korrekt. Denna bana var anmärkningsvärd eftersom de flesta orkaner som kommer upp till nordliga breddgrader följer med de förhärskande västliga vindarna och åker ut över öppet hav på norra Atlanten. Sandys bana verifierades ett par dagar senare av USA:s vädertjänst. Läser man mellan raderna så har det nog stört en och annan amerikan att amerikanska vädertjänsten inte var först med denna information.

/Martin Hedberg

Därför är orkanen Sandy så speciell

29 oktober 2012

Martin Hedberg

Uncategorized

27 Comments

Av Martin Hedberg

Orkanen Sandy kommer att orsaka skador för miljarder då den nu drar in över amerikanska östkusten. Stort fokus riktas mot de höga vindhastigheter som orkanen för med sig. Det är inte konstigt eftersom vindarna är själva definitionen på en orkan samt vilken klassning den har. Och nog blåser det alltid. Både kraftigt och över en mycket stor yta. Det gör den här orkanen lite speciell. Men det är inte bara det.

De största problemen torde komma från vatten. Orkaner är nämligen rätt så blöta historier. Dels regnar det kopiöst, dels för orkanen med sig en stormflod. På kuststräckan mellan Virginia och New York är havsnivån redan omkring en meter över det normala och vindstyrkorna 40-50 knop.

Satellitbild från NASA Earth Observatory. Bilden är tagen 06.42 UTC vilket motsvarar 02.42 Eastern Daylight Time, dvs mitt i natten lokal tid. Det som lyser som stjärnor i bilden är ljus från städer som i vissa fall tom strålar igenom molntäcket.

Men det kommer inte att stanna där. Havsnivån i The Battery i New York City väntas stiga till 11,7 fot (3,57 meter) över det normala när stormfloden kombineras med tidvattnet. Det kommer i så fall att slå det senaste rekordet på 10,5 fot (3,2 meter) från 15 september 1960 i samband med orkanen ”Donna”.

Till att råga på allt så drar orkanen in över väldigt tätbefolkade områden. Det medför inte bara att många människor drabbas av den. Till det kommer problem med sekundära effekter tex att många människor skall evakueras.

I ett känsloladdat officiellt meddelande från National Weather Service, den statliga amerikanska vädertjänsten, sade man att: ”If you are reluctant [to evacuate], think about your loved ones, think about the emergency responders who will be unable to reach you when you make the panicked phone call to be rescued, think about the rescue/recovery teams who will rescue you if you are injured or recover your remains if you do not survive.”

Förutom de personliga lidanden som kommer att uppstå så finns det många anledningar till att vara bekymrad över materiella skador. Man kommer att stänga kollektivtrafik, skolor osv. Människor skall inte behöva ha en anledning att vistas ute.

Minnet av förra stormen som hotade New York gör dock att vissa tar varningarna med ro. Det var orkanen ”Irene” som hotade New York i slutet av augusti 2011. Då visade det sig att varningarna inte besannandes av verkligheten.

Men Sandy är av en annan kaliber och hotet mot tex New Yorks tunnebanesystem är påtagligt. Om peaken i stormfloden kommer i samband med tidvattnet (som är extra högt just nu på grund av astronomiska orsaker) så kommer troligen en del av tunnelbanan att ta in havsvatten. Det blir i så fall både svårt, tidsödande och dyrt att åtgärda.

Sandy får sin energi från det varma havsvattnet och i takt med att Sandy rör sig norrut och framför allt in över land så borde intensiteten avta.

Men Sandy är inte den enda störningen på väderkartorna. Ungefär samtidigt som energiflödet från underlaget minskar så inträffar det som brukar skapa lågtryck över såväl New York som på våra breddgrader: En ”baroklin instabilitet”.

Baroklin instabilitet uppstår när varm och kall luft möts. Den kalla, med högre densitet, glider då in under den varma. Den varma luften glider i sin tur upp över de kalla luften. Detta gör att läges/potentiell energi frigörs och omvandlas till rörelseenergi. Eller uttryckt i andra termer: Det blåser, regnar och snöar.

Rent tekniskt kommer amerikanska nationella vädertjänsten att ”konvertera” Sandy från en tropisk orkan till ett lågtryck med beteckningen “Posttropical cyclone Sandy”. Detta kommer att ske när det inte längre är det varma havsvattnet som är den primära källan som matar Sandy med energi. Utvecklingen kommer då istället att likna vanliga lågtryck vilka är mer osymetriska med fronter som ringlar sig runt dem.

Man väntar sig alltså att det skall fortsätta blåsa kraftigt även efter det att Sandy dragit in över kallare vatten och land. Det blir lite som ett mycket omfattande lågtryck med flygande start. Det är möjligt att Sandy i samband med detta slår ett rekord i form av att prestera det lägsta lågtrycket i Nordamerika. Tidigare rekord är från 1938 och lyder på 946 hPa.

Men som jag sade inledningsvis: De största hoten relaterade till Sandy kommer från stormfloden. Den har högre destruktiv potential än tex orkanerna Katrina, Rita Wilma och Andrew. Alla dessa var kategori-5 orkaner relaterade till vindstyrkorna. Sandy är ”bara” en kategori-1 orkan. Men har trots detta en mycket större destruktiv kraft i sin stormflod. Det är den enorma yta som omfattas i kombination med lågt lufttryck och extra kraftigt tidvatten gör att Sandy extra destruktiv. Samt att baroklin instabilitet tar över när det varma havsvattnet inte längre matar på med energi.

/Martin