Tag - skärgård

Det är inte bara pålands- och frånlandsvindar som påverkar sjöbrisen. Även vindar paralella med kusten påverkar sjöbrisens utveckling.

I ett tidigare avsnitt konstaterade vi att friktion mot underlaget har en förmåga att vrida vinden mot vänster, sett med vinden i ryggen. Över en landyta råder normalt större friktion än över en vattenyta. Det gör att vinden över land därför vanligen är något vänstervriden jämfört med vinden över vattnet.

Om den rådande gradientvinden är kustparallell med land till vänster om rörelseriktningen (sydvind vid ostkusten, nordvind vid västkusten) så uppstår vad man kallar kustdivergens. Denna gör att det måste fyllas på med luft ovanifrån eftersom det annars skulle ”försvinna” luft från kustzonen på grund av de olika vindriktningarna över land och hav. Därmed får den nedåtgående rörelsen i sjöbriscirkulationen vid kustlinjen lättare att etablera sig och resultatet är gynnsamt för bildandet av sjöbris.

Bidltext: Divergens och konvergens. De mindre pilarna visar vinden 10 meter över hav respektive över land. Den stora pilen visar den överlagrade vinden på omkring 1000 meters höjd. Över marken är friktionen större än över havsytan vilket gör att vinden bromsas och vrider mer över land. Divergens, när vindarna över land och hav delar på sig, är gynnsamt för bildandet av sjöbris. Konvergens, när luften pressas samman vid kusten, hämmar bildandet av sjöbris. Nordliga vindar ger kraftigare sjöbris på Västkusten, sydliga vindar ger bättre förutsättningar för sjöbris på ostkusten.

Om gradientvindriktningen är den motsatta (nordvind vid ostkusten, sydvind vid västkusten) kommer luft istället att ”tillföras” kustzonen. Denna ansamling kallas för konvergens. ”Överskottet” av luft i kustzonen resulterar i att sjöbrisen får svårt att strömma in över land och dessutom hindras sjöbriscirkulationens nedsjunkande rörelse över havet. Detta hämmar med andra ord sjöbrisen.

Hur påverkas sjöbrisen av gradientvinden?

21 juni 2016

Sjöbriscirkulationen kompliceras något när det finns en rådande överlagrad vind (gradientvind) med i bilden. Den påverkar sjöbriscirkulationen på sätt som kanske inte är helt uppenbara om man inte tar hänsyn till de bakomliggande mekanismerna. Vi skall först studera två principsätt på vilka den överlagrade vinden kan påverka sjöbrisen för att sedan betrakta fyra typiska situationer.

Frånlandsvind
En överlagrad frånlandsvind (västvind vid ostkusten, ostvind vid västkusten) gynnar sjöbrisen genom att ge dess viktiga återströmning i höjden, från land mot hav, lite extra skjuts.

Nere vid havsytan går det ändå ganska lätt för den kallare och tyngre havsluften att strömma in mot land, tvärs emot den varmare överlagrade vinden högre upp. Frånlandsvinden förstärker alltså sjöbrisen.

Men vid överlagrade vindar på upp emot 10 m/s får strömningen från havsytan in mot land svårt att tränga sig in under frånlandsvinden och sjöbrisen uteblir därför.

En överlagrad “gradientvind” från land hjälper returluften i sjöbrissytemet att strömma ut till havs igen. Det kommer att uppstå ett band med bleke någonstans ute till havs mellan sjöbrisens yttre delar och det område där den överlagrade vinden når vattenytan. Detta band med bleke vandrar allt längre ut till havs allteftersom sjöbrisen tilltar i styrka och mäktighet under dagen.

Pålandsvind
Pålandsvind (ostvind vid ostkusten, västvind vid västkusten) gör istället att sjöbrisen får svårt att etablera sig på grund av att den kritiska höjdströmningen motverkas. Ingen återtransport av luft på höjd ut över havet kommer att ske.

Vad är solgångsvind?

20 juni 2016

Sjöbrisen kallades förr solgångsvind eftersom den vred, ändrade riktning, under dagen. Sjöbrisen börjar vinkelrät mot strandlinjen, men vrider under dagens lopp till att framåt kvällen bli nästan parallell med strandlinjen. Vindvridningen följer någorlunda solens vandring på himlen.

Under dagen kommer vinden att vrida medurs. På ostkusten innebär detta att det börjar med en ostlig vind som till kvällen vridit på syd. På Västkusten vrider sjöbrisen upp på nordväst framåt kvällen. Denna vridning föranledde sjöfolk förr i tiden att kalla sjöbrisen för ”solgångsvind”.

Sjöbrisen utgör ett vindsystem där det blåser in mot land nära havsytan, stiger med termiken över land och därefter strömmar ut mot havet igen på högre höjd för att slutligen, på grund av avkylning, sjunka mot havsytan igen. Detta ”sjöbrishjul” uppträder som ett gyro, det vill behålla sin rotationsaxel i samma riktning i rymden.

Men moder jord roterar och denna rotation påverkar alla rörelser som följer med rotationen genom att, på norra halvklotet, vrida dem medurs. Det är denna rotation (via ”Coriolikraften”, se kapitel Corioli) som gör att vinden roterar moturs runt lågtryck och medurs runt högtryck med följden att lågtrycken inte omedelbart fylls ut av högtrycken. Sjöbrishjulet kommer att vridas medurs under dagen (moturs på södra halvklotet).

Sjöbrisens styrka

19 juni 2016

Ju större skillnader det är i temperatur mellan luften över land och luften över hav, desto kraftigare kommer sjöbrisen att bli.

Men kuststräckans utseende spelar också stor roll. En rak kustlinje skapar kraftigare sjöbris än sjöbrisen vid en komplex kust med skärgård. Dessutom uppträder sjöbrisen tidigare på förmiddagen längs en rak kust än i skärgårdsmiljö. Orsaken till detta är att det uppstår en mängd små lokala sjöbrissystem kring uddar, vika och öar i en komplex skärgårdsmiljö. Dessa kan i vissa fall samverka med den ”stora” sjöbrisen, men oftast stör de systemet och gör att sjöbrisen inte blir lika mäktig som vid en rak kust.

Sjöbrisen, liksom landbrisen, strömmar fram över i ett ganska grunt skikt. Luften kyls av det relativt sett kalla havet och blir därför stabilt skiktad (se tidigare avsnitt i Väderskolan om stabilt skiktad luft). En stabilt skiktad luftmassa kommer att vilja strömma runt öar och andra hinder snarare än över dem. Det här gör att en skärgård även påverkar sjöbrisens vindriktning. Då du seglar får du resonera dig fram till sjöbrisens huvudsakliga vindriktning, därefter får du lägga upp taktiken för hur du på bästa sätt tar dig runt öar med optimal vind i seglen.

Sammanfattning av sjöbrisen (en del av nedanstående förklaras i kommande artiklar):

Sjöbrisen är ett vindsystem där vinden strömmar in mot land nära mark/hav och åter ut mot havet högre upp i atmosfären.
Sjöbrisen gynnas av stora temperaturskillnader mellan luften över land och luften över hav.
Sjöbrisen ändrar riktning, styrka och omfattning under dagen.
Sjöbrisen vrider medurs under dagen.
En svag frånlandsvind tidigt på morgonen gynnar bildandet av sjöbris.
Sjöbrisen är som mest utvecklad under eftermiddagarna.
Sjöbrisen når vanligtvis 10-30 nautiska mil ut från kusten.
Landbrisen utvecklas om natten och är riktad från land ut mot havet. Landbrisen når sällan styrkor över 3 m/s.
Landbrisen är vanligast sensommar- och höstnätter när temperaturen i havet och luften över havet är högre än temperaturen i luften inne över land.
Kustdivergens (på Västkusten en överlagrad nordlig vind, på ostkusten en överlagrad sydlig vind, gynnar sjöbrisen) gynnar sjöbrisen.
Sjöbris och landbris är relativt grunda och påverkas markant av skärgårdens topografi.

Sjöbris och överlagrad vind

18 juni 2016

Vi skall studera ett par fall med olika förutsättningar för att sjöbris skall bildas. Vi börjar med ett neutralt fall där vi inte har någon överlagrad vind. Därefter (nästa artikel) skall vi se på hur den överlagrade vinden påverkar sjöbrisens karaktär.

Vi utgår alltså från en från början vindstilla situation. Solen värmer marken som i sin tur värmer luften närmast ovanför. Då luften värms expanderar den, blir lättare och börjar stiga. Detta kallas konvektion. Den stigande luften kyls av och moln bildas genom att vattenångan i luften kondenseras.

Sjöbrisen blåser från hav in mot land. Den skapas genom att solinstrålning värmer luften över land mer än den värmer luften över havet. De svarta linjerna utgör tryckytor. Den varmare luftpelaren över land förändrar lufttrycket i närheten av kusten. Skillnaderna i höjd mellan de gråmarkerade luftpelarna tvingar luften att strömma in mot land i låg nivå och ut mot havet högre upp i atmosfären. Man kan beskriva det som att luften ”rinner” längs med de sluttande tryckytorna.

I och med att luften över landytan nu är varmare än luften över vattnet uppstår en tryckskillnad i höjden, med högre tryck ovanför land än ovanför vattnet. Därför kommer luft på högre höjd att strömma ut och sjunka ner över havet. Denna rörelse kallas ibland ”antisjöbris”. Samtidigt strömmar luften närmast vattenytan in mot land för att ersätta den luft som stigit och blåst ut över havet. Sjöbriscirkulationen har nu börjat.

Krångligt? Man kan också förklara det med ett annat resonemang: Normalt lufttryck vid marken är 1013 hPa. Ju högre man är i atmosfären, desto lägre blir lufttrycket, luften blir tunn. Avtagandet är ungefär 8 hPa var 100:e meter man rör sig uppåt.

I bilden härovan har vi ritat ut linjer som beskriver tryckytor. Längs dessa linjer råder samma lufttryck. Varm luft har lägre densitet än kall luft vilket gör att det blir större avstånd mellan tryckytorna i luften inne över land än ute till sjöss. Den uppkomna trycksituationen gör att luft närmast havsytan strömmar in mot land. På högre höjd strömmar luften ut mot havet. Ute till havs sjunker luften ner mot havsytan.

Det vindmönster som vi kallar Sjöbris är alltså inte enbart beroende av hur temperatur och lufttryck fördelar sig nere vid land- och havsyta, fördelningen av lufttryck i höjdled spelar en väsentlig roll.

Vindskjuvning

17 juni 2016

3 Comments

Det blåser vanligen mer ju högre upp i luften man kommer. Det beror på att luften inte bromsas lika mycket där uppe i de högre luftlagren som den gör mot mark- och havsytan. Vinden drivs av tryckskillnader och bromsas framför allt av friktionen mot marken men även av friktionen i luften självt.

Ligger man på rygg i gräset en solig dag och studerar hur cumulusmolnen driver förbi ovanför, kan man se att det både blåser betydligt mer där uppe och att vinden har en annan riktning än vid marken. Ibland kan man även se hur molnen ännu högre upp har ytterligare en annan hastighet och riktning.

Här på norra halvklotet vrider vindriktningen medurs med ökad höjd över marken. Fenomenet kallas ”Ekmanspiral” efter den svenske forskare som förklarade fysiken bakom det. Ekmanspiralen är en form av vindskjuvning. Det finns en minnesregel som lyder: ”Vinden vrider höger på högre höjd”.

Vinden vrider Höger med Högre Höjd. Vindstyrkan ökar också med höjden. Med Högtrycket på Höger sida har du vinden i ryggen. Röd pil visar vinden på 10 meters höjd, blå på 100 meters höjd och ljusblå på 1000 meters höjd.

Vindar och vindskiften beter sig olika i kall- respektive varmmassa.

Vid segling i kallmassa: Vid kryss (eller då du vill gå så högt som möjligt) skall du agera olika inför en vindby beroende på om du seglar för babords eller styrbords hals. En vindby är en påhälsning av den lite kraftigare vinden högre upp i luften och med sig uppifrån har den också en annan riktning: Vinden inte bara ökar med 20-50 %, den vrider också ofta något tiotal grader medurs (mot högre gradtal).

Kryssar man för styrbords hals kan man utnyttja detta genom att lova något innan vindbyn kommer och på så sätt vinna höjd, alternativt slacka något i skoten för att vinna fart.

Kryssar du för babords hals kan det löna sig att snabbt slå över till styrbords hals precis innan vindbyn når dig.

Vid segling i varmmassa (vanligtvis på våren): Vindbyar är mer sällsynta under dessa förhållanden, men om de förekommer kan medursvridet vara desto större. Vill du finlira lite kan du twista seglen olika för babords och styrbords halsar. Lite mer twist för styrbords hals gör att du utnyttjar vindens högervridning med höjden på rätt sätt. Twista mindre då du seglar för babords hals.

Vad är det som driver sjöbrisen?

17 juni 2016

Sjöbrisen uppstår som en följd av att det är skillnader i temperatur mellan landytor och hav/sjö. Men värmer inte solen lika mycket över hav som över land? Jo, lika mycket värmeenergi når land- som havsytan. På land värms bara ytskiktet (den översta centimetern) upp medan havet fördelar solenergin över ett stort djup. Detta gör att marken värms upp kraftigt medan man knappt märker någon skillnad temperaturen i vattnet trots att solen skiner.

Då skillnaderna mellan temperaturen över land och över hav/sjö uppgår till omkring 5 grader finns förutsättningar för att sjöbrisen skall börja utvecklas.

Första gångerna på säsongen som man brukar kunna observera sjöbris är i april. Sjöbrisen blir som kraftigast i maj, juni och juli. Den uppstår även under sensommaren och hösten, men är då lite svagare. Varför är den kraftigast i början av sommaren? kanske man undrar. Jo, det hänger samman med att det är skillnaden i temperatur som driver cirkulationen/vindarna.

Sjöbrisens karaktär varierar mycket beroende på det rådande storskaliga väderläget där temperatur, luftfuktighet, molnighet och överlagrade vindar har stor inverkan. Ibland uteblir sjöbrisen trots att vädret är soligt. Detta visar hur viktiga andra faktorer, som t ex återströmningen av luft på höjd, är för bildandet av sjöbris.

Nattetid uppstår sig ibland landbris. Det är sjöbrisens lite mer skygge kusin (från landet) som blåser åt andra hållet, från land mot hav. Landbrisen ger betydligt svagare vindstyrkor, sällan mer än 3 m/s.

Landbrisen uppstår som en följd av att temperaturen över land sjunker relativt mycket om natten, medan havet håller i stort sett samma temperatur. Temperaturkontrasten mellan land och hav blir motsatt den under dagen och vinden drivs i motsatt riktning.

Landbrisen är mycket svår att prognostisera och det är sällan fruktsamt att göra några stora taktiska manövrar för att finna den. Landbrisen är lokal och mer grund än sjöbrisen och påverkas därför markant av öar, sund och andra hinder som den följer då den söker lättaste vägen ut mot havet.

Sjöbris

17 juni 2016

Sjöbrisen är ett vanligt förekommande fenomen under sommaren. Du har säkert upplevt sjöbrisens variationer i styrka och riktning under dagen. Seglare utnyttjar gärna sina taktiska kunskaper om hur den beter sig och förändras för att vinna kappseglingar.

Sjöbrisen uppstår soliga dagar när luften över land värms effektivare än luften över vattnet. Solen värmer marken som i sin tur värmer luften. Solen lyser givetvis även på vattnet, men ytvattnet som absorberar värmen blandas snabbt om vilket gör att vatten värms betydligt långsammare än land (gräsmattan blandas ju inte om bara för att det blir varmt på på gräset.)

Den uppvärmda luften över land stiger, vattenångan i luften kondenserar och det bildas stackmoln. När molnen väl börjat bildas så accelererar processen, samtidigt som den bromsas av att molnen skymmer marken för solinstrålningen. Totalt sett får vi i alla fall en cirkulation av luft där luft från havet eller sjön kommer att strömma in mot land.

Den här processen kan ge upphov till snabba förändringar i vindmönstret och påverkar därför de flesta seglare i kustbandet. Det är först på senare år man börjat förstå det komplexa system som sjöbrisen utgör.

Sjöbriscirkulation

Förr i tiden kallade man sjöbrisen för ”solgångsvind” eftersom den under dagen vrider och ser ut att följa solens gång på himlen. Det har inte med att den vill ”följa solen” att göra utan att vindcirkulationen i sig bildar ett system, lite som ett gyro, som strävar efter att behålla samma riktning relativt fixstjärnorna.

Det är vanligt att den soliga förmiddagens lugna vindar så småningom inte bara ökar i styrka markant utan även ändrar riktning. Det beror med säkerhet på att sjöbrisen gjort entré. Ofta blir sjöbrisen den förhärskande vinden fram till kvällen då den dör ut.

Sjöbrisen bidrar också till att det ofta är betydligt soligare till sjöss än inne över land där molnen tornar upp sig och det gärna bildas regnskurar under eftermiddagarna.
Stackmoln inne över land förkunnar att sjöbrisen har kommit igång eller har börjat bildas.

Ju mäktigare moln, desto kraftigare sjöbris är att vänta. Framåt kvällen när solen inte värmer lika mycket sjunker molnen samman och vinden avtar för att till slut upphöra.

Under natten uppstår ibland en så kallad landbris, vilket är sjöbrisens motsats. Den drivs på samma sätt, men mu är det havet/sjön som är varmare än marken och luften stiger över havet istället. Landbrisen är dock avsevärt svagare än sjöbrisen.

Vinden har olika hastighet och riktning på olika höjd i atmosfären. Ett par hundra meter upp i luften finner vi den överlagrade vinden som också kallas ”gradientvind”. Den påverkar sjöbrisen och har stor betydelse för hur (om) sjöbrisen utvecklar sig under dagen.

Sjöbrisen är som mäktigast under eftermiddagen och kan ibland ge vindstyrkor upp emot tio meter per sekund. Vanligtvis sträcker den sig tio till trettio nautiska mil ut från kusten.

Du har kanske förundrats över hur lugnt det blivit framåt kvällen, trots att det tidigare blåst en frisk sjöbris. Det beror på att drivningen av sjöbrisen avtar i och med att solen står allt lägre på himlen och att solinstrålningen därmed minskar.

Hörneffekt

16 juni 2016