Av Martin Hedberg
Inom Försvarsmakten så mätte man tidigare regelbundet tjäldjupet på ett flertal platser. Tjäldjupsmätningar samt mätning av isars tjocklek sammanställdes och betraktades som strategisk information. Den var viktig för att beräkna markens bärighet i händelse av invasion av främmande makt. Dels för att göra bedömningar över vilka områden som fienden kunde genomföra tunga transporter på, dels för att veta var vi själva genomföra transporter utan att fastna. Helt nya landskap för markbunden transport öppnar sig om man vet att man även kan köra tunga fordon på frusen mark. Det gäller inte bara stridsvagnar utan även tex transport till fots, med bandvagn eller start och landning av flygplan på sjöar och myrar.
Tjäldjupsmätnignarna skedde tidigare genom att man hade ett rör med färgat vatten som var nedsänkt i ett annat rör i marken. Detta för att man skulle kunna lyfta upp röret och studera vilka lager som frusit. Vattnet var färgat med metylenblått. När vattnet frös till is så ändrade vätskan färg, från blått till vitt. Detta genom att iskristallerna separerade ut det metylenblåa när vattnet frös.
Man kunde då tydligt se vilka skikt som frusit, det var de som var vita. Man mätte då avståndet från marken och ner till respektive skikt. Det fanns givetvis en del problem, tex så är det ju vanligast att marken både fryser och töar uppifrån. Men vid frysning så har ju det metylenblåa pressats nedåt i röret. När det då töar uppifrån så finns det inget metylenblått som kan indikera det. Man fick då försöka hitta gränsytan i alla fall, tex genom att rotera röret och se om man kunde finna några luftbubblor som rörde sig. Man kunde även vända röret och stoppa tillbaka det i marken (då kom ju det metylenblå överst) för att läsa av det ett par timmar senare när omgivande mark hade påverkat frysningen i mätröret. Det är inte heller ovanligt att marken fryser och töar i omgångar så att det blir olika skikt som vandrar. Med det finns fler felkällor, tex hur mycket värme som transporterades av själva mätröret eller om vattnets vattnets frysning verkligen var representativ för frysningen av marken.
På varje mätstation fanns det två mätplatser, en skottad (barmark) och en med det naturliga snötäcket. Det var uppenbart att snö isolerar värmetransporter: Frysningen (tjälen) skedde långsammare när det fanns snö på marken och detsamma gällde för töandet.
Tjäle är en intressant och ofta förbisedd aspekt av vintern. Det är/var dock alldeles uppenbart mängder av felkällor som påverkade det sättet som tjäldjup mättes på tidigare. Förutom de som nämnts ovan kan man fråga sig hur representativ markförhållandena vid den aktuella mätplatsen var för omgivningen. Man slog ner det yttre mätröret (omkring 1,5 meter ner i marken). Men det var svårt att veta markens beskaffenhet under ytan utan att gräva upp marken! Temperaturen fortplantas olika fort beroende på vad marken består av (jord, lera, stenar, sand…), hur fuktig och hur porös den är. När man monterade röret (som slogs ner med stödpistong och slägga) så tog det ibland stop för att man slog i en stor sten. Då fick man måtta en ny plats vid sidan om och göra ett nytt försök.
Vill man mäta tjäle så behöver man många mätplatser och man skall givetvis mäta temperatur, inte bara om det är kallare eller varmare än noll grader. Om man vet hur kallt det är på olika nivåer samt vad marken består av på olika nivåer så kan man beräkna såväl flöden av energi/värme som fysisk bärighet. Om man därtill har koll på snötäcke samt väder så kan man därtill uppskatta tjäldjup och bärighet på andra platser än där man har mätstationer.
Även idag är tjäldjupet viktigt, tex vid bygge av vägar samt för skogsindustrin för att ha koll på bärighet när man transporterar timmer. Alla som har byggt hus har funderat på hur djupt man måste gräva ner vattenledningar och avlopp för att slippa frysning av dessa. Markens temperatur är också mycket viktig för att beräkna behovet av halkbekämpning till följd av frysning av våta vägbanor. Fortfarande är informationen av strategisk betydelse i händelse av att lede Fi skulle anfalla. Det som ser ut som några oskyldiga cm-avläsningar i en tabell kan vara hemligstämplad strategisk information viktig för rikets säkerhet såväl som praktisk information för byggmästaren eller skogsägaren.
/Martin
Sverige må ha ett bistert klimat, men vi har i alla fall inte evig tjäle (permafrost), som i Ryssland. Läste att hela 60 % av landets areal har evig tjäle, men att klimatförändringarna gjort att ytan med permafrost minskar. Frigörs ju också metangas som spär på den globala uppvärmningen och husen står allt ostadigare när marken mjukas upp alltmer under sommaren.
P.S Kollade för säkerhets skull och fann att det faktiskt fanns permafrost i Sverige längst upp i norr i trakterna kring Abisko. Görs tydligen regelbundna observationer, där man mäter hur mycket det tinat under sommaren som ett led att studera klimatförändringarna D.S
Statens väg och transportforskninsinstitut har under 2000-talet levererat cirka 50 automatiska tjälmätningssystem åt dåvarande Vägverket.
Det är i princip en elektronisk pinne med många temperaturgivare som kopplas trådlöst till en webbserver.
Gå gärna in på hemsidan www3.vv.se/tjaldjup
Martin svarar: Jag känner igen systemet från Aerotech Telub Östersund. Klicka på respektive ortnamn (obs, alla stationer är inte aktiverade). Scrolla ner för att se utvecklingen över längre tidsperioder.
Ni beskriver Försvarsmaktens tjäldjupsmätningar i dåtid men faktum är att man mäter tjälen ett par gånger i veckan fortfarande med samma typ av plaströr och metylenblått som man alltid har gjort.
Mätdat samlas in via METOC som gör sammanställningar av tjäldjupen.
Mätplatserna är färre idag än de var för 10 – 15 år sen pga av att vi har haft en nedläggningsvåg av förbanden.
Jag gick in och tittade på vägverkets sida som Håkan tipsade om och blev lite förbryllad över värdena i Mälartrakten. T.ex. sägs Uppsala har 0 grader nere på 80 cm djup, vilket verkar väldigt djupt. Jag gick ut och provade med ett spett i trädgården här i Stockholmstrakten och under snön var det ingen tjäle alls. Där det var undanskottat var marken i och för sig hård, men jag har svårt att tänka mig att den är frusen mer än någon dm. Eller fryser jorden vid en mycket lägre temperatur än 0 grader, likt en saltblandning? Någon fryspunktssänkning bör det väl vara, men hur mycket?
När det töar och fryser om vart annat sägs kälen gå ner.
Vad beror det på?
Martin svarar: Jag kan tänka mig att det dels beror på att isolernade snö då försvinner, dels att vatten rinner ner i den annars kanske porösa marken varvid förmågan att leda värme/kyla förändras.
Hej Martin!
Kan du inte kommentera mina undringar kring tjäldjupet ovan? Nu är vi nere i 90 cm i Uppsala…
Martin svarar: Hmm, jag tycker också att det ser lite mycket ut. Har du någon uppfattning själv om hur djup tjälen är på flera platser? Det kan vi vara så att mästationen är på ett ställe där kylan kryper ner effektivt, eller att du testade där den inte kommit så långt.
Det kan ju också vara som du är inne på att det krävs flera minusgrader för att marken skall frysa (eftersom vattnet i marken är blandat med andra lösliga ämnen). Men å andra sidan så finns det en så tydlig koppling mellan tjäldjup och frysningsproblem i vattenledningar där ju vattnet är rent…
Man kanske tom skall släppa idén om att den antingen är frusen eller inte. Vattnet kanske fryser i formationer eller ”klumpar”, eller att det blir stelare sörja innan det blir hårt.
Är det någon av våra läsare som vet mer? När fryser marken och vad är det relaterat till?
Är det någon som har tips om var man hittar tabeller över relationen mellan tjäldjup, marktyp och bärighet? Vad krävs tex för att köra en gruslastad lastbil på en utdikad myr?