Meteorologi

Meteorologi er læren om det som foregår i Jordas atmosfære. Prosessene utgjør tilsammen det vi oppfatter som "vær". Meteorologi er dermed læren om været.

Fagområdet meteorologi omfatter alle de fysiske prosessene som skjer i jordas atmosfære. Det vi til vanlig oppfatter som "vær": skyer, nedbør og vind, skjer i luftlaget nærmest jordoverflaten, i troposfæren. Den delen av meteorologien som dreier seg om "værvarsling" studerer forholdene i troposfæren og lager prognoser for troposfærens framtidige tilstand = værvarsler. 

Forholdene i den øvre atmosfære er også en del av fagområdet, likeså den kjemiske sammensetningen av atmosfæren (gasser, partikler), og fordeling og transport av forurensning i atmosfæren.

I dagligtalen kan man si at meteorologi er "å si noe om været de neste dagene".

Både kortsiktig og langsiktig

Den operative delen av meteorologifaget dreier seg om værvarsling. Ved å ta i bruk tilgjengelig kunnskap og hjelpemidler sørger meteorologene for at det utstedes værvarsler på forskjellig tidsskala: for de neste timene/dagene og hele 3 måneder fram.

I et mer langsiktig perspektiv arbeider de meteorologiske instituttene med forskning og utvikling. Hvordan kan varslene bli mer treffsikre? Hvordan kan vi forbedre nedbørprognosene? Hvor finmasket kan vi få modellene til å regne? Hvordan kan vi få regnemaskinene til å spille sammen med meteorologenes kompetanse og erfaring på en optimal måte?

kilde: Met.no.

Vær (meteorologi)

Vær omfatter alle de forskjellige fenomenene som opptrer i atmosfæren til et himmellegeme. De mest vanlige fenomenene på jorden inkluderer vind, tordenvær, regn, sludd, hagl og snø, som opptrer i troposfæren eller de lavere delene av atmosfæren.

Været drives av forskjeller i energien fra solen. Fordi sollys treffer jorden med varierende vinkel blir forskjellige steder oppvarmet i varierende grad. Dette forårsaker temperaturforskjeller som fører til global vind og indirekte også alle andre værfenomen.

Direkte årsaker til vær er temperatur, fuktighet, atmosfærisk trykk, skydekke, vindhastighet og høyde. Alle bortsett fra høyde er påvirket, i varierende grad, av forskjeller i oppvarming.

Værvarsling

Værstasjoner rundt om på jorden måler de nevnte forholdene kontinuerlig. Værsystemer er av natur kaotiske systemer. I praksis betyr dette at meteorologi bare kan forutsi været noen få dager inn i fremtiden.

Det var i forbindelse med studier av værsystemer at kaosteori først oppsto. Ved hjelp av datamaskiner ble Edward Lorenz pioneren innen kaosteori. Nylig har det vist seg at den teoretiske avstanden frem i tid som det er mulig å forutsi været ikke er så liten som man tidligere antok.

Forskning indikerer at problemer med formlene som brukes i dagens modeller er den begrensende faktoren for nøyaktigheten av værvarsligen, og ikke værets kaotiske natur. Men selv bedre modeller vil øke varslingstiden med i høyden en uke. Imidlertid jobber forskere kontinuerlig med å øke perioden på værvarslene.

I de siste ti årene har fremskritt innenfor vitenskapen gjort det mulig for meteorologene å gi et generelt bilde av værforholdene fremover, som for eksempel hvorvidt temperatur og nedbør vil bli over eller under normalen et godt stykke frem i tid. Disse værvarslene har blitt stadig mer nøyaktige.

Værvarsling er et område som er gjenstand for aktiv forskning, drevet fremover av fordelene en oppnår med nøyaktige værvarsler.

Kaosteori sier at små forskjeller i de initielle forholdene vokser eksponentielt over tid, inntil været er veldig forskjellig fra hva det ville ha vært dersom de initielle forholdene var ørlite annerledes.

Meteorologene har tatt konsekvensen av den atmosfærens fundamentalt kaotiske natur og bruker en teknikk som kalles ensemblevarsling. Dette går ut på at en beregner været fremover for en rekke utgangsscenarier som er noe forskjellige, men alle sannsynlige ut fra gjeldende observasjoner.

Denne samlingen med forskjellige fremskrevne scenarier, ensemblet, kan brukes til å si noe om usikkerheten i værvarslet. Hvis alle de fremskrevne scenariene er nokså like, indikerer det at værvarslingen er nøyaktig.

Kilde: wikipedia

VIND

Forfatter: Petter Dannevig / Knut Erik Harstveit

vind, luft i bevegelse, særlig i forhold til jordoverflaten (horisontalt), men også vertikalt, jfr. betegnelser som fallvind og oppvind.

Retning, årsak

Med vindretningen mener vi den retning det blåser fra. I meteorologisk tjeneste gis vindretningen i grader (rettvisende), i værvarsler oftest i kompassretninger – nord, nordøst osv.

All vind skyldes egentlig horisontale temperaturforskjeller. Det blåser gjennomgående mest om vinteren når temperaturforskjellen er størst mellom ekvatorstrøkene og polaregnene og mellom de kalde kontinentene og det tempererte havet. Den mer direkte årsak til vind er forskjeller i lufttrykket (trykkgradient). Vinden blåser fra høytrykk mot lavtrykk. Jo sterkere trykkgradienten er, desto sterkere blir vinden. Vinden forsøker å jevne ut trykkforskjellene ved å blåse rett fra høyt til lavt trykk, men på grunn av jordrotasjonens avbøyende kraft (corioliskraften), vil luften avbøyes mot høyre på den nordlige halvkule og venstre på den sørlige. Vinden danner en vinkel med isobarene på 0–20° over havet, og 20–40° over land, pga. økt friksjon.

Forskjellige steder på jorden er det mer eller mindre faste vindretninger, se klima, vestavindbelter, monsun og passat.

Vindretningen ved bakken skyldes et komplisert samspill mellom faktorer. Det vil særlig ved svake vinder være en tendens til at vinden blåser parallelt med kyst-, fjord-, dal- og fjellkjederetningen. Ved sterkere vinder kan luften presses over fjellkjederygger og ned i lavlandet, og det kan bli føn og bora (se disse). Vindretningen kan også skifte med klokken, se solgangsvind og berg- og dalvind.

Vindfarten

Vindfarten oppgis i m/s, knop eller km/h. Begrepet vindhastighet omfatter i streng forstand både fart og retning, men brukes ofte bare om fart. Både i forbindelse med observasjoner og varsler har en internasjonal vindskala stor utbredelse. Den bygger på Beauforts vindskala, som opprinnelig ble tatt i bruk først på 1800-tallet av den britiske admiral Francis Beaufort (1774–1857). Skalaen bygde opprinnelig på vindens virkning på seilfartøyer og er senere tilpasset instrumentmålinger av vindhastigheten. Vind angitt i skalaintervaller benevnes gjerne vindstyrke.

Måling, variasjon

Den øyeblikkelige vind vil alltid variere. I forbindelse med meteorologiske observasjoner og varsler gis, etter internasjonal overenskomst, vindens middelverdi for 10 minutter, som også ligger til grunn ved bruk av Beaufortskalaen. Tilhørende maksimale vindkast (engelsk gust) er tilsvarende definert som høyeste glidende middel over 3 sekunder. Over havet er det ved storm ca. 30 % høyere vindkast enn middelvind, over skog og byer ca. 100 %, men da er også middelvinden kraftig redusert. Når luften er ustabil, slik som ved byger, er vinden ekstra ujevn og farten varierer med bygeskyene.

Vindens fart øker med høyden. Nede på selve bakken er farten null, mens økningen skjer raskt de første metrene. Videre oppover øker farten, men ikke like raskt. Det er internasjonalt bestemt at vindmålinger for værvarslings- og klimaformål skal gjøres 10 m over bakken. I noen hundre meters høyde dreier vindretningen etter hvert til høyre (på den nordlige halvkule), men i nærheten av åser, fjell og fjellkjeder er vinden i stor grad styrt av terrenget og høyde-endringen kan arte seg annerledes. Oftest svekkes vinden i komplisert terreng, men forsterkning finnes over pass, nes og topper og kan også forekomme på le-siden av fjell, se fallvind.

I høyere luftlag er vindvariasjonen bestemt av de storstilte temperaturforholdene, slik at vinden i stor høyde blåser med kald luft til venstre (nordhalvkulen) og med større styrke jo større de horisontale temperaturforskjellene er.

Sterk vind

Den gjennomsnittlige vindhastigheten over kontinentene er bare noen få meter i sekundet; selv over havet og ved kysten er så høy vindhastighet som 10 m/s (36 km/h) en sjeldenhet. Et årsgjennomsnitt på hele 19,4 m/s (sterk kuling) er målt i Cape Denison, en av utfallsportene for den kalde luften fra indre Antarktis. I de høyere nivåer av troposfæren på våre breddegrader er det vanlig med hastigheter på 25–50 m/s, mens ytterligheter som ca. 150 m/s har vært målt. Store vindstyrker av kortere varighet opptrer gjerne i forbindelse med lavtrykk. I tropiske stormer og orkaner går hastigheten ofte opp i 25–50 m/s, i den tempererte sones lavtrykk 15–30 m/s. Høyere ekstremverdier forekommer, men uhyre sjelden; i et tropisk lavtrykk ved Guam i 1997 skal det være målt vindkast på 105 m/s. De (lokalt) største vindstyrkene i verden forekommer i tornadoer; de antas å kunne nå opp i 160 m/s.

De sterkeste middelvindene i Norge er i regelen ikke målt fordi de tradisjonelle vindmålernes måleområde har vært overskredet. Den sterkeste vind man kjenner til i nyere tid inntraff under Nyttårsorkanen i 1992; ved interpolasjoner er man kommet frem til at det da var ca. 45 m/s i middelvind og ca. 60 m/s i vindkastene på utsatte fyr. Se også Norge (klima).

Vindskader

Mindre vindskader opptrer når farten i vindkastene overskrider 20 m/s, mens skader på tak, betydelig vindfall o.l. kommer når den øker til 30 m/s. Over 40 m/s kan skadene bli store. Skadene avhenger selvsagt av bygningenes geometri og styrke, og en storm gjør vanligvis mer skade hvis den forekommer i regioner der det vanligvis blåser lite. De siste 10 år har det i Norge vært ca. 10 stormer som har gjort betydelig skade over større områder, f.eks. i Lofoten og deler av Finnmark, men ingen av disse har hatt et slikt omfang som Nyttårsorkanen. Lokalt kan det i Norge også være vindskader i forbindelse med le-virvler og fjellbølger i ellers moderate stormer, samt lokale tromber i sommerhalvåret.

Styrkebetegnelsene og hastighetsintervallene refererer seg til vindens middelverdi. Ved instrumentmålinger nyttes gjennomsnittet for 10 minutter. Sjøens tilstand ved de forskjellige vindstyrker gjelder åpent hav, og når vinden har blåst tilstrekkelig lenge til at det karakteristiske bølgemønster er opparbeidet.

Kilde:snl.no (Store Norske Leksikon)

Havets betydning for været

Atmosfærens kontakt med jordoverflaten har stor betydning for atmosfærens tilstand fra dag til dag("været"), og gjennomsnittsværet ("klimaet").

Sola er den primære energikilden til alt som skjer i atmosfæren. Det meste av den kortbølgete strålingen fra sola passerer gjennom jordatmosfæren uten å varme den opp. Mye av den langbølgete strålingen fra jordoverflaten forsvinner også ut i verdensrommet uten å påvirke temperaturforholdene i jordatmosfæren. Men drivhuseffekten som enkelte gasser i atmosfæren har, gjør at tilstrekkelig varme beholdes slik at temperaturen i atmosfæren blir så høy at jordkloden har levelige forhold.

Temperaturen i atmosfærens nederste luftlag, troposfæren, bestemmes av underlagets temperatur. Når Jordas overflate oppvarmes eller avkjøles (strålingsbalansen avgjør!), vil luftmolekylene som kommer i kontakt med overflata få tilnærmet samme temperatur. Bevegelse i luft på forskjellig skala, vind, turbulens, vil blande lufta og fordele temperaturpåvirkningen fra underlaget til et tykkere sjikt, kanskje hele troposfæren, 10 - 20 km over havets nivå.

70 % av Jordas overflate er dekket av hav

Temperaturforholdene i havoverflaten har følgelig enorm betydning for lufttemperaturen i atmosfærens nederste lag. Det er særlig to forhold som spiller inn:

Havet har stor varmekapasitet. Det betyr at det tar lang tid å varme opp (eller avkjøle) havoverflaten, til forskjell fra atmosfæren. I løpet av et sommerdøgn kan lufttemperaturen variere 10 - 20 gr. C, mens (bade-)temperaturen i havet holder seg tilnærmet konstant. Denne forskjellen har stor betydning for den daglige værutviklingen og for lokalklimaet.

Havstrømmene. I tropiske havstrøk produseres varmt overflatevann og i polare områder dannes kaldt  overflatevann. De store permanente havstrømmene i verdenhavene transporterer dette overflatevannet vekk fra produksjonsområdene. Golfstrømmen transporterer varmt vann produsert i tropiske strøk nordover i det nordlige Atlanterhavet. En utløper av denne strømmen går inn i Norskehavet nordover langs Norskekysten og inn i Barentshavet. Det varme havvannet varmer opp atmosfæren slik at det blir et levelig klima i Norge, sammenlignet med andre landområder på samme breddegrader. Det varme havvannet har også stor innvirkning på værforholdene, slik de utvikler seg fra dag til dag.