Atmosfär
De olika planeternas atmosfärer skiljer sig från varann. Jorden har en atmosfär som gynnar liv dels på grund av en tillräckligt hög syrehalt vid jordytan men också på grund av ett lager som skyddar mot strålning. I detta lager ingår bland annat ozon. Vissa gaser är som bekant tyngre än andra och de samlas då givetvis närmast jordytan på grund av gravitationen, men som tur är, är det ständig omrörning där nere (vädret) och det skapar en behaglig luft för både växter och djur. Man brukar dela in atmosfären i fyra olika skikt. Dessa är troposfären , stratosfären, jonosfären och exosfären.
Troposfären
Troposfären ligger närmast jordytan och sträcker sig ibland upp till 18 km ovanför jordytan. Det är beroende på vart man är på jorden. Vid polerna är avståndet exempelvis bara 8 km. I luftsammansättningen är det som tidigare nämnts 21 % syre. Den relativt tunga syrgasmolekylen avtar med höjden. När bergsbestigare försöker klättra upp på höga bergstoppar på ungefär 8000 meter är de flesta tvungna att andas i gasmasker för att få i sig tillräckligt med syre. I troposfären finns vädret som gör att inte gasmolekylerna delar upp sig helt i olika lager utan blandas om till en bra blandning. Anledningen kommer jag att gå in på senare.
Stratosfären
Ovanför troposfären ligger stratosfären som sträcker sig till 80 km ovanför jordytan. Detta skikt innehåller mycket tunn luft som inte går att leva i. Vid långväga flygrutter är det mycket bra att flyga där. Den tunna luften medför litet luftmotstånd och därmed en låg bränsleförbrukning.
Jonosfären
Detta skikt innehåller som namnet säger laddade partiklar. Det som orsakar detta är den kosmiska strålningen. Den enegirika strålningen medför också att luftpartiklarna värms upp. Upp till 8000 C kan det bli i vissa fall, men partiklarna är så vitt skilda så någon fara att vistas där i rymdfarkoster på grund av värmen finns inte. Jonosfären är ett mycket viktigt skikt på grund av att de gör det möjligt att skicka radiosignaler längre än horisonten. Radiosignalerna har ingen diffraktion som ljuset utan färdas rakt fram. Skikt i jonosfären ser till att signalerna återspeglas till jorden som vilken satellit som helst.
Exosfären
Exosfären och Jonosfären är rätt lika varann. I Exosfären bombarderas det med kosmiska strålar så att inga molekyler kan finnas till. All den energi som då tillkommer gör att det också här mest finns joner. Dessa kan under dagtid nå en temperatur på 25000 C. På natten däremot är temperaturen långt under noll, i vissa fall ned till 2400 C. Det är i exosfären som de vackra Pärlemormolnen och nattlysande molnen finns. Vid polerna kan man också ibland se Norrsken.
Lufttryck och vind
Med lufttryck menas på ett enkelt sätt den tyngd av luft man har ovanför sig. Lufttryck mäts i olika enheter. De mest använda är 1 atmosfär = 1013 mbar = 760 mm Hg.
För att luft ska kunna blåsa i olika riktningar krävs stora krafter. Det som ger upphov till blåst är tryckförändringar i atmosfären. Då solen lyser på luftpartiklarna utvidgar dem sig och ett lokalt tillfälligt högtryck uppstår. Luft värms också olika ovanför land och vatten. Sjöbris uppkommer på detta sätt. Det gör också de vindstarka monsunerna. Luften vill vara jämnt spriden över hela jordklotet så resultatet blir att luften blåser ifrån högtrycket. Tvärtom sker när lågtryck bildas. Vinden brukar oftast vara starkare vid lågtrycken. När man ska spå väder är sålunda lufttrycket en mycket viktig faktor. Men denna teori stämmer inte fullt ut. I så fall skulle luften gå rakt från högtrycken till lågtrycken. I verkligheten strömmar luften i cirklar till lågtrycken. Det har att göra med jordrotationen. En princip utformades av den franske matematikern Gaspard Gustave de Coriolis år 1835.
Corioliskraft
Varje luftpartikel har en periferihastighet beroende på att jorden snurrar. Den är beroende på radien in mot Jordens Y-axel. Vid ekvatorn fås då den största periferihastigheten. Då en partikel rör sig i nordlig eller sydlig riktning ändras den hastigheten och det strider mot fysikens tröghetslag. Ingenting har ju bromsat eller accelererat partikeln nämnvärt. Får att hålla samma hastighet böjer då partikel av åt det håll som gör att hastigheten hålls konstant. På norra halvklotet böjs nordgående partiklar åt öster och nordliga partiklar åt väster. Det motsatta gäller på södra halvklotet. Denna princip för avböjande verkar också för partiklar i västlig och ostlig riktning. Partikelns krafter är gravitationskraften och centrifugalkraften. Om en partikel rör sig i ostlig riktning på norra halvklotet ökar centrifugalkraften och då böjer den av mot ekvatorn för att radien ska öka. Tvärtom gäller också här för södra halvklotet. Då luftpartiklar kommer från högtrycken och dras mot lågtrycken böjer de på norra halvklotet av mot höger och därför går vindarna i en spiral riktad motsols in mot lågtryckets centrum. På södra halvklotet är det ånyo tvärtom. Coriolis utvecklade en formel som visade hur kraften ökade ju längre åt polerna man kom.
F = Corioliskraften
m = massenhet
v = hastighet horisontellt
w = jordrotationens vinkelhastighet
Sammanfattningsvis kan man säga att luftpartiklarna böjer av åt höger på norra halvklotet.
Bilden ovan visar hur Corioliskraften har stor betydelse för hur vindarna rör sig. Från ekvatorn till 350 nordlig och sydlig breddgrad finns passadvindar som rör sig.
Hur högtryck bildas
Med ett högtryck menas att trycket, dvs luftpelaren som trycker på ovanifrån är större än omgivande platser. Ett lokalt högtryck kan bildas där luft avkyls, sammanpressas och sjunker. När den varma luften från ekvatorn avkyls vid breddgrad 300 bildas kraftiga högtryck där. Breddgraden kallas hästbredden och är ett av två stora högtrycksområden på norra halvklotet. Det andra stora högtrycksområdet är det polara högtrycket. När högtrycket har bildats blir det till en roterande högtryckscell där vindarna går som tidigare nämnts.
Hur lågtryck bildas
Att beskriva hur ett lågtryck bildas är lite mer komplicerat. Det finns först och främst olika orsaker till uppkomsten. Vid öknar och andra varma platser kan luften värmas så att luften stiger och fördelas på ett större område. På så sätt blir det mindre luft i det lokala området och ett så kallat värmelågtryck har uppstått. Sedan är det vanligt att lågtryck bildas när åskmoln stiger snabbt och luft tvingas in under molnet. Starka vindar är ju ett kännetecken vid åska. Lågtryck bildas också i samband med fronter. Det tar jag upp i avsnittet Fronter.
Luftmassor
En luftmassa är som ordet låter en samling med luft som begränsar ett område. När två luftmassor möts bildas en front. Luften i området ska vara av samma temperatur och fuktighet. Luftmassor bildas antingen över land eller hav och får då olika egenskaper. Vid bildning över hav är fuktigheten stor och temperaturen på sommaren jämförelsevis låg jämfört med luftmassorna på land. På vintern är det tvärtom med temperaturen. Detta har att göra med att havets temperatur är lägre än den på land på sommaren. På sommaren går det ju mycket snabbare för solen att värma upp en kontinent, men det går också snabbare på vintern att kyla ner den. Solen behöver ju bara värma det översta lagret på marken till skillnad mot havets 25 meter. Detta märks särskilt vid kusterna, där klimatet är efter inlandets. Hur luftmassans egenskaper blir beror också vart på jordklotet den bildas. Bildas den vid ekvatorn blir det en varm luftmassa till skillnad om den bildas vid polartrakterna. När luft passerar över berg kan luft från ena sidan berget lägga sig ovanpå den andra sidans. Då kan det hända att kall och tyngre luft lägger sig ovanpå varm luft. Egentligen vill ju den kalla luften byta plats med den varma, och om så sker skapas turbulens. Luftmassan kallas instabil. Vädret kan då bli hastigt förändrat med Cumulusmoln, byiga vindar och skurar. Helt tvärtom (Stratosmoln, stadiga vindar och ihållande duggregn) gäller för den stabila luftmassan. Att en luftmassa är stabil eller inte kan också avgöras med vart luftmassan färdas. Är det tropikluft som beger sig norrut över Skandinavien är det troligt att landmassan är kallare och ej skapar luft som vill stiga genom luftmassans skikt. I detta fall är det då en stabil luftmassa.
Fronter
När två luftmassor möts brukar de inte beblanda sig med varann. Resultatet blir att en front uppstår. Det finns fyra typer av fronter, varmfront, kallfront, stationär front och ockluderad front. Gränsskiktet är inte riktigt vertikalt, dvs det lutar en aning. Det kan också förklaras med jordrotationen. Vid marken finns kallare luft som skjuter in under den varmare luften. Samma gäller med den varmare luften som tränger in över den kallare luften en bit upp. I en front brukar det också finnas ett lågtryck i gränsskiktet. Det ser ut enligt bilden.
Varmfront
Med en varmfront menas att den varmare luften driver den kallare luften framåt. Det som sker i gränsskiktet är att varmare luft kryper ovanför den kallare, men den tar också med sig lite kalluft. När luften stiger avkyls den och blir till droppar som skapar moln. Lutningen i gränsskiktet är dock svag, så det går att se långt i förväg att det kommer nederbörd. Först uppstår Cirrus- eller Cirrostratusmoln, efter ett tag tätnar de ihop till ett tjockare lager som kallas Altostratus. Ofta bildas också regnmolnet Nimbustratus som ger ihållande nederbörd under ökande vindar. Detta sker i lågtrycket, men när det passerat avtar ovädret och trycket ökar.
Kallfront
Om en varmfonts väder förändras långsamt så är en kallfronts förändringar desto kraftigare. Det har bland annat att göra med vinkeln i gränsskiktet. Att vinkeln är brantare beror på att den kalla luften inte har det lika lätt att pressa sig under varmluften. Allt händer därför på en kortare tid. Molntyperna skiljer sig också från varmfronternas. I en kallfront bildas moln av typen Cumulus. Fler och fler Altocumulusmoln är ett tecken på att en kallfront ska passera. Dessa tätnar och orsakar skurar och kraftig blåst och i vissa fall åska. Detta sker på samma sätt som i varmfronten lågtryck, men i en starkare skala. Kort efter lättar molnen, snabbare än i en varmfront.
Stationär front
Om varken den kyliga luftmassan eller den varma luftmassan trycker framåt ligger fronten still över ett och samma ställe. Man säger att det är en stationär front. Ibland kan då oväder med oavbrutet regn vara i flera dagar. Vädret är dvs ganska likt en varmfronts.
Ockluderade fronter
Med en ockluderad front menas med att en kallfront hinner upp en varmfront och därigenom skapar ett speciellt väder. En ockluderad front bildas ofta i samband med att lågtryck bildas.
Luftfuktighet
Förutom den vanliga procentuella fördelningen av gaserna i luft innehåller den även en del vattenånga. Hur mycket den innehåller är beroende på vart luften är och hur varmt det är. Om luften befinner sig vid en varm kust är det troligt att luften innehåller mer vattenånga. Det finns som så många andra lösningar ett läge då luften är mättad på vattenånga. Det läget är beroende på hur varmt det är. Ju varmare det är desto mer ånga kan luften innehålla. I troposfären avtar temperaturen med höjden och när varm luft med hög luftfuktighet stiger blir till slut den relativa luftfuktigheten 100% och då börjar droppar av vatten att bildas. Det hela blir till ett moln som kan avge regn.
Moln
Som tidigare just nämnts är ett moln en samling av vattendroppar, det kan också vid kallare temperatur vara snökristaller. Man kan indela molnen genom två saker, dels hur molnet har bildats och dels vart på himlen det finns, dvs höjden. Ett moln bildas som tidigare sagts genom att luften blir kallare och droppar bildas. Detta kan ske genom två sätt. Det första är att luft har stigit och på så sätt blivit kallare medan det andra sättet sker utan en vertikal höjning av luftmassan. Det händer till exempel vid kvällstid då solens värmande strålar avtar. Höjdindelningen för molnen sträcker sig upp till tropopausen, men eftersom den skilde sig på olika platser på jorden blir också nivåerna olika. Namnen på de tre olika nivåerna är :
Låga moln (under 2000 m:s höjd)
Medelhöga moln (cirka 3000 m:s höjd)
Höga moln ( på cika 6000 m:s höjd
Det finns även moln som sträcker sig över flera nivåer, det kan exempelvis vara upptornade åskmoln.
Här visas några molntyper nämligen altocumulus, altostratus, cirrus, cirrostratus , cumulus och cumulunimbus.
Låga moln
Stratus
Ett heltäckande dimmoln som ger mulet väder, dock ej så mycket regn.
Nimbostratus
Namnet Nimbus betyder att det är troligt att nederbörd kan falla.
Lite mörkare än Stratus.
Stratocumulus
Molnet är inte heltäckande utan består av spridda molndelar i bulliga former.
Mellanhöga moln
Altostratus
Ett matt heltäckande moln där solen ibland kan lysa igenom.
Altocumulus
Bildas genom att varma luftbubblor stiger. Det ger ett bubbelliknande moln med många molnelement.
Höga moln
Cirrus
Fjäderliknande moln som består av iskristaller.
Cirrocumulus
Ovanligt moln med tunna strimmor som bildar ett vågliknande mönster.
Cirrostratus
Tunt heltäckande moln som Altostratus. Det här molnet kan bilda haloringar runt solen.
Moln genom flera skikt
Cumulus
Mycket vanligt moln som på svenska kallas för stackmoln.
Cumulunimbus
Ett upptornat cumulus som ger upphov till nederbörd.
Nederbörd
En regndroppe faller på grund av gravitationen ner till jorden. Däremot går det väldigt långsamt för molndropparna som är små. En vanlig molndroppe har en fallhastighet som inte överstiger 0,01 m/s. Det är med andra ord försumbart, en molndroppe påverkas mycket mer av vindarna. För att en droppe ska falla ner på jordytan behöver den bli mycket större. Det händer i varje regnmoln där dropparna växer till en diameter av 0,5-5 mm genom att slå ihop sig med andra smådroppar. Fallhastigheten når då upp till 9 m/s. Detta sker dock endast då den relativa fuktigheten är 100 % eller till och med lite övermättad. För att en droppe ska börja bildas och därmed också själva molnet krävs en kondensationskärna som har till uppgift att förena sig med luftens vattenånga och göra den till flytande form . Det kan till exempel vara salter som gör detta. Det finns olika typer av nederbörd. På sommaren faller regn som går till som jag nyss beskrivit. När molnet har en temperatur under 12 C och snökristallerna bildas på ungefär samma sätt som regndropparna. Hagel förekommer i samband med åskmoln där regndroppar stelnar till is och på vägen ner tar med sig underkylt vatten som bildar lager på hagelkornet som i extrema fall kan bli stora som knytnävar och få förödande effekt på såväl skördar som på människor.
Sol och värme
Solen ger upphov till jordens värme. Solstrålarna innehåller mycket energi och när de träffar jorden omvandlas dessa till värme. Alla når inte fram till jordytan utan reflekteras av moln, atmosfären och jordytan. Totalt omvandlas 43 % av strålningen till värme, som orsakar väderförändringar på hela jordklotet. Stor betydelse har värmen för passadvindarna och tryckförändringar.
Att spå väder
Regn stillar stark storm och när det blåser uti regn så klarnar vädret snart. (Ur Bondepraktikan)
Det har i alla tider varit benäget att veta hur vädret ska bli inom den närmsta framtiden. Det har stor betydelse när bönderna ska skörda, när man ska ta semester, ja kort sagt är nästan alla beroende av vädret. Med säkerhet vet man att grekerna med Aristoteles i spetsen forskade seriöst inom meteorologi men i Främre Orienten för 5000 år sedan har man hittat de allra första antydningarna inom området. Kunskapen på den tiden var dock inte lika vetenskaplig som under nuvarande tid. Ända fram till 1900-talet har diverse människor försökt att spå vädret på olika ovetenskapliga sätt med mer eller mindre framgång. Det kunde vara allt från att studera kaffesump till att kolla skatbon. Fortfarande finns det somliga människor som tror på detta nonsens. Intressant är också att väderförutsägelser för ett halvår förekommer. Inte ens meteorologer har en aning om detta därför att det finns alltför många faktorer som spelar in.
Meteorologinstituten arbetar på ett mycket noggrant sätt. De har åtskilliga stationer överallt som kollar tryck, temperatur och andra viktiga faktorer. Platserna finns på land och hav plus att sateliter tar bilder som främst visar molnhimmeln. Detta sammanställs och en prognos görs som sedan visas i massmedia. Denna prognos gäller oftast alltmänt för hur områdens olika väder ska bli. Det förekommer dock en massa lokala undantag. Plötsligt kan åska komma från ingenting, tycker man. Då är det bra att själv ha kunskap om hur olika oväder föregås av vissa tecken. Detta kan ju också slå fel givetvis, men om man ser flera tecken samtidigt som alla tyder åt samma håll brukar det ge en bra indikation hur vädret blir de närmsta timmarna. Om man dessutom har följt väderleksrapporterna kan man själv ofta spå vädret med en precition så att självaste Aristoteles skulle häpna. Närmast följer lite allmänna regler som brukar stämma. Några av dessa tecken har jag redan skrivit om, t ex i frontkapitlet men de är nog värda att fräschas upp.
Det blir ofta bra väder när :
Vinden blåser måttligt från väst eller nordväst.
Lufttrycket är stadigt eller stiger långsamt.
Det är stackmoln på sommarkvällar.
Morgondimma upplöses.
En väderförbättring kan ske när :
Molnens bas förflyttas uppåt.
Vinden vänder mot väst.
Lufttrycket stiger snabbt.
Nederbörd kommer ibland när :
Cirrusmoln tätnar och följs av lägre moln vid fallande lufttryck. (Varmfront)
Stackmoln utvecklas i höjdled och får en mörk bas.
Man ser mörka molntak i väster.
Sydlig vind ökar och moln kommer från väster.
Nordlig vind vrider sig motsols mot syd.
När lufttrycket faller.
Temperaturen sjunker ofta när :
Vinden vrider till nord eller nordvästlig.
Lufttrycket är högt på vintern.
Författare : Erik Wallin
