Hva er orkaner?

For å ha det klart fra starten: Tropiske orkaner som Harvey og Irma kan aldri treffe Norge. Vi opplever også av og til stormer som kalles for orkaner, men dette er en helt annen type uvær. De tropiske orkanene er de desidert mest ødeleggende stormene på jorden.

Ordet «orkan» ser ut til å stamme fra ordet «juracán», som Taíno-folket på Puerto Rico brukte for å beskrive forferdelig uvær. Puerto Rico er en øy i Karibien som i skrivende stund trues av orkanen «Irma». Spanjolene gjorde det om til «huaracán», som igjen gav opphav til ordene «hurricane» på engelsk og «orkan» på de germanske språkene.

irma_vir_2017248

Her er orkanen Irma, sett fra en satellitt 5. september 2017. Bilde fra NASA. I dagene etter dette beveget Irma seg omtrent rett mot Puerto Rico.

Kort sagt er orkaner kjempestore og kraftige lavtrykk. Det som skjer, er at luften over en den varme havoverflaten i tropene blir varmet opp nedenfra og begynner å stige. Det samme skjer når du varmer opp vann i en kjele. Luften blir stadig varmere, og stiger opp med økende intensitet. Årsaken er at varm luft er «lettere» enn kald luft. (Det som er riktigst å si, er at varm luft har lavere tetthet enn kald luft.) Og ettersom luften rundt den oppvarmete luften er kaldere, blir den varme luften nødt til å stige.

Det er derfor treplanker, fjær, plastposer og mennesker flyter i saltvann; de er lettere (har lavere tetthet) enn vannet. Hvis du noen gang har lurt på hvorfor det er kaldest på gulvet og varmest på hemsen på en hytte, eller hvorfor røyken fra bålet i en peis går opp i pipen, så skjønner du det nå. Varm luft har lav tetthet.

Tilbake til orkaner. Når den varme luften over havoverflaten stiger, må det strømme inn luft fra sidene. Den blir også varmet opp og begynner å stige. Det er for øvrig lavere trykk i sentrum av orkanen, og luft strømmer alltid fra høyt trykk mot lavere trykk. Dette er en naturlov som vi benytter oss av når vi støvsuger. Ved hjelp av elektrisk strøm skaper vi lavere trykk inni støvsugeren, og da må det strømme luft inn i røret, fordi det er høyere trykk ute i rommet vi støvsuger.

Luften som stiger over havoverflaten tar med seg mye fuktighet fra havet. Vannet fordamper nemlig og blir tatt opp i luften. Dette skjer også når vi varmer vann i en kjele. Jo varmere vannet er, jo raskere fordamper det. Men så skjer det noe som kanskje ikke er like lett å forstå. Den stigende luften blir kjølt ned etter hvert som den stiger. Og jo kaldere den blir, jo mindre evner den å «holde på» fuktigheten. Til slutt blir vanndampen gjort om til vanndråper (i en prosess som heter kondensasjon), og disse faller ned som regn.

Orkaner kan produsere episke mengder nedbør. Som figuren under viser, dumpet Harvey noen steder nærmere en meter regn i løpet av en uke. Dette førte naturlig nok til store problemer i et flatt område. Vannet hadde ingen steder å gjøre av seg.

closeup_harvey_imerg_23-29_august_2017_with_track

Akkumulert nedbør fra 23. til 29. august 2017, basert på data fra NASA-satellitter.

I tillegg til de ufattelige nedbørsmengdene, fører den sterke vinden i orkaner til store ødeleggelser. Målinger gjort med fly av orkanen Irma viste vindhastigheter på opptil 270 km/t. Dette er det høyeste som noensinne er målt i orkaner i Nord-Atlanteren. I det vestlige Stillehavet, der orkanene kalles «tyfoner», har det blitt målt vind på over 300 km/t. Og så er det sånn at potensialet for ødeleggelse går som vindhastigheten i tredje potens. Det betyr kort sagt at 300 km/t er 37 % mer ødeleggende enn 270 km/t.

Det går egentlig ikke an å forestille seg slike vindstyrker. For at en storm skal kalle seg en orkan, må vinden være oppe i minst 118 km/t (se Beauforts skala). Dette er vindhastigheter de færreste i Norge har opplevd. Jeg har selv opplevd noe i nærheten, men det var i en vindtunnel på NTNU. Det var nesten umulig å stå på beina. Men la oss anta at den sterkeste vinden du har opplevd var på omtrent 100 km/t. Det tilsvarer det som kalles «full storm». Irma med sine 270 km/t var da 1868 % mer ødeleggende enn din verste vindopplevelse.

Og likevel er det ikke alltid hverken vinden eller nedbøren som gjør mest skade. Stormflo er noen ganger den mest fryktede effekten av orkaner. Havet stiger foran en orkan av flere årsaker. Her er de to viktigste: For det første skyver den sterke vinden vannet opp foran seg, og for det andre gjør det lave lufttrykket at havet stiger (fordi det er mindre luft som trykker ned på det ovenfra). Alt i alt kan havet stige med mange meter. Den katastrofale orkanen Katrina i 2005 førte til en maksimal havnivåstigning på 8 meter.

Og nå er vi inne på noe viktig. Mange lurer på om orkaner blir kraftigere i fremtiden, og om orkaner som Harvey og Irma er mer ødeleggende enn de ville ha vært uten global oppvarming. Det som er helt sikkert, er at havet allerede har steget mange steder, og at det vil fortsette å stige i løpet av dette århundret. Det er to hovedårsaker til dette:

  1. Isbreer på land smelter og vannet renner ut i havet. Da blir det mer vann i havene, og overflaten stiger. Merk at smeltende havis ikke har denne effekten, fordi isen som smelter allerede er i vannet. (Prøv å fylle et glass med vann og ha tre isbiter i og sjekk om vannet stiger når isen har smeltet. Hint: det gjør det ikke.)
  2. Vannet i havet, i likhet med luften i atmosfæren, har blitt varmet opp og kommer til å bli ytterligere varmet opp i årene som kommer. Det har den effekten at vannet utvider seg. Som med luft som varmes opp, minker tettheten når vannet blir varmere. Dette betyr at samme masse med vann tar opp mer plass.

Med en stigende hav, blir stormfloen i forbindelse med orkaner enda høyere enn dersom havet ikke hadde steget. Dette gjør at lavtliggende områder, som for eksempel Florida, kommer til å bli mye hardere rammet i fremtidens klima.

I tillegg vil tropiske orkaner i fremtiden gi mer intenst regn enn i dag. Dette er fordi luften varmes opp, og som nevnt kan varm luft holde på mer fuktighet enn kaldere luft. Når det først regner, vil det regne mer.

Hva så med Norge? Tropiske orkaner kan kun dannes over vann som har en overflatetemperatur på ca. 26 grader eller mer. Dette skjer aldri på våre breddegrader. I tillegg kan ikke orkaner oppstå lenger nord enn ca. 30 grader fra ekvator (Bergen og Oslo ligger på 60 grader nord). Dette har med jordens rotasjonshastighet å gjøre.

nyttaarsorkanen

Dette bildet viser Nyttårsorkanen på vei inn mot kysten på morgenen 1. januar 1992.

Vi er med andre ord forskånet fra de tropiske orkanene. Men de aller kraftigste stormene våre kalles også gjerne for orkaner. Nyttårsorkanen, som traff Nordvestlandet natt til 1. januar 1992, har rekorden som den kraftigste stormen i Norge i moderne tid. Satellittbildet til venstre viser to lavtrykk, hvorav Nyttårsorkanen er den som er lengst sør. Den ligner bittelitt på en tropisk orkan med sine spiralformete skyer.

Det som kreves for at en storm skal kalles en «orkan», er at vindstyrken blir målt til minst 118 km/t, som tilsvarer orkan styrke på Beauforts skala. Den kraftigste vinden under Nyttårsorkanen er antatt å ha vært på ca. 160 km/t. Det førte til store ødeleggelser, men heldigvis gikk ingen liv tapt.

Jeg får ofte spørsmål om stormene i Norge vil bli kraftigere i fremtiden. Eller rettere sagt, mange tar det for gitt at de blir det. De tror at alt blir mer ekstremt. Varmere, våtere, villere. Men akkurat det siste er vi mer usikre på. Det er ikke så mye som tyder på at stormene blir villere med tanke på vindstyrke. Til gjengjeld blir de nok våtere, av samme grunn som orkanene (luften blir varmere og kan derfor holde på mer fuktighet).

 

Advertisements

Kronikk i BT om klimatjenester

Her er en kronikk jeg hadde på trykk i BT i dag (klikk her for papirutgaven i PDF):

Det er lett å glemme i det tørre vinterværet, men i fjor ble det faktisk satt ny nedbørsrekord i Bergen. Var det en forsmak på fremtiden? Blir det vanlig med mer enn tre meter nedbør i året? Nærmere 300 dager med regn?

Det korte svaret er: Ja, nedbørsmengdene vil øke. Den enkle forklaringen er at luften varmes opp grunnet økt drivhuseffekt, og ettersom varm luft er i stand til å inneholde mer fuktighet enn kald luft, vil det regne mer når det først regner. Men, og det er heldigvis et «men» her, det er lite som tilsier at det kommer til å regne oftere enn det gjør i dag.

En årsnedbør som i 2015 blir mer og mer sannsynlig i nær fremtid, men den kanskje viktigste konsekvensen av økte nedbørsmengder er en økende risiko for flom og skred. I oktober 2014 gikk Vangsvatnet på Voss så langt over sine bredder at det ga skader for flere titalls millioner kroner. Blant annet fikk det nye kulturhuset fra 2011 gjennomgå av vannmassene.

Det er likevel liten grunn til å kritisere Voss kommune for dette. Kulturhuset var bygget 30 centimeter over NVE sitt nivå for 200-årsflom, men det gikk altså bare drøye tre år før det ble rammet av flom. Et av de store problemene med klimatilpasning i dag er at det fremdeles brukes fortidens data til å beregne fremtidens risiko.

Hvorfor regner det?

Men la oss ta det fra begynnelsen. All luft inneholder en viss mengde vanndamp, selv midt i Sahara. Dampen er vann i gassform, og den er usynlig. For at dampen skal gå over til vann i flytende form, må den kjøles ned. Da dannes det bittesmå vanndråper, og disse er ikke usynlige. Når du for eksempel åpner et baderomsvindu etter å ha dusjet, ser du at det dannes en tåke; dette er damp som har gått over til flytende form. Denne prosessen kalles kondensasjon: det motsatte av fordampning.

Kondensasjon er grunnen til at det regner mer i Bergen sentrum enn på øyene i vest. Vi kan tenke oss en «pakke» med luft som blir ført inn mot land fra Atlanterhavet. Luftpakken vår har et visst volum, en viss temperatur, og en viss mengde vanndamp. Når den nærmer seg Ulriken, føres luftpakken oppover i høyden, hvor lufttrykket er lavere. Det blir med andre ord mindre og mindre trykk på pakken vår fra luften rundt på alle kanter etter hvert som den stiger, og den vil gradvis utvide seg (volumet øker). Dette koster krefter, og energitapet gjør at temperaturen til luftpakken går ned. Og som vi har sett, hvis temperaturen minker, vil vanndampen gå fra å være en gass til å bli vanndråper (eller iskrystaller).

Jo nærmere fjellene vi befinner oss, jo mer regner det. I Brekkedalen på Gullfjellet målte meteorolog og regnentusiast Roar Inge Hansen knappe 5,5 meter nedbør i fjor, mot ca. 3 meter i Bergen sentrum. I Blomvåg i Øygarden ble det kun målt rundt 1,9 meter.

Fremtidige endringer

Så var det dette med fremtiden, da. Temperaturen både globalt og på Vestlandet har økt med ca. én grad de siste hundre årene. Hovedårsaken til dette er at atmosfæren inneholder stadig mer CO2, metan og andre drivhusgasser. Disse gassene tar opp noe av den varmen som stråles bort fra jorden til enhver tid, og så stråler de noe av denne varmen tilbake mot jordoverflaten.

Tenk hvor kaldt det blir en stjerneklar vinternatt. Det at det er klarvær betyr at det er lite vanndamp i luften, og ettersom vanndamp også er en drivhusgass, mangler vi det isolerende laget som vi har dersom det er skyet og luften inneholder mye vanndamp. Da blir det kaldt, og i Sahara dannes det dugg på bakken i løpet av natten.

Et annet eksempel: Har du lagt merke til at temperaturen en regnfull dag om høsten omtrent er konstant gjennom hele døgnet? Solstrålene på vei inn blir blokkert, og mye av varmen som stråles ut fra bakken kommer ned igjen som et resultat av drivhuseffekten fra vanndampen og skyene. Den konstante temperaturen på slike dager skyldes at det er en balanse mellom innkommende og utgående energi.

Dagens atmosfære sett er ikke i balanse. Vi blir ikke kvitt like mye varme som da konsentrasjonen av drivhusgasser var lavere, og det gjør at vi har et økende overskudd av energi nederst i atmosfæren. Dette overskuddet har gitt en økende temperatur nede ved bakken, og denne trenden vil fortsette og tilta i intensitet med mindre vi klarer å få ned utslippene. Til tross for den viktige Paris-avtalen i fjor, er det lite som tyder på at vi skal klare å begrense oppvarmingen til +2 grader (vi er allerede på +1).

Normalt øker innholdet av vanndamp i atmosfæren med 7 % per grad med oppvarming. I løpet av det siste århundret har Bergen som sagt blitt ca. én grad varmere, men i den samme perioden har nedbørsmengdene økt med 15–20 prosent: langt mer enn det man skulle ha forventet kun ut fra en økning i vanndampinnholdet.

Hva skyldes endringene?

Vi vet ennå ikke helt hva som ligger bak den enorme økningen i nedbøren på Vestlandet, men det skyldes ikke oppvarmingen av atmosfæren alene. Endringer i regionale vindmønstre har også spilt en betydelig rolle. Det har for eksempel mye å si om den dominerende vindretningen er fra vest, sørvest eller sør.

Sikkert er det i alle fall at vi trenger å vite mer om hvilke fremtidige nedbørsendringer vi må forberede oss på. De mest oppdaterte prognosene fra Norsk klimaservicesenter (som består av Meteorologisk institutt, NVE og Bjerknessenteret gjennom Uni Research Klima her i Bergen) antyder en ytterligere økning på 5–10 % fra dagens nivå frem mot 2050 på Vestlandet.

Slike tall gir oss et greit utgangspunkt for noen typer tilpasning, men det er åpenbart at oppdatert og detaljert informasjon om lokale klimaendringer er essensielt i klimatilpasningsarbeidet. Det er lite sannsynlig at nedbørsendringene blir identiske over hele Vestlandet, fra Gullfjellets topp til Vangsvatnets bredder. Endringene vil også være ulike gjennom året. Så langt er det vinternedbøren som har økt mest, men vi vet ennå ikke hvordan de fremtidige endringene vil fordele seg mellom årstidene.

Forebygging lønner seg

Økonomisk sett er tilpasning og forebygging en gullgruve. Idar Kreutzer i Finans Norge mener at man får en avkastning tilsvarende 1000 % på de pengene som brukes på forebyggende tiltak. Noen ganger trenger ikke slike tiltak en gang å koste noe. Hvor mange millioner hadde ikke Voss kommune spart på å bygge kulturhuset på høyere grunn?

Dessverre er Norge i ferd med å sakke akterut i tilbudet av klimatjenester både til det offentlige og til næringslivet, dersom vi sammenligner oss med resten av Europa. Det er for eksempel uklart hvor en norsk kommuneansatt skal henvende seg med spørsmål om klimatilpasning og -forebygging, mens det tyske senteret for klimaservice i Hamburg er veletablert og betydelig mer profesjonelt.

Hvor mange ganger må Vangsvatnet og Opo flomme over, eller Bergensbanen og E16 stenges på grunn av skred, før vi våkner? Enda noen ganger til, ser det ut til.

Drittværet i et klimaperspektiv

Her er en kronikk jeg skrev for Bergens Tidende 4. juni 2015:

Hjemme hos oss holder til og med meteorologen på å bli værsyk. Hver morgen står det sju grader på termometeret, og årets hittil varmeste dag var 20. april. Tjue grader kan vi se langt etter.

I perioder som dette, som på vinteren 2009–2010, da det lå snø på bakken på plenen utenfor Geofysen i mer enn nitti dager i strekk, har vi klimaforskere et pedagogisk problem. Hvordan skal vi forklare de lave temperaturene når forventningen er et klima i tydelig endring mot et varmere regime?

Først vil jeg minne om at alle månedene det siste året utenom mai og juni i år har vært varmere enn «normalt» (og spesielt juli i fjor, som var 4,7 grader over normalen), men ettersom hukommelsen vår når det gjelder vær i beste fall strekker seg til forrige uke, skal jeg prøve en annen forklaringsmodell.

Temperaturen i Bergen har gått opp med ca. én grad de siste hundre årene, helt gjennomsnittlig i forhold til jorden sett under ett. Tenk deg at denne graden har fordelt seg helt jevnt gjennom året og døgnet. Da ville været i dag fremdeles ha svingt på samme måte som for ca. hundre år siden, fra dag til dag, uke til uke og årstid til årstid, fra det begredelige til det fantastiske, bare alltid én grad varmere. Så enkelt det ikke i virkeligheten, men et slik tankeeksperiment kan likevel illustrere hvordan klimaendringene oppleves.

Den elendige begynnelsen på sommeren blir litt lettere å svelge med denne tankemodellen. De hadde dårlig vær før i tiden også. Den høyeste temperaturen som ble målt i juni 1962 var for eksempel 18,2 grader, og på Voss var juni 1923 4,3 grader kaldere enn det som er dagens normal (altså gjennomsnittet for 1961–1990). Den junimåneden var med andre ord nesten like kald som juli i fjor var varm i Bergen.

Det er viktig å ha et visst perspektiv på klimaendringene. Den ene graden kloden til nå har blitt varmere, er ikke så dramatisk isolert sett. Det er de endringene som kommer i løpet av de neste tiårene som virkelig kommer til å merkes. Idealister og optimister sikter seg inn på å begrense oppvarmingen til to grader (sett i forhold til ca. år 1900), men det er lite eller ingenting som tyder på at dette er realistisk med mindre det settes i verk store og raske utslippsreduksjoner de neste årene.

La oss heller tenke oss at oppvarmingen blir på tre grader i løpet av dette århundret, for enkelhets skyld to grader varmere enn dagens normaler. Det vil blant annet bety at årets kaldeste måned i Bergen, januar, får en gjennomsnittlig temperatur på 3,3 grader. På Voss blir da fremtidens januar som dagens desember med –2,7 grader som normal. De dagene med én minusgrad og snø i dag, vil få én plussgrad og sludd.

Temperaturendringer er én ting, men jo varmere luften blir, jo mer vanndamp kan den holde på før den danner nedbør, faktisk hele 7% for hver grad luften varmes opp. For Bergen sin del betyr det at luft som nærmer seg Ulriken vil inneholde mer damp i fremtiden enn en tilsvarende luft i dag, og dermed vil den også kunne gi fra seg mer nedbør. En videre temperaturøkning vel med andre ord føre til mer intens nedbør enn det vi har vært vant til.

Men inntil videre er oppvarmingen altså kun på ca. én grad. Det er dermed fullt mulig med (nesten) like elendige somre som den i 1928, da sommeren fra juni til august var 2,8 grader kaldere enn dagens normal.

Svingningene fra år til år er større enn den ene graden det har blitt varmere. Noen ganger er juni mye kaldere enn normalt, andre ganger er den mye varmere (noen som husker 2007?), men i snitt avviker junimåneder i Bergen med ca. 1,3 grader fra en gjennomsnittlig junimåned. Da blir det vanskelig å skille langvarige tendenser fra naturlige svingninger fra år til år.

En annen faktor som gjør det vanskelig å se skogen for trær er svingninger over lengre perioder. Mange husker eller har hørt at det regnet mer på 80- og 90-tallet enn på 50- og 60-tallet, og perioden mellom 1999 og 2009 var mer enn en hel grad varmere enn de relativt sett kalde årene 1977–1987.

Det er ikke lett å skille mellom vær og klima. Vi pleier å si at «klima» er været i gjennomsnitt over perioder på ca. 30 år. Med en slik definisjon er det enkelt å se at klimaet er i endring mot en varmere og våtere tilstand, mens været fra time til time, uke til uke, år til år, og til og med fra tiår til tiår, er like omskiftelig som det alltid har vært.

La det ikke være noen tvil. Klimaendringene vil få katastrofale konsekvenser for mange områder i verden i løpet av århundret. Likevel har jeg lyst til for en gangs skyld å trekke frem noen hyggelige momenter.

Som tidligere nevnt kan nedbørsmengdene variere fra tiår til tiår. Nedbøren øker ikke jevnt fra år til år, så vi har garantert lengre perioder med tørrere vær foran oss. Perioden etter ca. 1980 har vært en god del våtere enn det som kunne forventes ut fra temperaturøkningen alene. Nedbøren er følsom for vindretningen, og sørvestlige vinder inn mot kysten er som regel dårlige nyheter for de som ikke liker regn. Slike vinder har vi hatt mye av de siste tiårene. Vi kan håpe at vi snart går inn i en midlertidig tørrere periode.

Så var det denne sommeren da. Går det an å si noe oppløftende? Mai var kald og juni har vært kald, men betyr det at juli også blir kald?

Generelt er det ikke så stor sammenheng mellom temperaturen fra en måned til den neste i Bergen, med unntak av noen tider på året. Februar og mars har for eksempel en tendens til å bli ganske lik måneden før. Det samme gjelder august. Forklaringen på dette er trolig at vinteren og sommeren er de tydeligst definerte årstidene. At det vi kaller «persistens» fra en måned til den neste faller av i mellomårstidene vår og høst, er ikke så overraskende.

I Bergen er juni ofte mer som en vårmåned enn en sommermåned å regne. Det gjør at det kun er en svak sammenheng mellom temperaturen i juni og juli. Vi finner et godt eksempel på det i 1927, året før den kaldeste sommeren i Bergen de siste vel hundre årene. Da var juli utrolige 6,4 grader varmere enn juni. Håpet er lysegrønt.

Færre fronter fremover

Varmere, våtere, villere. I følge mange journalister er det sånn fremtiden blir. Men vi som forsker på klima er ikke så veldig sikre på det siste V-ordet.

Varmere: Ja, det blir, som på jorden ellers, varmere i fremtiden. Dette skyldes økte mengder av drivhusgasser i atmosfæren.

Våtere: Tja, det meste tyder på det. Det er nemlig slik at varm luft har større evne til å holde på fuktighet enn kald luft. Nettopp dette er grunnen til at det regner i nærheten av fjell. Luften blir presset opp og dermed nedkjølt, og da slipper den noe av fuktigheten i form av nedbør. Vi bergensere vet alt om det.

MEN: Det kan tenkes at det blir ført mindre fuktighet inn mot Norge i fremtiden, som en følge av at lavtrykkene (stormene) flytter seg sørover. Dette er temaet i en ny artikkel som ser på det vi kaller fronter i fremtidens klima (i følge klimamodeller) sammenlignet med dagens klima. Her er hovedfiguren deres:

Skjermbilde 2014-11-25 kl. 08.58.11

(Figur fra Catto m.fl.: Atmospheric fronts in current and future climates. Geophysical Research Letters, 2014)

Den viser forventete endringer i antall fronter mot slutten av århundret (2080-2100) i forhold til slutten av forrige (1980-2005). En front er kort sagt den delen av lavtrykket som har mest nedbør. Årsaken er at Arktis varmes raskere opp en tropene, og da blir det mindre «behov» for lavtrykk (som har som oppgave å utjevne temperaturforskjeller mellom nord og sør).

Men selv om det blir færre fronter, kan det hende at hver enkelt front gi mer nedbør (fordi luften blir varmere). Andre studier har vist at klimamodellene indikerer kraftigere ekstremnedbør og mer nedbør generelt i Norge i fremtiden. Her er for eksempel en figur fra den siste rapporten til FNs klimapanel:

spm7_tfs_final draft

Figuren til venstre viser endringene i henhold til et veldig optimistisk utslippscenario (RCP2.6), mens den til høyre viser hva som er forventet å skje hvis vi turer på som nå (RCP8.5). Det er kun på figuren til høyre at endringene er «signifikante», det vil si at klimamodellene under ett antyder en tydelig endring (vist med prikker og skravering på figurene).

Dette eksempelet viser at det er vanskelig å si noe fornuftig om klimaendringer i Norge i fremtiden. På den ene siden antyder modellene færre fronter i fremtiden, men samtidig gir de en økning i nedbøren. Det kan la seg forklare med mer intens nedbør når den først kommer, men færre nedbørsdager i løpet av året.

Og til slutt: Villere? Nja, færre lavtrykk betyr normalt svakere vind, eller i hvert fall færre episoder med sterk vind. Her vet vi for lite ennå.

Berit

Bildet til venstre er et kult satellittbilde av ekstremværet Berit på vei inn mot Norge natt til fredag 25. november (klikk på bildet for å se en større versjon). Enhver storm er et lavtrykk, og dette lavtrykket her er riktig imponerende. Senteret, altså der det er aller lavest lufttrykk, befinner seg på bildet rett øst for Island, og har en nydelig spiralform. Luftmassene beveger seg mot klokken rundt lavtrykkssenteret, så de «flekkete» skyene vi ser sør for Island er kald luft som strømmer ned fra Grønland. Grunnen til at skyene ser sånn ut er at den kalde luften strømmer ut over havet, som er mye varmere enn luften, slik at den varmer opp luften nedenfra. Da stiger luften, og det dannes skyer. Det er i grunn det samme som skjer når du koker vann uten lokk. Vannet er mye varmere enn luften, og det blir dannet «skyer» over kjelen. Bildet under viser lufttrykket og «frontene» ved midnatt mellom torsdag og fredag, omtrent tre timer før satellittbildet ble tatt.

Det kalles en «analyse» fordi det har blitt tegnet opp i ettertid, basert på alle tilgjengelige observasjoner. Det laveste trykket i Berit er beregnet til 944 hPa (eller millibar, mb), og det er veldig lavt for et lavtrykk på være breddegrader. Til sammenligning er rekorden for lavt lufttrykk i Bergen på 936 hPa, satt helt tilbake i 1907. Det laveste trykket som er målt siden det var 946 hPa den 29. januar i år 2000 (ekstremværet Reidun).

Den blå, taggete saken som strekker seg fra Vestlandet og ned til De britiske øyer er «kaldfronten». Den markerer grensen mellom de kalde luftmassene som jeg nevnte tidligere (sør for Island) og litt mildere luftmasser. Vi kan gjerne tenke oss at de kalde luftmassene presser seg inn mot den varme luften over Nordsjøen. Og ettersom kald luft er tyngre enn varm luft, vil den skvise seg inn under den mildere luften og dermed presse den varme luften oppover i atmosfæren. Da kan det bli dannet voldsomme skyer, og det blir gjerne lyn, torden og haglbyger langs slike kaldfronter. Nå i morges haglet det som bare det da kaldfronten passerte over Bergen. Vi ser kaldfronten tydelig på satellittbildet også, i form av et avlangt skysystem som strekker seg helt ned til den nordvestlige tuppen av Spania.

Ut fra analysen kan vi også lett se hvor den sterkeste vinden forekommer. Vindstyrke er nesten utelukkende avhengig av de lokale trykkforskjellene, og de er størst der hvor isobarene (de svarte kurvene på analysebildet) er tettest. (Merk at det ikke er der hvor trykket er lavest, men der hvor forskjellene er størst.) Altså, den sterkeste vinden ved midnatt var på Island og ned mot Færøyene. Det blåste godt her i Bergen også, opp mot 30 m/s (nesten orkan styrke) ble målt på Ulriken:

(Klikk her for alle observasjoner fra Geofysisk institutt i Bergen). Dette til tross for at vi var ganske langt fra de tetteste isobarene. Vinden er mye lavere inne i byen fordi Ulriksmasten naturlig nok er mer eksponert enn måleren inne i byen (mindre friksjon). Under ser vi varselet for midnatt mellom fredag og lørdag:

Lavtrykket skal da ligge rett utenfor Lofoten, og det vil komme veldig sterk vind i Midt- og Nord-Norge. Kaldfronten har for lengst flyttet seg østøver, så det vil ikke komme så mye nedbør i Sør-Norge. Det blir spennende å se hvor sterk vind som blir målt. Det blir nok ikke like ille som Nyttårsorkanen på Nyttårsaften 1991–1992, som er den voldsomste stormen i Norge i nyere tid. Da ble det målt hele 46 m/s, som er langt over orkan styrke, og flere vindmålere ble rett og slett konket ut.

Når været henger seg opp

Her er en kronikk fra Stavanger Aftenblad, 10. november 2011.

Når været henger seg opp

av Erik Kolstad og Tarjei Breiteig

Vinteren nærmer seg, solen legger seg stadig lavere over horisonten, men ennå skal det gå noen uker før kulden fester grepet. Dette er det sikreste og enkleste værvarselet vi meteorologer kan gi. Men vi opplever stadig kraftige avvik fra denne årstidsbestemte regelen. I fjor på denne tiden lå temperaturene i Sør-Norge allerede under normalen, og det fortsatte de med til begynnelsen av januar. Året før var det enda kaldere; da lå det snø på bakken i mer enn 90 dager i strekk i regnbyen Bergen. Det er derfor mange som forventer en ny kald vinter i år.

Vi har opplevd perioder der temperaturene har gått ned og forblitt der nede lenger enn de pleier. Vannmagasiner ble tappet uten at noen fylte dem opp igjen. Vannrør frøs og gav frysninger også hos forsikringsselskapene. Hva er det som gjør at vi får slike perioder der været «henger seg opp»? Er det tilfeldig, eller finnes det noen bakenforliggende årsaker? Vi skal her gå gjennom de indikatorene som regnes å ha mest å si for slike langsomme svingninger i vinterværet.

Deler av Norge ligger i Arktis, men det skulle man ikke tro en gjennomsnittlig desemberdag langs kysten vår. Mange steder er regn vanligere enn snø, og forklaringen er så enkel som den moderne værvarslingens far, Vilhelm Bjerknes, skrev den i Aftenposten i 1904:

Middeltemperaturen i Januar ved de yderste Lofotøer er 27 Grader Celsius høiere end Gjennemsnittet for samme Breddegrad rundt hele Jorden. Det er Virkningen af Golfstrømmens varme Vand.

Vi kan supplere med at det i enda større grad skyldes de milde sørvestlige vindene over vår del av Atlanteren, vinder som i seg selv er en viktig årsak til at det varme vannet blir ført nordover. Dette beltet av sønnavinder strekker seg fra østkysten av USA til Skandinavia og fungerer som atmosfærens autostrada, der lavtrykk med kupéen full av mild, fuktig havluft durer inn fra vest.

Det som skjedde i lange perioder i løpet av de to forrige vintrene, var at lavtrykkene ble styrt inn mot kontinentet i stedet for opp til oss. Milde, kraftige vinder fra sørvest ble erstattet av kalde, svake vinder fra det frosne kontinentet i øst og det mørklagte isødet i nord.

For oss som varsler været er det viktig å finne ut hvorfor dette skjedde, og vi tror at vi har deler av forklaringen. Kort fortalt ble det dannet et gigantisk høytrykk over det meste av Arktis. I slutten av oktober 2009 så vi de første tegnene til et høytrykk langt oppe i stratosfæren, det iskalde luftlaget som begynner 20 km over oss. Ofte er det slik at et kraftig høytrykk, og paradoksalt nok unormalt varm luft, høyt der oppe bringer bud om kaldere vær her nede på bakken i den påfølgende perioden.

Vi har undersøkt værdata fra alle vintrene helt tilbake til 1958, og fant at kuldeperioder inntreffer minst 25 % oftere de første tre månedene etter høytrykket i stratosfæren oppstår. Noen ganger blir det korte perioder med kulde, andre ganger holder det seg kaldt i uker og måneder av gangen, slik det gjorde de to foregående vintrene.

Selv om det meste av været på våre breddegrader styres av til dels uforutsigbare handlingsrekker, tror vi at koblingen mellom stratosfæren og styrken på vestavindene på bakken er en av de viktigste bidragsyterne til langvarige avvik i vinterværet. Men også andre prosesser kan være viktige.

Sjøtemperaturen rundt et landområde har en viss påvirkning på lufttemperaturen. Det viser seg imidlertid at temperaturen i luften er så sterkt styrt av vindretningen at små variasjoner i sjøtemperaturen har liten direkte innflytelse. Men havet kan likevel ha en påvirkning gjennom et kjent samspill mellom sjøtemperatur og lavtrykksaktivitet over havet. I fjor høst var temperaturene i et stort område rundt sørtuppen av Grønland veldig mye høyere enn normalt for årstiden, og dette var med på å styre lavtrykkene bort fra oss og inn i Sør- og Mellom-Europa.

En annen potensiell bidragsyter er de voldsomme omveltningene i havmassene som skjer nesten hver vinter langs ekvator i Stillehavet. Dette fenomenet, som er best kjent som El Niño, har en tydelig innflytelse på været i store deler av verden. Det er påvist en viss sammenheng mellom El Niño og været i Europa, men denne påvirkningen er liten sammenliknet med de tilfeldige værsvingningene i Skandinavia, og det er ukjent om den er kraftig nok til å ha noen praktisk betydning.

Det er vanskelig for oss mennesker å manøvrere i dette landskapet av værtegn. Man skulle tro at det var lettere for de objektive datamaskinene. Værvarsling har gått fra å basere seg på subjektive tolkninger av værkart og observasjoner til å lene seg tungt på resultatene fra komplekse dataprogrammer som simulerer værutviklingen langt frem i tid. Prinsippet er ganske enkelt. Man dytter alle tilgjengelige værobservasjoner, fra manuelt avleste termometre til temperatur- og fuktighetsprofiler basert på satellittdata, inn i et dataprogram. Og ved hjelp av kjente fysiske ligninger, kan så datamaskinen beregne hvordan været skal bli i morgen, i overmorgen og av og til enda lenger frem i tid. Problemet er at disse simuleringene er så avhengig av kvaliteten på de observasjonene vi bruker.

Det kan minne om skyting på blink. Dersom skytteren ikke vet hvor sterk vinden er, eller den helt nøyaktige vindretningen, er det umulig å beregne hvor kulen kommer til å treffe. Og fordi vi aldri kan få mange nok og gode nok værobservasjoner, er det sjelden datamaskinene treffer med prognosene sine lenger enn noen få dager frem i tid. Jo større avstanden til blinken blir, jo større er sjansen for at vinden gjør en liten, tilfeldig endring som gjør at kulen bommer.

Likevel gjøres det forsøk på å varsle været mange måneder inn i fremtiden. Fordi vi vet at disse varslene er så følsomme for observasjonsfeil, starter vi dem med observasjoner fra mange forskjellige tidspunkt. Typisk lager vi prognoser basert på det observerte været fra én til tretti dager bakover i tid. Så tar vi gjennomsnittet av alle disse simuleringene og ser om de gir et entydig signal.

De ferskeste sesongvarslene, som er basert på 41 slike simuleringer og nylig ble utstedt av det felles europeiske værvarslingssenteret, indikerer at vinteren blir mildere enn normalt. I tillegg har de kjente eksterne prosessene som påvirker vinterværet i den kalde retningen vært lite aktive den siste tiden. Hverken i stratosfæren eller i Nord-Atlanteren er det særlige utslag fra normalen. Inntil videre har vi derfor ingen indikasjoner på en ny kald vinter, men blinken er ennå langt unna.

Temperatur i Bergen og globalt

Januar 2010 var en kald måned, som alle vet, men hvor kald var den egentlig? Her viser jeg temperaturen de siste 12 månedene sammen med de offisielle normalene (1961–1990) og nye «normaler» for de siste 30 årene (klikk for full størrelse):

Vi ser at desember 2009 også var kald. Det er også verdt å merke seg at de nye «normalene» er varmere enn de offisielle i alle månedene unntatt oktober. Dermed føles det kaldere nå enn denne vinteren ville ha gjort på 60-tallet.

Forklaringen på at det har vært kaldt mange steder på den nordlige halvkule samtidig denne vinteren, er at Den nordatlantiske oscillasjon har vært inne i en langvarig negativ (kald i Norge) fase. Det er vanskelig å forklare hvorfor dette har skjedd akkurat denne vinteren, men det har med store bølger i atmosfæren å gjøre (ja, det finnes bølger i luft også). Disse påvirker også den kraftige virvelen i stratosfæren. Dette er et hett forskningstema, og særlig fordi kunnskap om disse bølgene muligens kan brukes i varsling. Vet vi for eksempel at virvelen i stratosfæren svekkes, så er det en ganske god sannsynlighet for at vestavindene på bakken svekkes i løpet av de påfølgende to månedene. Denne vinteren hadde vi en svekkelse av virvelen i stratosfæren i november, og vi ser på figuren over som skjedde i desember og januar.

Foreløpig er ikke disse sammenhengene så godt kjent at de kan brukes til langtidsvarsling, men det som er sikkert er at de gangene Den nordatlantiske oscillasjonen svinger over i den negative fasen, så får man nettopp den temperaturresponsen vi har sett i vinter. Det blir kaldt i Norge og østover mot Sibir, kaldt på østkysten av USA, varmt i området rundt Grønland og varmt innover i Middelhavsområdet.

Men selv om det åpenbart var kaldt i Bergen og mange andre steder denne vinteren, var den globale temperaturen i januar av de aller høyeste som noensinne er målt. Dette tipper jeg i hovedsak skyldes den gjeldende El Niño-episoden. Under en slik episode er havoverflaten i store deler av Stillehavet mye varmere enn normalt, og dette frigjør varme til atmosfæren. Det fører også til endringer i værmønstrene. Vi skal ikke se bort fra at El Niño indirekte har bidratt til den kalde vinteren her i år, og at 2010 blir det varmeste året hittil i de globale arkivene, takket være en kombinasjon av El Niño og den økende drivhuseffekten.