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

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.

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.

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.

Kaldt!

Det er kaldt for tiden, men ikke verre enn det skal være. Vi skal ikke se bort fra at det kommer en rekke kalde vintre i årene fremover.

Dette betyr ikke at den globale oppvarmingen er avlyst. Norge og Nord-Europa er bare en liten del av verden. Samtidig som vi har en østlig, kald værtype her i Sør-Norge, er det for eksempel sønnavind og plussgrader på sørspissen av Grønland.

Allerede på 1700-tallet la misjonæren Hans Egede Saabye merke til at vintrene på Grønland og i Danmark var i motfase. Han skrev i dagboken sin at selv om alle vintrene på Grønland var harde, var de ikke identiske. Når vinteren i Danmark var hard, var det mildt på Grønland, og motsatt. Dette hadde han utledet av sin korrespondanse med folk hjemme i Danmark og Norge.

I 1811 ble det publisert en tysk studie som innhentet informasjon fra flere dagbøker fra Grønland og Tyskland, og fra dette materialet har det blitt laget en tabell over vintre som var kjennetegnet av store forskjeller mellom disse stedene. Her kan vi for eksempel se at vinteren i år 1709 var «veldig mild» på Grønland og «ekstraordinært streng» i Tyskland. Et eksempel på det motsatte forekom i år 1756, hvor vinteren var «veldig harsk og streng» på Grønland og «veldig mild» i Tyskland.

I dag kaller vi denne pendelaktige svingningen for Den nordatlantiske oscillasjon, eller NAO. Sett med norske øyne var dette værmønsteret i en kald fase gjennom 1950- og 1960-tallet. I 70-årene var det litt frem og tilbake, men fra 1980 og utover har NAO stort sett holdt seg i den varme fasen. Disse ukene har NAO ikke uventet vært i en kald fase, men dette kan snu i løpet av vinteren.

Det er altså ingen myte at vintrene var kaldere før i tiden. Det er vanskelig å se fremover i tid, men dersom vi antar at NAO svinger frem og tilbake og kan holde seg i samme fase i flere år av gangen, er det ingenting i veien for at vintrene blir kaldere i årene som kommer. Samtidig vil jeg presisere at vi ikke har noen tydelige indkasjoner på et dette kommer til å skje.

Så var det dette med den globale oppvarmingen. Vi skal huske på at det er verdens årlige gjennomsnittstemperatur som har økt med tett oppunder én grad de siste hundre årene. Om vi skulle få kalde vintre i Norge i noen år, vil ikke det ha noen merkbar innvirkning på denne trenden. Andre steder er det unormalt varmt samtidig – år 2009 var i følge NASA det varmeste året på den sørlige halvkule siden målingene tok til.

Dersom man legger sammen temperaturmålinger fra alle steder på kloden gjennom hele året, får man en økende trend i temperaturen. Den kommer ikke til å slutte selv om vi hutrer oss gjennom dagene her i nord.

Mer snø

I følge Ellen Kongsnes i Stavanger Aftenblad spådde jeg i går mer snø. En helt grei overskrift, men den første setningen i selve saken er mer nøyaktig:

– Det er ingenting i veien for at vi går mer snørike og kaldere vintre i møte de neste 10 til 20 årene.

Denne uttalelsen er ordrett sitat, og reflekterer at vi ikke vet hva som vil skje de nærmeste tiårene. Som det står i saken har vi hatt værsvigninger som kan vare noen tiår i nyere tid, men dette er ingen garanti for at det vil fortsette å være sånn fremover. Dette er noe jeg forsker på i øyeblikket.

Helt konkret ser jeg på resultater fra klimamodeller som har simulert 300-årsperioder. Jeg har 13 slike kjøringer, og dersom jeg finner at det simulerte været i våre områder svinger med en periode på en tiårig tidsskala, gir dette en indikasjon på at det finnes mekanismer i naturen som forårsaker dette. I så fall ville det ha vært veldig interessant. Inntil videre får vi se hva som skjer i den virkelige verden.

Varsling av polarstormer

Oppgaven min i det forskningsprosjektet jeg jobber på er å finne koblinger mellom polarstormer (inkludert polare lavtrykk) og store værmønstre. I juni fikk jeg publisert en artikkel som dreier seg om dette. Her er et sammendrag jeg skrev for Bjerknessenterets hjemmesider:

I en ny studie blir det tatt et skritt mot bedre varsling av uvær i polare strøk. Kaldluftsutbrudd over havet kan knyttes til store værmønstre, og dermed åpnes det for å bruke nye virkemidler for å varsle slike hendelser.

Marine kaldluftsutbrudd er det viktigste arnestedet for uvær til havs i polare strøk. Et MK er en storskala forflytning av kald luft, typisk fra områder dekket av sjøis, inn i regioner med åpent hav. Temperaturkontrasten mellom det relativt varme havet og luften kan være mer enn 20 grader, og dette fører til stigende luft og lavtrykksdannelse. Det mest kjente værfenomenet som er knyttet til MK’er er polare lavtrykk (polarstormer). Disse har, til tross for at de er mindre i utstrekning, blitt sammenlignet med tropiske orkaner, og kan produsere vinder med orkan styrke og store snømengder. MK’er utgjør dermed en betydelig del av risikobildet både til havs og langs kysten i Norge, Russland, Island, Japan og til og med De britiske øyer. MK’er er også viktige faktorer i å bestemme hvor mye varme som overføres fra havet til luften om vinteren. Slikt varmetap er knyttet til dypvannsdannelse og styrken på den termohaline sirkulasjonen, det store «samlebåndet» av varmeenergi i havet. I en ny studie, som ble publisert i Climate Dynamics og som ble ledet av Bjerknesforskeren Erik Kolstad, undersøkes sammenhengen mellom de store værmønstrene og MK’er. Over De nordiske hav er det sterke høytrykksrygger over Grønland, enten alene eller sammen med sterke lavtrykksanomalier over Nordøst-Europa, som er mest fordelaktig for dannelse av MK’er. Dette kan være viktig fordi slike forhold er knyttet til den negative fasen av Den nordatlantiske oscillasjonen, det mest dominerende værmønsteret i Nord-Atlanteren. Dette betyr at en potensiell fremdrift i varsling av NAO – et stort forskningsfelt – vil kunne komme varslingen av MK’er til gode.

Fullstendig referanse: Kolstad, E. W., Bracegirdle, T. J. & Seierstad, I. A. (2009), Marine cold-air outbreaks in the North Atlantic: temporal distribution and associations with large-scale atmospheric circulation, Climate Dynamics, 33(2), 187-197.

Artikkelen kan lastes ned her.

En kald vinter i anmarsj?

Her er en kronikk som ble publisert i Aftenposten 7. februar 2009:

Tarjei Breiteig, stipendiat ved Bjerknessenteret for klimaforskning i Bergen
Erik Kolstad, forsker ved Bjerknessenteret

I midten av januar gikk stratosfæren gjennom en kraftig, plutselig oppvarming. Dette kan gi bud om en kald senvinter i Nord-Europa.
 
Når Leonard Cohen sang «Things are gonna slide, slide in all directions», tenkte han på alvorligere ting enn været. Teksten kan likevel brukes som et bilde på værets natur.

Været er den kanskje fremste eksponenten for kaos i naturen. Det er som oftest umulig å gi et godt værvarsel som gjelder mer enn noen få dager. Små, uforutsette utviklinger i atmosfæren kan vokse ut av proporsjoner og virkelig få ting til å skli i alle retninger. I ytterste konsekvens kan en sommerfugls vingeslag forandre hele utviklingen.

Likevel søker meteorologer stadig etter systematikk i værsystemene. Mye av inspirasjonen har kommet fra El Niño. Dette er et tropisk fenomen som er knyttet til storstilte avvik i havtemperaturen i Stillehavet, men det har vist seg å ha konsekvenser for hele kloden. For eksempel fører kraftige El Niño-episoder til tørke i Sørøst-Asia og i Australia og flom i det sørvestlige USA.

El Niño er en mekanisme som er så dominerende at den medfører en viss grad av værmessig forutsigbarhet. Har vi noe tilsvarende i Europa?

Utgangspunktet er ikke det beste. Det er utenfor tropene at været virkelig lever ut sin kaotiske natur. Vår egen vestkyst blir bombardert med lavtrykk gjennom hele vinterhalvåret. Vi får sjelden oppleve lange perioder med stabilt vær. Det viser seg imidlertid at det også her i Nord-Atlanteren finnes et dominerende værmønster.

På slutten av 1700-tallet gjorde pastoren Hans Egede Saabye en interessant iakttakelse. Han oppholdt seg på Grønland, og gjennom sin korrespondanse med dansker la han merke til at de barskeste vintrene på Grønland gjerne var mildere enn normalt i Danmark. I senere tid har denne observasjonen blitt bekreftet ved hjelp av statistiske metoder.

Nord-Europa i øst og Grønland og Canada i vest danner to temperaturmessige motpoler i et system som svinger frem og tilbake. Denne pendelaktige svingningen er et resultat av «Den nordatlantiske oscillasjon», best kjent ved forkortelsen «NAO». På 1960- og 1970-tallet var NAO inne i en langvarig fase som gav mange kalde, snørike vintre i Norge. Dette snudde brått på 1980-tallet og innledet en lang periode med mildere vintre som var mer preget av regn enn snøfall.

Ettersom NAO kan holde seg i en gitt fase gjennom lengre perioder, har man et visst håp om at det finnes et element av forutsigbarhet også utenfor tropene. Britene har i flere år drevet med sesongvarsling av NAO, og dermed indirekte av temperaturforholdene i Europa og Nord-Amerika.

Havet er en nøkkelbrikke i puslespillet. Temperaturen i havoverflaten varierer mye saktere enn temperaturen i atmosfæren. Fordelingen av varmt og kaldt vann i Nord-Atlanteren kan derfor påvirke lufttemperaturen i kystnære områder i lange perioder.

Også sjøisens utbredelse og snø- og fuktighetsforholdene på land kan være gull verdt for sesongvarsling. For eksempel har snødekket over Sibir og Himalaya vist seg å ha innflytelse på vinterværet i Europa. Hvis disse områdene har mye snø, vil mye solstråling reflekteres fra den lyse overflaten. Luften blir kald og tung, et høyttrykk oppstår, og dette lager en bølge i luftstrømmene over, som en stor stein i en liten bekk. Et kraftig sibirsk høytrykk medfører gjerne kalde, fine vinterdager i Nord-Europa og mørke skyer i Sør-Europa.

Men vi må løfte blikket for å se den prosessen som kanskje gir det største potensialet for langtidsvarsling av vær i Europa. Stratosfæren, det stabile luftlaget som begynner på 10–12 kilometers høyde og som strekker seg flere tiltalls kilometer opp, er preget av voldsomme vinder gjennom hele vinteren. I snitt én gang hver vinter gjennomgår imidlertid disse vindene enten en kraftig forsterkning eller en kraftig svekkelse. Særlig svekkelsene har bemerkelsesverdige konsekvenser. De fører til en kraftig oppvarming av stratosfæren over Arktis, i ekstreme tilfeller opp mot 50 grader i avvik.

Etter starten på en stratosfærisk oppvarming ser man ofte en respons på bakken. Det er vanlig at vestavindene ved bakken svekkes i en lang periode. Temperaturen faller i den nordlige delen av Asia, og etter noen dager blir det kaldt også i Nord-Europa. Dette bildet kan vare ved i mange uker, og gir seg til kjenne ved et langvarig utslag i NAO-systemet. I Norge og i Nord-Europa for øvrig kommer vinden i større grad enn normalt fra øst. Det er dette som gjør at det kan holde seg kaldt i lang tid.

En plutselig stratosfærisk oppvarming tok til i midten av januar i år, og ble umiddelbart ledsaget av en voldsom frost i Russland. I slutten av januar begynte temperaturene i Norge også å falle, og det har holdt seg relativt kaldt siden. Meteorologene varsler lavere temperaturer enn normalt i hele Vest-Europa i den første halvdelen av februar.

Om denne hendelsen virkelig kommer til å feste sitt kalde grep rundt Nord-Europa er usikkert. Forholdene ligger imidlertid til rette for en slik utvikling, og sannsynligheten for en kald senvinter har økt. Utviklingen følges nøye av meteorologene.

Men selv om mulighetene for sesongvarsling i Europa virker å være til stede, er værets fremtidige vei alltid uransakelig. Vi har blitt lurt før, men inntil videre legger vi hodene på blokken og spår en kald avslutning på vinteren.

Reuters-artikkel

En artikkel som jeg publiserte i fjor med Tom Bracegirdle fra British Antarctic Survey ble plukket opp av Reuters i dag. Først ble pressemeldingen lagt ut på hjemmesiden til Det internasjonalet polaråret (IPY), så ble jeg ringt opp av Reuters sin korrespondent i Oslo. Artikkelen ligger her.

Her er en liste over steder som kjørte artikkelen:

Scientific American

USA Today

Yahoo! Finance

CNBC

Forbes

«Jakta på polarstormen»

Nå er dokumentarfilmen om polare lavtrykk tilgjengelig på NRK nett-TV. Den handler om det forskningsprosjektet jeg jobber på. Målsetningen er å gjøre det mulig å forbedre varsling av polare lavtrykk. Dette er en hissig værtype som dannes når det blåser kald vind fra ismassene i Arktis ned i våre havområder. Senest på onsdag (7. januar 2009) traff et slikt lavtrykk land på et annet sted enn det som var varslet dagen før. Satellittbildet under viser hele kaldluftsutbruddet denne morgenen (klikk for full størrelse).

mcao_090107

Den kalde luften strømmer rett nedover og svakt mot venstre på bildet, fra nordvest. De høye fjellene på nordvestkysten av Spitsbergen gjør at det dannes en stripe med turbulente skyer som strekker seg helt ned til kysten. Til venstre for denne ser vi en klassisk skytype i forbindelse med slike kaldluftsutbrudd. De kalles roll clouds og er av typen Stratocumulus.

Til høyre for stripen ned fra Svalbard finner vi det polare lavtrykket. På dette tidspunktet består det av to kraftig fronter. Den buete, avlange massen av helt hvite skyer til venstre er en kaldfront. Her trenger det seg kald luft inn i relativt varme luftmasser. Den varme luften blir presset opp med voldsom kraft, og dette fører til at det dannes flere kilometer høye skyer. Denne sonen av lavtrykket er mest utsatt for det virkelige drittværet: lyn, torden, hagl og tett snøvær. Det er også her vi finner den sterkeste vinden (som altså blåste av hustak i Vest-Finnmark onsdag)

Fronten til høyre, den med en litt komma-aktig form, er varmfronten. Luften roterer jo rundt lavtrykkssenteret, så her blir varm luft fra sør i Barentshavet ført nordover. Da blir den tvunget til å legge seg oppå den kalde luften, og dette fører også til dyp skydannelse. Her er værtypen litt annerledes. Tett snøvær kan godt forekomme, men det er sjelden med lyn og torden.

Alt i alt er dette en helt vanlig situasjon i Norskehavet og Barentshavet. Når vinden snur på nord, dannes det nesten alltid polare lavtrykk i mer eller mindre moden form i de kalde luftmassene.