Kompetansemål i Geofag 2 (LK20)
Målet er at du skal kunne gjøre rede for hvordan ulike værsystemer oppstår og utvikler seg på global, regional og lokal skala, og tolke ulike værkart og værutvikling (Udir, u.å.-b).
Kjerneelementer som dekkes i dette kapitlet:
• Jordsystemer i tid og rom: «Kjerneelementet jordsystemer handler om delsystemer som geosfæren, atmosfæren, hydrosfæren, kryosfæren og biosfæren» (Udir, u.å.-a). Solgangsvind, berg- og dalvind og polarfrontsyklonen er prosesser i atmosfæren på ulik skala.
• Modeller og modellering: «Modeller brukes til å undersøke, forklare og presentere geofaglige prosesser og fenomener» (Udir, u.å.-a). Snittet av solgangsvind og den norske syklonmodellen er slike modeller.
Hva skiller lokalt vær fra en polarfrontsyklon?
Lokale og regionale værsystemer handler om vær som oppstår fordi land, hav og fjellside ikke varmes likt, og om lavtrykkene som vandrer langs polarfronten. Den globale sirkulasjonen tar vi i vindsystemet. Å lese systemet på et kart tar vi i værkart. Hvordan jetstrømmen styrer banen, tar vi i jetstrømmer.
| Solgangsvind | Berg- og dalvind | Polarfrontsyklon | |
|---|---|---|---|
| Utstrekning | Kyst og fjord | Dal og fjellside | Vandrer langs polarfronten, oftest mot øst |
| Om dagen, eller tidlig i livet | Sjøbris inn fra havet | Dalvind oppover dalen | Bølge på fronten, med varmfront og kaldfront |
| Om natten, eller sent i livet | Landbris ut fra land, som regel svakere | Bergvind ned dalen | Okkludert front, varm luft løftes fra bakken |
| Hva som driver | Land varmes og avkjøles raskere enn hav | Fjellsidene varmes og avkjøles mer enn lufta utenfor | En bølge på skillet mellom kald og varm luft |
Hva tror du?
En varm sommerdag ved kysten er det vindstille om morgenen. Utpå dagen begynner det å blåse inn fra havet. Hvorfor tror du vinden kommer akkurat da, og fra havet? Svar før du leser videre – vi kommer tilbake til det i delen om solgangsvind.
Solgangsvind
Solgangsvind er et vindsystem i kyststrøk med pålandsvind om dagen og fralandsvind utover natten. I Norge får vi den langs hele kysten av fastlandet, og til en viss grad også på Svalbard. Den er vanlig om sommeren, og kan også komme på varme vårdager (Store norske leksikon, u.å.-e).
Havet har stor varmekapasitet. Det tar lang tid både å varme det opp og å kjøle det ned. Land avkjøles og varmes raskere. På solrike dager stiger den varme lufta over land, og det dannes et termisk lavtrykk. Kjøligere luft fra havet strømmer inn ved bakken. Det er sjøbris. I høyden blåser vinden motsatt vei, fra land mot havet (Store norske leksikon, u.å.-b; Store norske leksikon, u.å.-e).
Sjøbrisen er altså et lite kretsløp med to motsatte strømmer. Svaret på «Hva tror du?» er at land varmes raskere enn havet. Over land blir lufta lettere, og det oppstår et svakt termisk lavtrykk. Tettere luft over vannet brer seg innover land og løfter lufta der. I høyden, ofte mellom 1000 og 1500 meter, dannes et lite høytrykk, og lufta strømmer tilbake mot havet. Forkanten kalles en sjøbrisfront. Den virker omtrent som en kaldfront: temperaturen kan falle så mye som 8–11 °C når den passerer, himmelen klarner, og fuktigheten øker. Ligger forholdene til rette, kan det også dannes byger langs fronten (NOAA, u.å.-a).
På den nordlige halvkule bøyer jordrotasjonen vinden av mot høyre. Sjøbrisen starter gjerne tidlig på ettermiddagen som pålandsvind, og dreier etter hvert til vind langs kysten. Når vinden blåser parallelt med kysten, kan den øke til mellom 15 og 25 knop. Utpå kvelden, når sola står lavt, løyer den (Store norske leksikon, u.å.-e).
I en fjord fortsetter vinden innover fjorden og bøyer ikke av. Det ser vi blant annet i Vestfjorden, Trondheimsfjorden og Oslofjorden. Der brukes ordet solgangsbris selv om vinden ikke dreier særlig (Store norske leksikon, u.å.-e).
Solgangsvinden er mest tydelig når det ellers er rolig vær. Blåser det allerede kraftig imot, kan den utebli. Langs kysten av Finnmark er solgangsvinden østlig. Er vestavinden sterk, får den ikke etablert seg (Store norske leksikon, u.å.-e).
Sjøbris: et lite kretsløp mellom hav og land
Om natten kjøles landet raskere enn havet. Når havet er varmest, blåser det fra land. Det er landbris, og i høyden er det da pålandsvind. Landbrisen er som regel vesentlig svakere enn sjøbrisen. Friksjon gjør at den ofte knapt er målbar, men enkelte steder kan det blåse friskt. Et stykke fra land kan jordrotasjonen dreie også nattvinden mot høyre (Store norske leksikon, u.å.-e; Store norske leksikon, u.å.-f).
Landbrisen er svakere, men ikke fordi oppvarming om dagen og avkjøling om natten skjer med ulik takt. Om natten hemmer den kalde bakken den loddrette bevegelsen, kretsløpet blir grunnere, og terreng, vegetasjon og bygninger bremser lufta på vei ut mot vannet (NOAA, u.å.-a).
Solgangsvind gjennom døgnet
Berg- og dalvind
Berg- og dalvind er et vindsystem med svingning gjennom døgnet, typisk i fjellstrøk i sommerhalvåret, og mest tydelig i klarvær med svak vind ellers. Om dagen blåser dalvinden fra lavlandet, opp dalene og mot fjellet. Om natten blåser det motsatt vei, fra fjellene ned mot dalbunnen og videre ned dalene. Det kalles bergvind (Store norske leksikon, u.å.-h; Store norske leksikon, u.å.-i).
Årsaken er at fjellskråningene varmes opp og avkjøles mer enn lufta i samme nivå et stykke fra fjellet (Store norske leksikon, u.å.-h). Vind oppover en skråning kalles anabatisk vind. Den skyldes ofte ulik soloppvarming på solside og skyggeside (Store norske leksikon, u.å.-l).
Dalvind om dagen, bergvind om natten
Om vinteren kan bergvind ha stor betydning for temperaturen lokalt, blant annet ved å øke faren for frost. Den kalde lufta følger senkninger i terrenget mot lavere nivå, omtrent som vann. I lavtliggende områder kan kald luft hope seg opp, og forskjellene lokalt blir store (Store norske leksikon, u.å.-j).
Katabatisk vind er vind som blåser nedover en helling på grunn av tyngdekraften. Kald luft er tyngre enn varm luft og har en tendens til å synke. I Norge er variantene relativt milde. De kalles sno eller brevind. Den kraftigste vinden kommer der kald luft dreneres ut fjorder og daler, men den når sjelden mer enn frisk bris (Store norske leksikon, u.å.-k).
Katabatisk vind: Gravitasjonsdrevet kaldluft og dype inversjoner
Sjekk deg selv
Velg ett svar per spørsmål.
1. Hvorfor blåser sjøbrisen inn fra havet om dagen?
2. Hva er bergvind?
Orografisk nedbør og føn
Orografisk nedbør utløses når fuktig luft tvinges til å stige av terrenget. Luft som stiger, avkjøles. Er hevningen stor nok, når lufta metning, vanndamp kondenserer, og det kan falle nedbør. På den andre siden av fjellet kan lufta synke. Temperaturen stiger, og lufta er tørrere fordi mye av vannet ble liggende igjen på luvsiden. Skyene løses opp (Store norske leksikon, u.å.-c).
Regnskygge er et nedbørfattig område på lesiden. Den stigende bevegelsen, som nedbør krever, svekkes eller avløses av synkende bevegelse. I vestavindsbeltet ligger slike områder på østsiden av fjellkjeder som går nord–sør, mest markert høst og vinter. De øvre dalførene på Østlandet ligger i utpreget regnskygge. I Ottadalen er årsnedbøren så lav som ned mot 200 millimeter, mens det få kilometer unna, på Jostedalsbreen, faller omkring 3000 millimeter i året (Store norske leksikon, u.å.-d).
Føn er en forholdsvis varm, tørr vind som slår ned i lavlandet etter å ha passert et fjellområde. Luft som synker på lesiden, kommer under høyere lufttrykk og varmes med omtrent én grad celsius per hundre meter. Det kalles adiabatisk oppvarming. Når lufta varmes uten at det tilføres fuktighet, synker den relative fuktigheten. Kondensasjon og regn på luvsiden kan spille en rolle, men har mindre betydning enn det som tidligere var antatt. Selve synkingen kan komme av fjellbølger, hydrauliske sprang eller le-virvler (Store norske leksikon, u.å.-g).
I Norge forekommer føn på begge sider av fjellkjedene. Effekten er størst ved vind fra sør og sørøst over de høyere delene av Langfjella, og ned i fjordstrøkene i indre deler av Møre og Romsdal. I Tafjord ble det målt 21,8 °C i november 2003 på grunn av fønvind. Fjellbølger gav da nedslag av varm luft fra høyden (Store norske leksikon, u.å.-g).
Hvorfor blir luften varmere og tørrere på lesiden?
Interaktiv kalkulator
Fønvindens termodynamikk: Adiabatisk beregner
Se trinn for trinn hvordan orografisk sky- og nedbørsdannelse på losiden frigjør latent varme, slik at luften blir vesentlig varmere og knusktørr når den synker ned i dalen på lesiden.
Juster startparametre
Fordi luftpakken regnet fra seg vanndamp (skytykkelse: 1000 m), frigjorde kondensasjonen latent varme. Formel: ΔT = (Γ_d - Γ_m) · (Δz_sky / 100) = (1,0 - 0,6) · 10 = +4.0 °C.
Fra 0 til 600 m avkjøles umettet luft med 1,0 °C/100m.
12 °C - 6 °C = 6.0 °C
Fra 600 til 1600 m frigjør kondensasjon latent varme (0,6 °C/100m).
6.0 °C - 6.0 °C = 0.0 °C
Fra 1600 til 100 m varmes tørr luft adiabatisk med 1,0 °C/100m!
0.0 °C + 15.0 °C = 15.0 °C
Temperaturinversjon
Vanligvis avtar temperaturen oppover i atmosfæren, fordi atmosfæren varmes nedenfra og konveksjon blander lufta oppover (Store norske leksikon, u.å.-m).
En inversjon er det motsatte: temperaturen stiger med høyden. Det skjer typisk om vinteren, når bakken blir kald og kjøler ned lufta nær bakken. Kaldere luft er tyngre og legger seg i daler og fjorder. På en klar vinternatt med snø sender underlaget langbølget stråling ut, bakken mister varme, og temperaturen stiger i de første par hundre meterne over bakken (Store norske leksikon, u.å.-m).
| Sted og tid | Nær bakken | Høyere oppe |
|---|---|---|
| Blindern og Tryvann, 5. januar 2002 kl. 08 | −13,1 °C, omtrent 100 m over havet | +2,3 °C, omtrent 500 m over havet |
| Bergen, 25. januar 2021 kl. 08.15 | −3,4 °C ved Geofysisk institutt | −1,6 °C i 250 m. Deretter kaldere igjen, −4,8 °C i 650 m |
Tallene er målinger gjengitt av Store norske leksikon (u.å.-m). Forskjellen behøver ikke være så stor som mellom Blindern og Tryvann.
Når den kalde lufta har lagt seg nede, skal det kraftig vind til for å blande inn varmere luft ovenfra. Inversjonen gjør at lufta nær bakken blandes dårlig med lufta over. Utslipp fra skip, veitrafikk og vedfyring kan samle seg. Den varmere lufta i høyden virker som et lokk. Samme dag som Bergens-målingen varslet yr periodevis høy luftforurensning for Danmarksplass (Store norske leksikon, u.å.-m).
Temperaturinversjon: Atmosfærens giftige lokk
Sjekk deg selv
Velg ett svar per spørsmål.
1. Hvorfor er fønvinden varm og tørr?
2. Hva er en temperaturinversjon?
Polarfrontsyklonen
Polarfronten skiller kald luft fra høye breddegrader fra varm luft fra subtropene, og ligger vanligvis mellom 40° og 70° bredde. Langs den vandrer lavtrykk mot øst, omtrent med vinden i høyden, og de gir mye av nedbøren i den tempererte sonen (Store norske leksikon, u.å.-a). Et slikt lavtrykk har et fast livsløp: Det starter som en bølge på fronten, får en varmfront og en kaldfront, og fylles ut når kaldfronten har tatt igjen varmfronten og dannet en okkludert front (NOAA, u.å.-b). Hvordan du kjenner igjen frontene og lavtrykket på kartet, lærer du i kapitlet Værkart og værutvikling.
Polarfrontsyklonens livsløp
Vanlige misforståelser
Sjøbris er ikke en polarfrontsyklon i miniatyr. Den er et kretsløp mellom land og hav, med returstrøm i høyden (NOAA, u.å.-a; Store norske leksikon, u.å.-e).
Føn ligger på lesiden. Regn på luvsiden kan bidra til oppvarmingen, men hovedsaken er at lufta synker og varmes med omtrent én grad per hundre meter (Store norske leksikon, u.å.-g).
En inversjon betyr ikke at det er kaldt i hele luftlaget. Det er kaldere nær bakken enn høyere oppe, og derfor blir utslipp liggende nede (Store norske leksikon, u.å.-m).
Viktige begreper
Solgangsvind: Pålandsvind om dagen og fralandsvind om natten i kyststrøk. Sjøbris er dagvinden inn fra havet.
Landbris: Vind ut fra land om natten, når havet er varmere enn land. Som regel svakere enn sjøbrisen.
Dalvind: Vind oppover dalen om dagen. Bergvind er nattens vind ned dalen.
Anabatisk vind: Vind oppover en skråning. Katabatisk vind blåser nedover, drevet av tyngdekraften.
Orografisk nedbør: Nedbør som utløses fordi fjellet tvinger fuktig luft til å stige.
Regnskygge: Nedbørfattig område på lesiden, der lufta synker og tørker.
Føn: Forholdsvis varm, tørr vind som slår ned i lavlandet etter å ha passert et fjell.
Inversjon: Temperaturen stiger med høyden. Varmere luft over virker som et lokk.
Polarfront: Grensen mellom kald luft fra høye breddegrader og varm luft fra subtropene.
Okkludert front: Fronten som dannes når kaldfronten tar igjen varmfronten.
Sammendrag
- Lokale vindsystemer oppstår fordi land, hav og fjellsider varmes og avkjøles ulikt gjennom døgnet.
- Solgangsvind er sjøbris inn fra havet om dagen og svakere landbris ut fra land om natten. Berg- og dalvind er det samme mønsteret i daler.
- Fuktig luft som tvinges over fjell, gir orografisk nedbør på luvsiden. På lesiden synker lufta, varmes opp og gir regnskygge og føn.
- Ved temperaturinversjon stiger temperaturen med høyden. Den varme lufta over virker som et lokk, og forurensning blir liggende.
- Polarfrontsyklonene vandrer mot øst langs polarfronten og gir mye av nedbøren i Norge.
Test deg selv
Velg ett svar per spørsmål.
1. Hva setter i gang sjøbris om dagen?
2. Hvorfor dreier solgangsvinden langs norskekysten ofte fra pålandsvind til vind langs kysten?
3. Hvorfor er fønvind varm?
4. Hva er en temperaturinversjon, og hvorfor kan lufta i en dal bli dårlig?
5. Hva skjer når en polarfrontsyklon blir moden, ifølge den norske syklonmodellen?
Kildeliste
- National Oceanic and Atmospheric Administration [NOAA]. (u.å.-a). The sea breeze. JetStream. https://www.noaa.gov/jetstream/ocean/sea-breeze
- National Oceanic and Atmospheric Administration [NOAA]. (u.å.-b). Norwegian cyclone model. JetStream. https://www.noaa.gov/jetstream/synoptic/norwegian-cyclone-model
- Store norske leksikon. (u.å.-a). Polarfront. https://snl.no/polarfront
- Store norske leksikon. (u.å.-b). Sjøbris. https://snl.no/sj%C3%B8bris
- Store norske leksikon. (u.å.-c). Orografisk nedbør. https://snl.no/orografisk_nedb%C3%B8r
- Store norske leksikon. (u.å.-d). Regnskygge. https://snl.no/regnskygge
- Store norske leksikon. (u.å.-e). Solgangsvind. https://snl.no/solgangsvind
- Store norske leksikon. (u.å.-f). Landbris. https://snl.no/landbris
- Store norske leksikon. (u.å.-g). Føn. https://snl.no/f%C3%B8n
- Store norske leksikon. (u.å.-h). Berg- og dalvind. https://snl.no/berg-_og_dalvind
- Store norske leksikon. (u.å.-i). Dalvind. https://snl.no/dalvind
- Store norske leksikon. (u.å.-j). Bergvind. https://snl.no/bergvind
- Store norske leksikon. (u.å.-k). Katabatisk vind. https://snl.no/katabatisk_vind
- Store norske leksikon. (u.å.-l). Anabatisk vind. https://snl.no/anabatisk_vind
- Store norske leksikon. (u.å.-m). Inversjon (meteorologi). https://snl.no/inversjon_-_meteorologi
- Utdanningsdirektoratet. (u.å.-a). Kjerneelementer. Læreplan i geofag (GFG01-03). https://www.udir.no/lk20/gfg01-03/om-faget/kjerneelementer
- Utdanningsdirektoratet. (u.å.-b). Kompetansemål etter geofag 2. Læreplan i geofag (GFG01-03). https://www.udir.no/lk20/gfg01-03/kompetansemaal-og-vurdering/kv973
