Vädrets makter. Föreläsning 6 Djup konvektion, superceller och tromber Tropisk meteorologi och orkaner Väderprognoser

Transkript

1 Vädrets makter Föreläsning 6 Djup konvektion, superceller och tromber Tropisk meteorologi och orkaner Väderprognoser

2 Skalor i atmosfären Anticyklon km Fullt utvecklad " mellanbreddscyklon km Tropisk cyklon km Stortromb (tornado) m Småtromb m

3 Stoftvirvel (Småtromb) Börjar vid marken Konvektion pga solens uppvärmning av marken Yr upp stoft Kan bli från ett par meter upp till 100 m höga

4 Konvektion 10/5/12 Per Axelsson, Meteorologiska Ins8tu8onen 4

5 Konvektiva stormar och djupkonvektion Tropopausen Tillräckligt med CAPE behövs för att en konvektiv storm ska bildas gynnas av instabil skiktning med fuktig och varm luft nära marken. När luften stiger frigörs latent värme, vilket förstärker hävningen. Vanligt i tropikerna samt på sommaren över kontinterna. Då vindskjuvningen är svag bildas obast endast en cell.

6 Vid stark vindskjuvning kan flercelliga stormar bildas De är mer långlivade och kraftiga

7 Några ord om rotation Vi har tidigare talat om jordens rotation, som ger upphov till Corioliskraften och som varierar med latitud Men strömningen i atmosfären har också en rotation, t.ex. positiv i lågtryck och negativ i högtryck Enkelt (som en första approximation) kan man säga att summan av jordens rotation och strömningens egen rotation bevaras jämför rörelsemängd eller rörelsemängdmoment Men rotation kan flyttas mellan olika riktning och kan också förstärkas (koncentreras) genom t.ex. uttänjning jämför skridskoprinsessan som snurrar snabbar om hon drar in armarna (=minskar sin radie)

8 Rota8on genom ver8kal vindändring

9 Städ LuB kyls och blir tyngre av fallande nederbörd Samma nederbörd kan recirkuleras i molnet flera gånger. Ger hagel...

10 10

11 Tornado (stortromb)

12 Tropisk meteorologi Ingen eller liten inverkan från Coriolis. Hög solinstrålning. Stor tillgång på fuktig luft. Konvektion. Konvergens och divergens av luft. Små temperaturgradienter.

13 Tropiska cykloner Bildas över varma hav > 27 o C Bildas inte mellan ungefär 4 o S och 4 o N, där är corilioskraften för liten och lågtryck jämnas snabbt ut. Lågtryck Drivs av latent värme som frigörs när luften hävs och vattenångan kondenserar Kan bli km breda horisontellt Intensiv nederbörd

14 Tropiska cykloner Kärt barn har många namn: Tropisk cyklon" Tropiskt lågtryck Tropisk storm Orkan Tyfon

15 Tropiska cykloner Konvek'on

16 Tropiska cykloner Latent värme W Moln Konvek'on

17 Tropiska cykloner W W W Moln Konvek'on

18 Tropiska cykloner W H W H W Moln Konvek'on

19 Tropiska cykloner W H W H W Moln L Konvergens

20 Tropiska cykloner O x W H W H W O Moln L O O x Avdustning Avdustning Konvergens

21 Tropiska cykloner

22

23

24 Hurricane Katrina

25 Tropiska stormar idag

26 Ostliga vågor

27 Väderprognoser- observationer

28 Markobservationer Temperatur, daggpunkt, lufttryck, vind, molnighet, sikt, nederbörd

29 Sonderingar Temperatur, daggpunkt, vind, (geopoten8al)

30 Flygplan Temperatur, vind

31 Geostationära satelliter

32 Polära satelliter

33 Radar Ger informa8on om nederbörd Radarbild från kl 14.30

34 Analys av vädret

35 Väderprognoser Prognosmetoder Persistens Trendmetod Analoga metoden Klimatologisk prognos Numeriska prognoser

36

37 10/5/12 Per Axelsson, Meteorologiska Ins8tu8onen 37

38 10/5/12 Per Axelsson, Meteorologiska Ins8tu8onen 38

39 10/5/12 Per Axelsson, Meteorologiska Ins8tu8onen 39

40 L? 10/5/12 Per Axelsson, Meteorologiska Ins8tu8onen 40

41

42 Datormodell Vädret nu Du Dt = 1 p ρ x + 2Ωv sinφ + F x Dv Dt = 1 p ρ y 2Ωusinφ + F y... Väderprognos

43 Moderna väderprognoser För längre och säkrare prognoser måste man ta hänsyn till faktorer som ännu inte finns! Då måste man ta hjälp av modeller Modeller löser rörelseekvationerna ekvationer på ett grid Bevarande av energi Bevarande av massa

44 nivåer i atmosfären 2.5 lat 30km 3.75 long Modeller Atmosfären delas upp i ett rutnät. I varje volym tilldelas varje variabel (vind, temperatur etc.) ETT värde. I varje volym löses ekvationer som beskriver hur de olika variablerna ändras i tiden Initialtillståndet som modellerna utgår från bygger på observationer nivåer i havet 5km

45 Parameterisering Konsten att beskriva den kumulativa storskaliga effekten av småskaliga detaljer

46

47

48 Atmosfären är icke-linjär. Vad menas med det? Många alldagliga processer är ickelinjära - ta till exempel en pendel Detta innebär att en exakt matematisk lösning är omöjlig Linjär Allt beror på allt! Icke linjär

49 E[ enkelt exempel...

50 Modellen måste veta initialtillståndet...

51

52

53 Determinis8ska prognoser räknar på och beskriver händelseförloppet i detalj

54

55 För globala beräkningar sätter dator- kraften en gräns för upplösningen. Limited-area - modeller...

56 Ensemble prognoser Alla prognoser blir fel mer eller mindre. För a[ ta hänsyn 8ll olika fel kan man göra många prognoser med nästan iden8skt utgångsläge

57

58

59 Medelvärdet av många ensemble- medlemmar ger än bättre prognos än motsvarande deterministiska Prognos på alla tidsskalor. Dessutom ger de ett statistiskt mått på hur säker prognosen är

60 Månadsprognoser

61