Marcus Löfverström

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Marcus Löfverström"

Gösta Andersson
för 6 år sedan
Visningar:

1 Jordens strålningsbalans och atmosfärens allmänna cirkulation: Hadleycellen, subtropiska högtryck, intertropska konvergenszonen - ITCZ, vissa globala förhållanden Marcus Löfverström marcus@misu.su.se

2 Vem är jag? Utbildad meteorolog och doktorand sedan 2009 Intresserar mig för atmosfärens allmänna cirkulation med specialisering på mellanbreddernas dynamik Nuvarande forskning behandlar: 1) Långa vågors interaktion med latent värme 2) Ickelinjära effekter av topografi på barotropa och baroklina flöden Marcus Löfverström

3 Dagens föreläsning behandlar... Jordens strålningsbalans Begreppet allmän cirkulation Hadleycellen och ITCZ Subtropiska högtryck Cirkulationen på mellanlatituderna

4 Milankovitchparametrar Olika orbitala parameterar har väldigt olika tidsskala Precession - precision av rotationsaxeln Obliquity - lutning på rotationsaxeln Eccentricity - hur elliptisk jordens bana är

5 Milankovitchparametrar

6 Jordens strålningsbalans För ett stabilt klimatsystem måste det råda en balans mellan inkommande och utgående strålning!

7 Jordens strålningsbalans För ett stabilt klimatsystem måste det råda en balans mellan inkommande och utgående strålning! - Planeten som helhet -

8 Jordens strålningsbalans För ett stabilt klimatsystem måste det råda en balans mellan inkommande och utgående strålning! In: 342 Wm -2 Ut: ( ) Wm -2 = 342 Wm -2

9 Jordens strålningsbalans Enklaste tänkbara strålningsbalansmodell solar radiation longwave radiation S 0 (1 α)πr 2 σt 4 4πr 2 surface S 0 (1 α)πr 2 = σt 4 4πr 2 T = 4 S0 (1 α) = 255 K = 18 C 4σ real value is real value is 288 K = 15 C greenhouse gases accounts for a heating of 33K in greenhouse this simple gases model accounts for a h

10 Jordens strålningsbalans Hur ser det ut i verkligheten? 150,000,000 km På grund av att jorden är (nästan) sfärisk träffas tropikerna av mer strålning än polerna i medeltal (värdigt stark säsongsvariation)

11 Jordens strålningsbalans Hur ser det ut i verkligheten?!""#$%&'($")*+!),$-.$/0")123425)6)' Årsmedelvärde av strålning på 78 9) toppen av atmosfären (Wm -2 ) Inkommande strålning!:;0,:(-)<6) (kortvågig) Utgående +#=>0.">)?6) strålning (långvågig)

12 Jordens strålningsbalans Hur ser det ut i verkligheten? SW - kortvågig (inkommande) LW - långvågig (utgående) Tre viktiga observationer i figuren 1. Mer inkommande än utgående strålning i tropikerna 2. Mer utgående än inkommande strålning på höga latituder 3. Större latitudinal variation hos SW än hos LW

13 Jordens strålningsbalans Hur ser det ut i verkligheten? on model change För att strålningsbalansen skall gå ihop måste det finnas en transport av energi till högre latituder

14 Begreppet allmän cirkulation Beskriver... Storskaliga rörelser i atmosfär och hav Energi och masstransport Nederbördsmönster Säsongsvariationer och variationer från år till år Den allmänna cirkulationen är viktig att förstå för att kunna säga någonting om utvecklingen av klimatsystemet

15 Begreppet allmän cirkulation För att strålningsbalansen skall gå ihop måste det finnas en transport av energi till högre latituder Energi i atmosfären transporteras i tre cirkulationsceller Hadley cellen Ferrel cellen Polar cellen

16 Begreppet allmän cirkulation För att strålningsbalansen skall gå ihop måste det finnas en transport av energi till högre latituder Energi i atmosfären transporteras av tre cirkulationsceller Hadley cellen Ferrel cellen Polar cellen

17 Begreppet allmän cirkulation Marktemperatur ( C)!"#$%&'()'*+(,-./01( 2.3( Jan Marktemperatur ( Jul!"#$%"&'%(()%"'*+%(,'-. # /'

18 Begreppet allmän cirkulation Temperatur & vind *6,78-) Januari Juli

19 Begreppet allmän cirkulation Nederbörd Årsmedel (mm/dag)

20 Begreppet allmän cirkulation Termohalina cirkulationen Långsam cirkulation >1000 år!

21 Hadley cirkulationen & ITCZ Hadley cirkulationen Termiskt direkt cirkulation (varm luft stiger och kall luft sjunker) Direkt resultat av differentiell strålning Upptäckt av George Hadley på tidiga 1700-talet ITCZ - Inter Tropical Convergence Zone Avgör var uppåtdelen av Hadleycellen befinner sig

22 Hadley cirkulationen & ITCZ Vad är fel med Hadleys idé?!"#$%&'"(#')%**%$$' Hadley 1735! Ferrell 1857!

23 Hadley cirkulationen & ITCZ Schematisk bild av cirkulationen H L Varmt Kallt H 30S Eq 30N

24 Hadley cirkulationen & ITCZ Schematisk bild av cirkulationen ITCZ H L Varmt Kallt H 30S Eq 30N

25 Hadley cirkulationen & ITCZ Markvindar (ms -1 )!"#$%&'()*+,(-./012(3(4 7( Januari ( Juli (

26 Hadley cirkulationen & ITCZ Vertikala vindar Negativt betyder i detta fall uppåt

27 Hadley cirkulationen & ITCZ Masstransporten i Hadleycellen Årsmedel DJF JJA

28 Hadley cirkulationen & ITCZ Numerisk simulering

29 Högtrycken på södra halvklotet är mer permanenta än de på $ norra halvklotet Azoriska högtrycket är ett exampel på ett kvasipermenent högtryck Subtropiska högtryck Marktryck Jan Notera lågtrycken över Atlanten och Stilla Havet i januari Jul De subtropiska högtrycken ligger över jordens öknar

30 Subtropiska högtryck Permanenta högtryck i subtropikern (~30 latitud) En direkt konsekvens av Hadley cirkulationen

31 Cirkulationen på mellanlatituderna Norra halvklotets vinter Över haven finns de så kallade stormtracken $ där lågtrycken föds och tar sig fram Viktiga för transport av värme till höga latituder Jan Jul Ingen riktig motsvarighet på södra halvklotet

32 Cirkulationen på mellanlatituderna Ferrelcellen Termiskt indirekt cirkulation (kall luft stiger och varm luft sjunker) Drivs av energitransport i lågtryck Dynamiskt komplicerad cirkulation som endast existerar i medelvärdesbildade fält

33 Cirkulationen på mellanlatituderna Polarcellen Termiskt direkt cirkulation (varm luft stiger och kall luft sjunker) Drivs delvis av energitransport i lågtryck Mycket svag cirkulation

34 Sammanfattning Atmosfärens allmänna cirkulation drivs av strålningsimbalansen mellan tropikerna och höga latituder Tre stora cirkulationsceller Hadley [30S - 30N] termiskt direkt Ferrel [30S/N-60S/N] termiskt indirekt drivs av energitransport i lågtryck Polar [60S/N-90S/N] termiskt direkt men också bidras från energitransport

35 Frågor?

Relevanta dokument

KLIMAT. Klimat är inte väder Klimat är väder på lång sikt

KLIMAT. Klimat är inte väder Klimat är väder på lång sikt Klimat är inte väder Klimat är väder på lång sikt KLIMAT Variationer av t.ex. temperaturer och istäcken Klimat är inget annat än medelmeteorologin under en längre period 30 år är internationell standard