- att lära känna bakgrunden till väderfenomenen. - att lära sig göra egna iakttagelser och slutsatser

Transkript

1 1 METEOROLOGI - INLEDNING Förändringar i vädersituationen bildar de största potentiella riskerna för flygare. Otjänligt väder bör alltid anses som ett hinder för en emotsedd flygning. Syftet med detta ämne: - att lära känna bakgrunden till väderfenomenen - att lära sig göra egna iakttagelser och slutsatser - att lära sig tolka väderdata BR SCT /M01 Q1009 NOSIG// I detta ämne fästes särskild vikt vid: - lufttryckssystem - väderfronter - tolkning av väderdata och riskbedömning REKORD BLAND VÄDERFENOMEN Starkaste vindby i en tornado: Högsta och lägsta temperatur: 5 0 8, 8 k m / t + 58,0 ºC - 89,6 ºC Högsta och lägsta lufttryck: 1085,6 hpa 870,0 hpa ALLMÄNT OM METEOROLOGISKA PROCESSER Meteorologi ß Kr. meteoros = i luften befintlig; logos = lära. Väderförändringarna baserar sig på kemiska och på fysikaliska processer Processerna är mångfacetterade och innefattar talrika interna beroendeförhållanden.? I dessa processer utgör solens instrålning den avgjort viktigaste faktorn.

2 2 DE VIKTIGASTE METEOROLOGISKA PROCESSERNA ÄR: 1 Energetiska processer, där energi omvandlas från en form till en annan: Exv. värmeenergi omvandlas till vindens rörelseenergi 2 Adiabatiska processer (Kr. adiabatos = icke över-/genomstiglig ): - 5ºC 1000 M förändring i lufttemperaturen till följd av luftens volymförändring ±0ºC 500 M +5ºC 1ºC / 100 m = adiabatiska temperaturgradienten för torr luft (Lapse Rate) MSL 3 Fysikaliska processer, t.ex. förändring av vattnets aggregationstillstånd: - vattnet fryser till is i fast form eller avdunstar till gasform (ånga) - ångan kondenseras till vattendroppar eller via deposition till is - isen smälter till vatten eller sublimerar direkt till ångform Andra fysikaliska processer sammanhänger med elektrostatiska urladdningar 4 Kemiska processer, olika ämnen bildar föreningar resp. sönderdelas: PH 6 Exempel: vattnets surhetsgrad, luftföroreningar, upplösning av ozonskikt, osv.

3 ATMOSFÄREN 3 Jorden omringas av atmosfären som består av olika skikt: - Det lägsta skiktet är troposfären och ovan detta ligger stratosfären - Gränsskiktet mellan troposfären och stratosfären är tropopausen Km mb (hpa) MAGNETOSFÄREN (> 1000 KM) 400 EXOSFÄREN (> 600 KM) TERMOSFÄREN (Ca KM) 90 MESOPAUSEN Ca KM.. JONOSFÄREN (I NEDRE DELEN AV TERMOSFÄREN) MESOSFÄREN (Ca KM) STRATOPAUSEN Ca. 50 KM STRATOSFÄREN (Ca km) TROPOPAUSEN (I MEDELT KM) TROPOSFÄREN (0 Ca. 12 KM) º C +15º C En schematisk bild av atmosfären TROPOSFÄREN De väderfenomen som gäller oss fritidsflygare, äger rum i troposfären. Troposfären består av följande gaser: 78 % kväve 21 % syre samt..1 % argon, vattenånga, koldioxid, osv. 78% 21% 1 %

4 4 TROPOPAUSEN Gränsskiktet mellan troposfären och stratosfären kallas tropopausen. I tropopausen avstannar lufttemperaturens minskning med tilltagande höjd. Troposfärens höjd varierar: - sin största höjd når den vid ekvatorn, ca km - sin lägsta höjd vid polerna, ca km - i Finland varierar den mellan ca km Då man förflyttar sig mot större höjder i troposfären: - temperaturen avtar - lufttrycket sjunker - lufttätheten avtar Luftens viktigaste egenskaper är: - temperaturen (t.ex. ºC ) - fuktigheten (t.ex. relativ fuktighet uttryckt i %) - lufttrycket (kraft / ytenhet, t.ex, hpa, mmhg) - täthet (massa / volyym, g/m 3 ) ALLMÄNT OM LUFTENS TÄTHET (g/m 3 ) Lufttätheten avtar då man förflyttar sig mot större höjd. Någon exakt övre gräns för atmosfären kan dock inte anges. Det finns glest utspridda luftmolekyler t.o.m. på 400 km höjd. Eftersom luften blir tunnare med tilltagande höjd, avtar också syrets specifika gastryck i atmosfären. Lufttätheten har stor betydelse för flygprestanda och tjänstetopphöjd. - när lufttrycket stiger, ökar tätheten. - när luftfuktigheten ökar, avtar tätheten. - när lufttemperaturen stigher, avtar tätheten.

5 5 STANDARDATMOSFÄREN (ISA, International Standard Atmosphere, upprättad av ICAO) Tyngdkraftens acceleration är en konstant = 980,62 cm/s 2 Temperaturen på MSL-nivån är +15 C och lufttrycket är där 1013,25 hpa Den vertikala temperaturgradienten är - 0,65 C / 100 meter tilltagande höjd. Tropopausens höjd är i medeltal 11 km och dess temperatur -56,5 C. LUFTTRYCK - kraft / ytenhet Lufttrycket är vikten av en oändligt hög luftpelare som befinner sig ovan en given höjd. Pelarens vikt mäts på en ytenhet av 1 cm 2. Lufttrycket minskar med tilltagande höjd På ca. 5,5 km höjd är lufttrycket hälften av trycket på MSL-nivån. Lufttrycket kan mätas bl.a. med en kvicksilverbarometer. En oändligt hög luftpelare Basen på pelaren har en yta om 1 cm 2 Pelaren väger ca. 1,033 kg En 760 mm hög kvicksilverpelare tjänar som motvikt I normalförhållanden väger en luftpelare vars genomskärning mäter 1 cm 2 och som sträcker sig till atmosfärens övre gräns, ca. 1,03 kg. Vikten av pelaren motsvarar en 760 mm hög kvicksilverpelare av samma diameter. Normaltrycket har definierats som 760 mmhg = 1013,25 hpa (mb). [ 1013,25 (hpa) / 100 ] : 9,8062 (m/sek 2 ) = 1, (kg/cm 2 )

6 6 MÄTNING AV LUFTTRYCKET Lufttrycket mäts med en kvicksilver- eller en aneroidbarometer. Lufttrycket påverkar membranen i en aneroidbarometer vars dosa är nästan lufttom. Om trycket utanför dosan ökar, pressas dosan ihop, (dvs. membranen trycks inåt), och om trycket utifrån minskar, bågnar membranen utåt. På denna princip grundar sig flygplanets höjdmätare. ANEROIDBAROMETERN: 960 mb membran 980 mb tillsluten dosa 1000 mb 1020 mb trycket inne i dosan: bladfjäder 1040 mb ca. 100 hpa KVICKSILVERBAROMETERN: en luftpelare som sträcker sig till atmosfärens övre gräns denna ända av röret är tillslutet vacuum lufttryck uttryckt i mmhg

7 7 SKILLNAD I LUFTTRYCK JÄMFÖRD MED HÖJDSKILLNAD Skillnaden i höjd kontra skillnad i lufttryck (mb) varierar beroende på vilket höjdintervall jämförelsen görs: Höjd Lufttryck Höjdskillnad m 250 mb 1 mb motsvarar ca. 26 meter m 500 mb 1 mb motsvarar ca. 16 meter m 700 mb 1 mb motsvarar ca. 11 meter jordytan 1000 mb 1 mb motsvarar ca. 8 meter LUFTTRYCKETS FÖRDELNING ENLIGT STANDARDATMOSFÄREN: Höjd i km , Tryck (hpa) 0 0,5 1 1,5 Tryckförhållande δ = P/P o Enligt standardatmosfären är lufttrycket på 5,5 km höjd endast hälften av trycket på MSL-nivån. Då man flyger <5000 FT behöver man information om lufttrycket enligt QNH-inställning. När korrekt QNH-tryck har inställts på höjdmätaren, visar den på marken flygplatsens höjd över havet. Lufttrycket avbildas på isobarkartorna i allmänhet med intervaller om 5 hpa.

8 8 YTISOBARERNA lufttryckets fördelning vågrätt på markytan K M M K Två lågtryck åtskilda av högtrycksryggar. Isobarerna bildar här en sadelyta. HÖJDMÄTARINSTÄLLNINGAR Höjdmätaren är i princip en barometer som är försedd med en skala för inställning av lufttryck. Höjdmätarens tryckinställningar är följande: QFE = mätaren visar noll på marken QNH = mätaren visar på marken platsens höjd över havsnivån (MSL) QNE = standardinställning, 1013 millibar oberoende av vilket lufttrycket för tillfället är på resp. höjd. Standardinställning används vid flygning på eller ovan genomgångshöjden, i praktiken ovan FT/MSL.

9 TEMPERATUREN 9 Solens instrålning Den viktigaste väderfaktorn är solens instrålning som åstadkommer temperaturförändringar Dessa sätter luftmassorna i rörelse Temperaturförändringarna får fukt att avdunsta och fukten kondenseras till moln. Det är fråga om mycket komplicerade processer, där en liten faktor kan åstadkomma en avsevärd väderleksförändring. Även havsströmmarna påverkar vädersituationen oceanerna förmår lagra oerhört stora mängder värmeenergi. VÄRMETS FÖRMÅGA ATT FÖRFLYTTA SIG Värmet förflyttar sig: 1) genom ledning 2) genom strålning 3) genom transportering konvektion: värmetransportering lodrätt till följd av temperaturskillnader advektion: värme/kyla som förflyttar sig med luftströmmar, i allmänhet vågrätt. Värmet förflyttar sig från varm till kall omgivning FAKTORER SOM INVERKAR PÅ VÄRMETS FÖRFLYTTNING TEMPERATURSKILLNADERNA På lufttemperaturens variationer inverkar bl.a.följande faktorer: 1) luftens instrålningsvärme 2) värmeutstrålning från jordytan till atmosfären 3) markytans förmåga att absorbera värme 4) molnigheten försvagar markytans värmeutstrålning

10 TEMPERATURENS HORISONTALA FÖRDELNING 10 Märkbara temperaturskillnader förekommer horisontellt, beroende på markytans förmåga att absorbera värme. Uppvärmningens effektivitet beror på hur brant den vinkel är som värmestrålningen har när den träffar jordytan. Atmosfären dämpar dels solens värmestrålning, dels jordytans utstrålning. Temperaturmaxima och minima under ett dygn är: - temperaturmaximum nås i allmänhet kl temperaturminimum nås i allmänhet omedelbart före soluppgången DEN VERTIKALA TEMPERATURFÖRDELNINGEN I ATMOSFÄREN Den vertikala temperaturfördelningen bestämmer balanstillståndet hos ifrågavarande luftskikt, vilket är avgörande för uppkomsten av vertikala luftströmmar. I troposfären sjunker temperaturen normalt i takt med tilltagande höjd, men i praktiken förekommer dock talrika avvikelser från denna kontinuitet. En viss temperaturförändring i förhållande till ett bestämt höjdintervall kallas vertikal temperaturgradient, och den uttrycks i antal C per 100 meter höjdskillnad. Om temperaturen sjunker i takt med tilltagande höjd, har gradienten negativt förtecken. ISOTERMISKA SKIKT OCH INVERSIONER I ett isotermiskt skikt förändras temperaturen inte med tilltagande höjd. I vissa luftskikt kan den lokala gradienten ha positivt förtecken, och då är det fråga om ett inversionskikt. Det finns två huvudtyper av inversioner: - markinversionen som uppstår av markytans värmeutstrålning, varvid avkylningen begränsar sig till ytskikten. - höjdinversionen som sammanhänger med väderfrongter, där två olika slags luftmassor bildar ett gränsskikt.

11 TEMPERATURFÖRDELNINGEN ENLIGT STANDARDATMOSFÄREN 11 Höjd km inversionsskikt isotermiskt skikt C C Temperatur MÄTNING AV TEMPERATUREN Temperaturen kan anges enligt olika skalor, t.ex. C, F, K: isens smält- ICAO standard- vattnets punkt temperatur MSL kokpunkt Celsius 0 C + 15 C +100 C Fahrenheit +32 F + 59 F +212 F Kelvin K K K - Temperaturen sjunker med tilltagande höjd - Temperaturen är på ca FT endast +5,09 C dvs. -0,65 C/100m. - Normaltemperaturen på havsnivån är + 15 C.

12 ADIABATISKA PROCESSER (jfr adiabatos = icke genomtränglig ) 12 En adiabatisk processi är ett fenomen där ett ämnes temperatur förändras som följd av en volymförändring hos ämnet (utan att externt tillföra/avlägsna värme) 1) Om man förflyttar luftmängd (på fysisk väg) mot större höjd i atmosfären, kommer denna luft att möta kontinuerligt avtagande lufttryck med ökad höjd. 2) Då trycket hos den omgivande luften avtar, ökar den transporterade luftmängdens volym. 3) När volymen hos denna luftmängd ökar, sjunker dess temperatur. 4) En temperaturförändring som sker till följd av förändring i volym uttrycks med ett relationstal som kallas adiabatisk temperaturgradient, eller s.k. adiabat.a Den adiabatiska temperaturgradienten för torr kuft är ca. 1º C/100 m. Den adiabatiska temperaturgradienten för fuktmättad luft är endast ca. 0,55 0,65º C/100 m. När gasformigt vatten kondenseras till moln, frigörs dess latenta värme som i sin tur värmer upp den uppåtstigande luftströmmen. ALLMÄNT OM ADIABATKURVOR Torradiabaterna åskådliggör hur torr luft avkyls då dess volym utvidgar sig. Fuktadiabaterna visar hur fuktmättad luft avkyls av samma orsak. Med tillhjälp av adiabatkurvorna kan man bestämma stabilitetsläget i atmosfären.

13 13 TEMPKURVOR OCH ADIABATER Höjd km Trycknivå mb mb mb 6 TORRADIABAT 500 mb 5 T 1 FUKTADIABAT mb T mb mb mb mb Temperaturen presenteras vågrätt och höjden/trycknivåerna lodrätt i diagrammet. Tempkurvorna L1 och L2 beskriver uppmätt temperaturfördelning i atmosfären. Luftens stabilitetslägen kan variera enligt följande: - stabilt läge motsvarar lugnt flygväder om vinden är svag - indifferent läge luften kan vara något turbulent - instabilt vädret är kyttigt och vertikala luftrörelser förekommer rikligt

14 14 EXEMPEL 1: INSTABILITET I ATMOSFÄREN (LUFTSKIKTET) Höjd E C D - 6º C B torradiabater E A C Temperatur Den streckade linjen AC föreställer tempkurvan som har större lutning än adiabaterna. Tempkurvan AC beskriver temperaturfördelningen i luftskiktet. DEN TERMISKA UPPVINDENS FÖRLOPP 1) Ett luftpaket förflyttas från punkt A upp mot punkt B. 2) Paketet avkyls adiabatiskt när det når nivån (linjen) E - E. 3) På höjden E är den omgivande luftens temperatur ( 6ºC) lägre än luftpaketet (även om luftpaketet har avkylts adiabatiskt från +27ºC till +10ºC). 4) Därför fortsätter paketet att stiga eftersom det är lättare än omgivande luft. FALLVINDENS FÖRLOPP 1) Ett luftpaket förflyttas från punkt C upp mot punkt D. 2) Då det når nivån E - E, är den omgivande luften ( 6ºC) varmare än luftpaketet, trots att det har uppvärmts adiabatiskt från 24ºC till 14ºC. 3) Därför fortsätter det sin sjunkande rörelse eftersom det kontinuerligt är tyngre än den omgivande luften.

15 15 EXEMPEL 2: STABILITET I ATMOSFÄREN (LUFTSKIKTET) Höjd C torradiabater B +7ºC D E E - 4 ºC A C Temperatur Tempkurvans AC:s lutning (streckad linje) är mindre än adiabatlinjerna Till följd av temperaturfördelningen ovan uppstår det inga vertikala luftrörelser: 1) Ett luftpaket förflyttas från punkt A upp mot punkt B. 2) Paketet avkyls adiabatiskt när det når nivån (linjen) E - E. 3) På höjden E är den omgivande luftens temperatur (+ 7ºC) högre än luftpaketet eftersom luftpaketet har avkylts adiabatiskt från +15ºC till 4ºC. 4) Då den är tyngre än den omgivande luften, sjunker den tillbaka till punkt A. Samma vädersituation men med omvänt förlopp: 1) Ett luftpaket förflyttas från punkt C mot punkt D. 3) Då det når nivån E - E, har det värmts upp adiabatiskt till + 14ºC, medan den omgivande luftens temperatur är endast + 7ºC. 3) Därför stiger den tillbaka till punkt C eftersom den är lättare än omgivningen. I så fall råder lugnt flygväder om inte vinden i övrigt är stark. EXEMPEL 3: INDIFFERENT LÄGE I ATMOSFÄREN (LUFTSKIKTET) Om ett luftpaket som förflyttats uppåt avkyls i samma takt som den omgivande luftens temperatur faller, är stabilitetsläget indifferent. En sådan vädersituation, där tempkurvan är parallell med adiabaterna, är i allmänhet kortvarig. Inom kort blir luftmassan instabil eller så stabiliseras den.

16 16 TERMIKENS UPPKOMST I FYRA FASER: 1, 2, 3, 4 4 kun ilmakupla När luftbubblan on noussut har nått tiivistymiskorkeuteen kondensationshöjden syntyy uppstår usein det kumpupilvi, ofta ett cumulusmoln Luftbubblan ilmakupla jäähtyy kallnar kun när se den laajenee, utvidgar mutta nousu sig. Stigningen jatkuu fort-sätter om jos den kupla omgivande jatkuvasti luften kohtaa hela sitä tiden ympäröivää kallare kylmempää än bubblanilmaa 3 I utkanterna av termiken uppstår fallvindar Vindriktning TUULI ilmakupla lähtee nousuun ja Luftbubblan börjar stiga och laajenee kun se kohtaa yhä utvidgar sig när den påträffar alhaisempaa llämpötilaa allt kallare luft 2 nousuvirtauksen reunaalueella laskeva virtaus ensimmäinen lämmin Marken värmer upp det närmaste luftskiktet. ilmakupla syntyy Den första varma luftbubblan uppstår. 1 maanpinnan välittömässä läheisyydessä oleva ilmakerros Luftskiktet lämpenee som ligger auringon tätt intill säteilystä marken värms upp av solens instrålningsenergi Förutsättningen för att termik skall uppstå, är en kall (och labil) luftmassa samt Termiikin tillräcklig edellytykset instrålning on kylmä, från solen. labiili Dessutom ilmamassa sekä är markens riittävä auringon- förmåga att absorbera säteily. Lisäksi värme maanpinnan mycket viktig kyky i detta absorboida sammanhang lämpöä on hyvin tärkeää.

17 17 LUFTENS FUKTIGHET EGENSKAPER OCH DEFINITIONER Luftfuktigheten är den mängd vattenånga som luften innehåller. Luftens absoluta fuktighet (g/m 3 ) varierar mellan ca. 0 4 %. Fuktigheten förekommer i tre aggregationstillstånd: gasformigt vatten som osynlig vattenånga vatten i flytande form som regndroppar eller dimma vatten i fast form som iskristaller, hagel eller snö Vattnets omvandling från ett aggregationstillstånd till ett annat: Luftfuktigheten (vattnet) kan omvandlas på följande sätt: a) vatten avdunstar till gas gas kondenseras till vattendroppar b) is smälter till vatten vatten fryser till fast is eller snö c) is sublimeras direkt till gasform gas deponeras direkt till is

18 18 VATTENÅNGANS SPECIFIKA TRYCK OCH MÄTTNADSTRYCK Den vattenånga som luften innehåller bildar sin egen andel av lufttrycket. Ju mer vattenånga det finns i luften, desto större är vattenångans specifika andel av lufttrycket. När vattenångans specifika tryck uppnår ett visst kritiskt värde dvs. mättnadstrycket, börjar vattenångan kondenseras till synliga vattendroppar. SPECIFIKA TRYCKET HOS DE GASER SOM LUFTEN INNEHÅLLER ILMAN SISÄLTÄMÄN KAASUJEN OMINAISPAINEET = kg / cm 2 = kg/cm 2 HAPPI SYRE (O 2) 2 ) KVÄVE TYPPI (N (N 2 ) 2) HIILIHAPPO KOLDIOXID (CO 22) ) + MUUT ÖVRIGA KAASUT GASER VATTENÅNGA VESIHÖYRY (H 2O) VESIHÖYRYN VATTENÅNGANS OSAPAINE SPECIFIKA TRYCK 1,033 kg/cm 2

19 19 Den pelare som tecknats med rött, föreställer vattenångans andel av luftens totaltryck. Vattenångans andel av gasernas sammanlagda tryck varierar. RELATIV FUKTIGHET OCH VATTENÅNGANS MÄTTNADSTRYCK Luftens relativa fuktighet kan mätas med en hårhygrometer. Vattenångans mättnadstryck beror på mängden ånga och på lufttemperaturen: - varm luft förmår innehålla rikligt med vattenånga (som är osynlig) - kall luft är mycket torr Vattenångan uppnår sitt mättnadstryck om: - mängden vattenånga mätt i volymenheter ökar tillräckligt mycket - luften svalnar i tillräcklig grad I luft som är fuktmättad är den relativa fuktigheten 100 %. Om mängden vattenånga som luften innehåller förblir konstant: - och luften blir varmare, avtar den relativa fuktigheten, eller - om luften svalnar, ökar den relativa fuktigheten. Definition: Den relativa fuktigheten för en given luftmassa är dess vattenångas specifika gastryck i förhållande till ångans mättnadstryck. Detta förhållande uttrycks i procent.

20 20 DAGGPUNKT (Dew Point) Daggpunkten är den temperatur där vattenångan som luften innehåller uppnår sitt mättnadstryck. Ju mindre skillnaden mellan lufttemperaturen på marken och daggpunkten blir, desto högre relativ fuktighet. Skillnaden minskar enligt följande: a) när luften kyls av b) när lufttemperaturen är konstant men den absoluta fuktigheten ökar c) när luften kyls av samtidigt som dess absoluta fuktighet ökar DEN KONVEKTIVA KONDENSATIONSNIVÅN När lufttemperaturen och daggpunkten närmar sig varandra, ökar risken för dimma. Molntakhöjden kan man lätt räkna ut med följande formel: 125 x (t - t ) där t = lufttemperaturen på marken, och t = daggpunkten. ex. 125 x (11ºC 5ºC) = 125 x 6 = 750 m 2500 FT UNDERKYLDA REGNDROPPAR Även om rent vatten fryser vid 0 C, förekommer fukt i flytande form i atmosfären, t.ex. i åskmoln fastän temperaturen där är lägre än 20ºC. Underkylda regndroppar uppstår i samband med en varm väderfront som i sitt släptåg drar med sig en fuktig luftmassa. Denna luftmassa bildar regn som tränger genom ett luftskikt där temperaturen är långt på minussidan. De underkylda regndropparna bibehålls hela till följd av bl.a. ytspänning och luftföroreningar, såvida dropparna inte blir föremål för yttre störningar.

21 Risken för att underkylt regn skall uppstå är störst på vårvintern och i början av våren då temperaturen på marknivån är nära 0 C. 21 ALLMÄNT OM LUFTENS TÄTHET (Density) Lufttätheten avtar i takt med tilltagande höjd. Luftens täthet är på havsnivån 1,225 kg/m 3. På 6500 meters höjd är lufttätheten endast hälften av nämnda värde. Någon exakt övre gräns för atmosfären kan inte bestämmas. Ju större höjd desto mer avtar också syrets specifika tryck. Lufttätheten inverkar i hög grad på flygprestanda. LUFTTÄTHET = kg/m 3 : varm luft är lättare än kall luft VARM LUFT = LÄGRE TÄTHET KALL LUFT = HÖGRE TÄTHET

22 Meteorologi. föreläsningar LUFTTÄTHETENS FÖRDELNING ENLIGT STANDARDATMOSFÄREN Höjd km , ,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 ρ = kg/m 3 tätheten på 6500 meters höjd = 0,6125 kg/m 3 = hälften jämfört med MSL TRYCKHÖJD OCH DENSITETSHÖJD (LUFTTÄTHET) Densitetshöjd är ett mått på luftens täthet, som används när man jämför det aktuella vädrets lufttäthet med motsvarande värde enligt standardatmosfären. Om den aktuella densiteten är lägre än motsvarande ICAO standardvärde, anser man att densitetshöjden är stor (dvs. luften är mindre tät än normalt). Stor densitetshöjd =planet beter sig som om det flög på större höjd än den verkliga. Liten densitetshöjd = planet beter sig som om det flög på lägre höjd än den verkliga. SLUTSATSER OM FYSIKENS GASLAGAR Förhållandet mellan lufttryck, temperatur och densitet: När densiteten förändras: När lufttrycket ökar När temperaturen ökar När luftfuktigheten ökar à ökar densiteten à minskar densiteten à minskar densiteten

23 23 (Luftfuktighetens inverkan på densiteten är visserligen ganska liten). TEMPERATURENS INVERKAN PÅ VERKLIG FLYGHÖJD KALL LUFTMASSA VARM LUFTMASSA TEMPERATUR = + 10 º C LUFTENS TÄTHET ÖKAR HÖJDMÄTARINSTÄLLNING EN HÅLLS OFÖRÄNDRAD TEMPERATUR = + 25 º C QNH 1020 QNH 1020 MSL MSL Då man från en varm luftmassa flyger in i en kall, förändras inte höjdmätarens avlästa värde, men den verkliga höjden minskar. Flygplanet följer isobarerna som kommer att ligga mer tätt och pressas samman i riktning mot marken när luftmassan blir kallare.

24 24 LOKALA SKILLNADER I LUFTTRYCK inverkan av solenergi Lufttrycket beror på luftens täthet: Luftens temperatur är omvänt proportionell mot tätheten Kall luft är tätare och tyngre än varm luft På dagen värms markytan upp effektivare än ett vattenområde. Luftskiktet närmast markytan värms då upp och utvidgar sig. Härav följer att det uppstår ett litet lokalt lågtryck och luften börjar stiga uppåt. Den luft som stigit uppåt börjar på en viss höjd breda ut sig åt alla håll i sidled. I ytskiktet strömmar ersättande luft till det lokala lågtrycket som uppstått. Högre upp avkyls den luft som brett ut sig och på vissa ställen börjar den sjunka nedåt. Den sjunkande luften bildar ett lokalt högtryck. I ytskiktet av ett högtryck breder luften ut sig åt alla håll mot ställen där det råder ett lägre lufttryck, osv. lågtryck matalapaine högtryck korkeapaine lågtryck matalapaine Markvinden som sammanhänger med ett lågtryck är i storleksklass 5-20 m/sek aa DIVERGENS OCH KONVERGENS - divergens är en strömning som sprider sig utåt i ytskiktet av ett högtryck

25 - konvergens är luftrörelser som strömmar ihop i ytskiktet av ett lågtryck i den övre troposfären går strömningarna åt motsatt håll. OM TRYCKSYSTEM Lufttryckets vertikala fördelning Lufttryckets vertikalfördelning beror dels på trycket, dels på temperaturen. I atmosfären förekommer både varma och kalla lågtryck respektive varma och kalla högtryck. Därutöver är det åtminstone teoretiskt möjligt att ett visst luftskikt uppvisar en jämn temperaturfördelning i trycksystemet. 995 mb 1000 mb 1005 mb 1010 mb 450 FT 300 FT 150 FT markytan En jämn temperaturfördelning i ett visst luftskikt. HUR TEMPERATURSKILLNADERNA INVERKAR PÅ TRYCKPROFILEN kall luftmassa varm luftmassa kall luftmassa

26 26 TERMISK VIND (1) I kalla luftmassor avtar lufttrycket med ökad höjd, i snabbare takt än i varmluft. I kalluft tränger isobarerna ihop sig mot marken och sålunda kommer de att ligga tätare mot varandra än i varmluft. in lämpimässä ilmassa. Antagande: På marken är det uppmätta lufttrycket detsamma på platserna A och B. 940 mb 960 mb 980 mb 1000 mb 1020 mb A varm luftmassa kall luftmassa B Luftmassor definitioner: 1) En varm luftmassa är varmare än dess underlag. 2) En kall luftmassa är kallare än dess underlag Med underlag avser man här: a) mark- / vatten- eller havsytan, eller också b) atmosfärens allra lägsta luftskikt nära marken.

27 27 TERMINEN TERMISK TUULI VIND (2) 7500 FT H L 5000 FT 2500 FT 1020 hpa Lämmin Varmt korkeapaine högtryck dynaaminen s.k. dynamiskt korkea högtryck 770 hpa 800 hpa 825 hpa 885 hpa 920 hpa 980 hpa 1000 hpa Kylmä Kallt matalapaine lågtryck dynaaminen s.k. dynamiskt matala lågtryck L H 785 hpa 820 hpa 860 hpa 900 hpa 940 hpa 970 hpa 1000 hpa Varmt Lämmin lågtryck matalapaine terminen s.k. termiskt matalapaine lågtryck 1020 hpa Kylmä korkeapaine Kallt högtryck terminen korkeapaine s.k. termiskt högtryck

28 28 VÅGSTÖRNINGAR OCH DYNAMISKA (VANDRANDE) LÅGTRYCK Om vindförhållandena uppfyller vissa villkor, uppstår vågrörelser (och vågstörningar) i väderfronternas riktning. Vågrörelser uppstår i gränsskiktet av två luftskikt som haro lika täthet, på samma sätt som markvinden åstadkommer vågor på ett vattenområde. Vågrörelserna kan antingen vara stabila eller instabila. En stabil våg rör sig längs väderfronten utan att medföra någon märkbar förändring, medan höjden i en instabil våg ökar och sålunda omvandlas till en virvel eller ett vandrande (dynamiskt) lågtryck som fördjupas. Vågens stabilitet beror på dess våglängd. Om vågen är kortare än 500 km och större än 3000 km, blir vågen i allmänhet instabil. Jetströmmens riktning förändras i både långa och korta sekvenser, vilket åstadkommer vågrörelser. Jetströmmarnas långa vågor är utslagsgivande för utvecklingen av stora vädersystem och korta vågor åstadkommer lågtryck. VANDRANDE (DYNAMISKA) TRYCKSYSTEM 1 Dynamiskt, kallt lågtryck (fördjupas i den övre troposfären) korkea matala korkea

29 högtryck lågtryck högtryck högtryck högtryck 29 De vandrande (dynamiska) lågtrycken uppstår under inverkan av vågstörningar och den allmänna cirkulationen. 2 Dynamiskt, varmt högtryck (förstärks i den övre troposfären) matala lågtryck högtryck korkea lågtryck matala De dynaamiska högtrycken bildas av varmluft, de är stabila och uppstår i trakten av den 30:e breddgraden TERMISKA TRYCKSYSTEM De termiska låg- och högtrycken uppstår till följd av att jord-/vatten- eller havsytan värms upp eller kyls av. Ett termiskt lågtryck är ofta en lokal företeelse medan ett termiskt högtryck dvs. ett köldhögtryck ofta breder ut sig på ett vidsträckt område. 3 Termiskt, varmt lågtryck (försvagas i den övre troposfären) höjdhögtryck yläkorkea högtryck korkea lågtryck matala högtryck korkea

30 30 Ett varmt s.k. termiskt lågtryck (uppstår till följd av att markytan värms upp). Det försvagas i den övre troposfären och försvinner eventuellt. Det termiska lågtrycket har som kännetecken bl.a. termik och havsbris. När uppvärmningen expanderar uppåt, kommer lufttrycket där att stiga och åstadkomma strömningar ut från tryckcentrum. Detta åstadkommer i ytskiktet ett lokalt lågtryck mot vilket ersättande luft strömmar. 4 Terminen, kylmä korkeapaine (heikkenee ylätroposfäärissä) höjdlågtryck ylämatala matala lågtryck korkea högtryck matala lågtryck Termiska högtryck bildas om sommaren på havsområden och om vintern på kontinenten. Ett kallt s.k. termiskt högtryck (köldhögtryck) uppstår av att markytan eller havsytan kyls av. Högtrycket försvatas i den övre troposfären När markytan kyls av snabbt till följd av bl.a. intensiv värmeutstrålning, kommer avkylningen att breda ut sig uppåt i de närmaste luftskikten, vilka i sin tur kyler av följande luftskikt. När luften kyls av, ökar dess täthet och ett högtryck uppstår i de lägsta luftskikten. I den övre troposfären uppstår ett s.k. höjdlågtryck eller en trågbildning ( höjdtråg).

31 31 LUFTTRYCKETS INVERKAN PÅ VERKLIG FLYGHÖJD MATALAMPI LÄGRE LUFTTRYCK PAINE QNH KORKEAMPI HÖGRE LUFTTRYCK PAINE QNH ILMANPAINE LUFTTRYCKET LASKEE SJUNKER MUTTA MEN KORKEUSMITTARIN HÖJDMÄTARENS QNH-INSTÄLLNING QNH-ASETUS ON HAR JÄÄNYT BLIVIT ENNALLAAN OFÖRÄNDRAD VERKLIG HÖJD 70 M AGL QNH 1005 VERKLIG HÖJD 150 M AGL QNH 1015 MSL MSL Då man flyger från ett område med högre lufttryck till ett område med lägre tryck och höjdmätarens tryckinställning är okorrigerad, kommer ennettäessä korkeammasta ilmanpaineesta matalampaan samalla den verkliga flyghöjden att minska (med oförändrad avläst höjd).

32 Förändring i lufttryck utmed flygrutten förutsätter att man korrigerar höjdmätarens QNH-inställning att motsvara det förändrade lufttrycket, för att den verkliga flyghöjden inte skulle oavsiktligt förändras. 32 Om man inte justerar QNH-inställningen, kommer flygplanet att följa isobarerna. LUFTMASSOR När en luftmängd ligger på samma plats, upptar den omgivningens egenskaper. Luftmassornas egenskaper och platser för deras uppkomst: fuktig torr maritim kontinental varm kall tropisk polar arktisk Under sin färd antar luftmassan egenskaper från omgivningen längs rutten. KALLA LUFTMASSOR En kall luftmassa är luft, som är kallare än dess underlag. De lägsta luftskikten i massan värms upp av markytans värmeutstrålning. Av uppvärmningen kommer luften att utvidga sig och dess täthet minskar. När tätheten minksar blir luften lättare och börjar strömma uppåt. På detta sätt uppstår uppvindar och fallvindar (dvs konvektion). Då anser man att luftskiktet eller massan är labil. VARMA LUFTMASSOR

33 En varm luftmassa är luft som är varmare än dess underlag. 33 När en varmluftmassa förflyttar sig till ett kallt underlag, stabiliseras den. Luftens vertikala rörelser upphör. VINDARNA OCH DERAS UPPKOMST Vindarnas huvudgrupper: Den allmänna cirkulationen de tre vindcellerna på norra halvklotet Vindarna i den fria atmosfären strömningen ovan friktionsskiktet Lokala vindar dygnsvariationer och geografiska faktorer DEN ALLMÄNNA CIRKULATIONEN I ATMOSFÄREN TRE VINDCELLER Arktiska fronten Polarcellen Polarfrontzonen Lat Lat Västanvindszonen Ferrel-solu Hästlatitudernas högtrycksbälte Länsituulivyöhyke Pasaatituulivyöhyke Nordostpassaden Ferrelcellen Hadleycellen Passadvindarnas Hadley-solu konvergenszon ITCZ Sydostpassaden

34 34 VINDARNA I DEN FRIA ATMOSFÄREN VINDARNAS UPPKOMST Vinden uppstår av tryckskillnader som strävar att utjämnas. På vinden och dess uppkomst inverkar följande krafter: 1 tyngdkraften (G) 2 tryckgradientkraften (P) 3 Corioliskraften (C) = en skenbar kraft 4 centrifugalkraften (Z) en skenbar kraft 5 friktionskraften (F) Lågtryck P W g P = tryckgradientkraften F = friktionskraften F C = Corioliskraften W g = Gradientvinden Högtryck C 1015

35 35 CORIOLISKRAFTEN A) utgångshastigheten är ca km/t, som bibe-hålls i den fria atmosfären. När luftpaketet anländer till den 30º Vi breddgraden, har här projicerat är jordens ett koordinatsystem på jordens yta (märkt med röda periferihastighet pilar). Detta system endast vrider 1446 sig motsols på det norra halvklotet. Rutten för ett km/t. luftpaket Detta som rör sig i den fria atmosfären (märkt med tjocka blå pilar), får kommer paketet att att skenbart skenbart avlänkas åt höger i förhållande till koordinatsystemet. avvika till höger från sin rutt. B) I detta fall kommer luftpaketet att lämna sig efter i förhållande till jordens periferihastighet. Den låga utgångshastigheten hålls oförändrad medan jordens periferihastighet ökar allt mer längs rutten söderut. B 60º = 835 km/t 30º = 1446 km/t

36 36 A 0º = 1670 km/t LUFTTRYCKSYSTEM OCH VINDAR PAINESYSTEEMIT JA TUULET H C P Z Z C P L Wg Wg Korkeapaine Högtrycket (H) (H) ja med antisyklonaarinen anticyklonär strömning virtaus Matalapaine Lågtrycket (L) (L) ja med syklonaarinen cyklonär strömning virtaus tryckgradientkraften centrifugalkraften P = painegradienttivoima Z = keskipakovoima Corioliskraften gradientvinden C = coriolisvoima Wg = gradienttivirtaus KALKYLERING AV TRYCKGRADIENTKRAFTEN Om man vill bestämma hur branta tryckskillnaderna är, kan man kalkylera storleken Högtryck av tryckgradientkraften. (H) med En vanlig måttenhet är tryckskillnaden i tryckgradientkraften Lågtryck centrifugalkraften (L) med anticyklonär Corioliskraften strömning cyklonär gradientvinden strömning

37 millibar per en sträcka om 60 sjömil (dvs ca. 111 km), mätt vinkelrätt mot isobarlinjerna. 37 Exempel: Vi antar att avståndet mellan isobarerna 1005 mb och 1010 mb är 93 kilometer. Lösning: 93 : 111 = 5 : x; x = 5 * 111 = 6 93 Gradienten är i detta fall 6 millibar per 111 kilometer (60 nautiska mil). CORIOLISKRAFT OCH GEOSTROFISK VIND (Gaspard Gustave Coriolis) 990 L 995 G P C H Tryckgradientkraften P och Corioliskraften C är sinsemellan i balans. Härvid strömmar vinden ovanför friktionsskiktett längs med isobarerna FRIKTION AV JORD-/HAVSYTAN SAMT FÖRÄNDRING AV VINDRIKTNING H L 10 m 100 m 1000 m

38 38 I ovanstående bild motsvarar den röda pilen 10 m. höjd, den blå 100 m. och den gröna 1000 meter = geostrofisk vind. (Detta sätt att beskriva den geostrofiska vinden och friktionskraften kallas för Ekmans spiral ). VINDRIKTNING OCH LUFTRÖRELSER I LÅG- OCH HÖGTRYCK Divergens Konvergens L H Konvergens Divergens Ett lågtryck är en luftvirvel där vinden vrider sig motsols i ytskiktet. Luften i ett lågtryck är i långsamt stigande rörelse. Då luften stiger, avkyls den adiabatiskt och bildar vanligtvis moln. I den övre troposfrären breder sig den stigande luften ut mot närmaste högtryck

39 Luften i ett högtryck är i långsamt sjunkande rörelse 39 Den sjunkande luften värms upp adiabatiskt och molnen strävar att upplösas. BARISKA VINDLAGEN ENLIGT BUYS-BALLOT (gäller på norra halvklotet) När man står med ryggen mot vinden, ligger det lägre lufttrycket framme till vänster. När vinden blåser bakifrån och molnen rör sig bakåt åt höger, försämras vädret. Om molnen rör sig däremot snett framåt åt vänster, förbättras vädret. Om molnen rör sig: a) framåt, b) bakåt åt vänster, eller c) snett framåt åt höger, kan man inte förvänta sig några större förändringar i vädersituationen. Regeln gäller när lokala vindar inte inverkar på markvindens riktning. M K Strömningarna mellan ett hög- och lågtryck i ytskiktet Korkeapaineen ja matalapaineen välinen virtaus pintakerroksessa M K Tuuli sortaa oikealle: Tuulikorjaus tehtävä vasemmalle Tuuli sortaa oikealle: Tuulikorjaus tehtävä vasemmalle

40 Vinden ger avdrift åt höger. Vindkorrektion görs åt vänster. Vinden ger avdrift åt vänster. Vindkorrektion görs åt höger. 40 Om man flyger i medvind: - om vinden driver planet åt höger, flyger man mot ett lägre lufttryck. - om vinden driver planet åt vänster, flyger man mot ett högre lufttryck. VINDGRADIENTEN I FRIKTIONSSKIKTET Friktionen mot markytan inverkar på vindstyrkan, särskilt i ytskiktet. Denna inverkan är störst då det råder måttlig eller stark vind. Under slutskedet av en anflygning i stark motvind, kan flygplanets lufthastighet avta för mycket till följd av vindgradienten vilket innebär en risk för stall. Då man landar i stark vind bör man fästa särskild uppmärksamhet på att upprätthålla betryggande flyghastighet. Vindhastigheten (tuulen nopeus %:ssa i % av kitkakerroksen vinden vid friktionsskiktets ylärajalla puhaltavasta övre tuulesta) gräns Höjd i meter korkeus m. 100 % % % 100 % 84 % 96 % % 90 % 100 % 72 % 84 % 97 % 62 % 76 % 92 % % 65 % 86 % 45 % 72 % Kaupunkialue Metsämaisema Peltoaukeama Stadsbebyggelse Skogsområde Vidsträckta åkrar Vindens hastighetsprofil och motsvarande vindgradient i olika terrängförhållanden

41 41 LOKALA VINDAR - en indelning A) Vindar som sammanhänger med dygnsvariationerna: Havs- och landvind. B) Vindar som är förbundna med geografiska faktorer: hangvind föhn-vind mekanisk och termisk turbulens berg- och dalvind vågvind C) Vindar i den övre troposfären: Jet-strömmar och klarluftsturbulens (CAT) D) Vindar som är förbundna med årstider och världsdelar: Monsun, mistral, osv HAVSBRIS en allmän beskrivning - havsbrisen strömmar i ett lågt luftskikt från havet mot kusten. - brisen uppstår när havsytan är minst 5º kallare än markytan. - när det är högst halvmulet och termik förekommer på land. - när gradientvinden mot havet är < 8 m/s eller > n. 5 m/s mot land. returströmning gränsen för den strömning som går mot land

42 Ylätuuli valuu merelle päin isobaareja pitkin Meteorologi. föreläsningar inre gränsskikt havsbris HAVSBRISENS EGENSKAPER Havsbrisen förekommer i en stabil luftmassa och strömmar i ett lågt ytkskikt. Ju större temperaturskillnaden mellan hav och land är, desto starkare havsbris. Havsbrisen är starkast nära kusten och avtar längre in mot land. Havsbrisen är starkast på eftermiddagen och kan öka t.o.m. till över 10 m/s. Vinden utsträcker sig t.o.m. över 60 km in mot land och upphör senast vid solnedgången. Havsbrisens returströmning rinner längs isobarerna mot havet och bildar där en sjunkande luftström som ger upphov till havsbrisen HAVSBRISEN (FORTS.) Paikallinen korkeapaine Lokalt högtryck Paikallinen matalapaine Sjunkande Alasvirtaus luftström Lokalt lågtryck

43 43 Höjdvinden rinner mot havet längs med isobarerna Strömningen mot havet beror också på gradientvindens riktning och hastighet LANDVIND en allmän beskrivning Landvind uppstår om det har förekommit termik under dagen Havsytan utstrålar värme till det närmaste luftskiktet De lägsta luftskikten avkyls på land och av inversionen kommer luften att rinna nedåt och tränger sig från land mot havet. På detta sätt uppstår en motsatt cirkulation jämfört med havsbrisen. Landvinden uppstår på kvällen och upphör tidigt på morgonen. Landvindens hastighet är ca. 1-4 m/s och är svår att förnimma på land Under stjärnklara nätter kan markinversionen åstadkomma ett vindstilla skikt omedelbart vid markytan, ovan vilket (> 10 meter) landvinden blåser. Saaristossa inversiota ei muodostu helposti, koska meri ei jäähdy kovin nopeasti mantereeseen verrattuna Maatuuli estyy herkemmin perusvirtauksen voimakkuudesta. returströmning

44 44 havsbrisens värmeutstrålning markinversion landvinden förser cirkulationen med ersättande luft TERMISK TURBULENS oj hoppsan-sa...faderallall-llaa POMPPI DUU DUU MEKANISK TURBULENS (lat. Turba = oordning, tumult) Mekanisk turbulens: Vinden blåser över ett terränghinder och bakom detta uppstår fallvindar, nedsvep och virvlar nära marken. VINDRIKTNING Vanlig hangvind: På framsidan av en kulle uppstår uppvindar och luftvirvlar i ytskiktet.

45 45 VINDRIKTNING VINDSKJUVNING 360º 280º Vindskjuvning uppstår mellan två luftskikt som rör sig åt olika håll. DALVIND (anabatisk vind) Efter solnedgången kommer bergssluttningarna att kylas av i snabbare takt än dalgången. Den kalla luften strömmar ned längs sluttningen och bildar ett kretslopp. BERGVIND (katabatisk vind)

46 46 Luftskiktet närmast marken på de sluttningar som vetter mot solen värms upp och börjar strömma uppför sluttningarna. Från dalgången strömmar sval ersättande luft till och bildar sålunda ett kretslopp. FÖHNVIND (lat. favonius = mild, (västanvind); från tyska: FOEN el. FÖHN Föhnvinden är en varm, torr luftström, som bl.a. når Finland från Norge. Förutsättningarna att föhnvind skall uppstå är följande: 1. Stabilitet i atmosfären dvs. avsaknad av konvektion 2. En jämn, tillräckligt stark kontinuerlig västlig / nordvästlig luftström 3. Ett tillräckligt vidsträckt och högt bergsmassiv som bildar ett terränghinder. HUR FÖHNVIND UPPSTÅR: 1. En tillräckligt stark, jämn vind blåser närapå vinkelrätt mot bergskedjan 2. Vinden träffar berget vinkelrätt och börjar klättra upp längs sluttningen 3. Så uppstår en tvungen konvektion, eftersom vinden fortlöpande trycker på 4. Den uppåt strömmande luften avkyls adiabatiskt 5. Vid kondensationsnivån kondenseras fukten till dimma eller moln 6. Kondenseringen avger värme till den uppåtstigande luften 7. Luften passerar bergets topp och strömmar nedför sluttningen på läsidan 8. Då luften strömmar nedåt, värms den upp adiabatiskt 9. Den starka varma och torra strömningen fortgår och når oftast Finland FÖHN-FENOMENET AEG - 1ºC/100 m +1ºC/100 m - 0,55ºC/100 m +1ºC/100 m

47 47 Luft tvingas upp längs bergssluttningen. När luften kyls av kondenseras fukten till moln. VÅGVINDAR Vågvind är ett fenomen som förekommer i speciella väderförhållanden. Om vintern kan en viss luftmassa hamna in i en vågrörelse. På våra breddgrader förekommer vågvindar närmast på vårvintern. Vågvindarnas kännetecken är vågmoln, s.k. altocumulus lenticularis, Vågvindarna tilldrar sig särskilt erfarna segelflygares intresse, därför att de kan avlägga märkesprov i form av höjdflygningar i dylika väderförhållanden. Höjdvinster flugna med segelflygplan i vågvind omfattar ofta flera kilometer. Det föreligger all orsak att hålla sig borta från vågvindar med UL-flygplan. En sådan vågrörelse uppstår av mycket stark vind i kombination med ett högt terränghinder. Vågvindar kan uppstå om: 1) det föreligger stabilitet i atmosfären (dvs ingen konvektion); 2) vinden är verkligen tillräckligt stark; 3) vindriktningen ligger närapå vinkelrätt mot terränghindret, samt 4) terränghindret är tillräckligt stort, högt och av lämplig form. Bergsmassivets inverkan på vinden utsträcker sig flera tiotals kilometer i längdriktningen bakom terränghindret och i höjdled t.o.m till tropopausen. I ytskiktet under vågens topp utvecklas en turbulent rotorströmning. På rotorns framsida finns en kraftig uppvind och på baksidan en fallvind. vågmoln vågmoln

48 orografiskt moln stigande vågvind aalto turbulens rotormoln och rotor rotor 48 MOLN OCH DERAS KLASSIFICERING (i troposfären) Moln består av kondenserad vattenånga. Som resultat av kondensationen kan det uppstå vattendroppar eller iskristaller. MOLNENS HUVUDGRUPPER: enligt deras undre gräns: Höga moln: Medelhöga moln: > 5000 M FT 2000 M 5000 M 7000 FT FT Låga moln/konvektionsmoln: GND 2000 M eller GND 7000 FT MOLNSLAG: enligt form och struktur Moln som har stor vertikal utsträckning: övre gräns = flera kilometer MOLNENS UNDERKLASSIFICERING: enligt genomskinlighet och molnelementens formationer TILLÄGGSMOLN: enligt speciella former KOMPLETTERADE SÄRDRAG: enligt form eller någon annan egenskap

49 49 1) HÖGA MOLN: > 5000 m Cirrus Ci = fjädermoln (Cirrus = hårlock) Cirrocumulus Cc = makrillmoln (Cumulus = hop, stack)

50 50 Cirrostratus Cs = slöjmoln (Cirrus = hårlock; Stratus = liggande; skikt) 2) MEDELHÖGA MOLN: 2000 m 5000 m.altostratus As = skiktmoln (Altus = hög; Stratus = liggande; skikt)

51 51. Altocumulus Ac = böljemoln (Altus = hög; Cumulus = hop, stack) LÅGA MOLN: 0 m 2000 m.stratocumulus Sc = valkmoln (Stratus = skikt; Cumulus = stack)

52 52 Nimbostratus Ns = regnmoln (Nebula = dimma, Imber = regnskur). Stratus St = dimmoln (Stratus = liggande; skikt)

53 53 4) KONVEKTIONSMOLN (moln som har en stor vertikal utsträckning): Cumulus (humilis) Cu = stackmoln (Cumulus = hop, stack)

54 . Cumulus congestus Cu Con = höga stackmoln Cu (Congestus = samla ihop) 54 Cumulonimbus = Cb = skur-/städ-/åskmoln (Cumulus = stack, Nebula= dimma, Imber = regnskur)

55 55 FAKTORER SOM FÖRSÄMRAR SIKTEN DIMMA OCH REGN Försämrad sikt uppstår av:

56 56 - kondenserad fukt = dis, moln, dimma, regn, snöfall, yrsnö och hagel etc. - fasta partiklar = sand, damm, rök, aska Soldis (Haze), uppstår av små partiklar som bryter ljuset (dispersion) Dis (Mist), uppstår av små vattendroppar. Horisontalsikt ca. 2-5km. Dimma (Fog) = ett stratusmoln på marknivå. Horisontalsikt < 2 km. I stark köld kan sk. isdimma förekomma, bestående av iskristaller. I tät dimma kan sikten gå ned till någon enstaka meter upp till 20 m. Regn, som förekommer som vanligt regn, duggregn, snö och snöslask. OLIKA SLAGS DIMMA Dimman kan till sin huvudgrupp räknas till strålningsdimma eller advektion. Strålningsdimma, i det närmaste markdimma förekommer endast ovan land. Advektionsdimmor är vanliga på hösten och vintern, uppstår på öppet hav eller i kusttrakterna och de breder ut sig med vinden. Advektionsdimma uppstår när en fuktig, varm luftmassa förflyttar sig ovanpå ett kallt underlag. Advektionsdimmorna är de farligaste slagen av dimma. Advektionsdimman kan övertäcka vidsträckta områden på mycket kort tid, särskilt i kusttrakterna. Havsdimman som hör till avektionsdimmorna förekommer allmänt om sommaren och hösten. Där kan jag inte landa, Jag söker mig till ett annat fält. Markdimman upplöses först när solen har hunnit värma tillräckligt VÄDERFRONTER En väderfront är gränszonen mellan en varm och en kall luftmassa.

57 57 Det finns i huvudsak tre olika slag av väderfronter: Varmfront Kallfront Ocklusionsfront Därutöver finns det en sk. stationär front Ocklusionsfronterna (lat. occludere = sluta sig) framträder på två sätt: som varmfrontsocklusion och som kallfrontsocklusion FENOMEN SOM SAMMANHÄNGER MED VÄDERFRONTER 1) Ökande vindstyrka, ofta byig 2) Regn, evt. skurartat 3) Riklig molnighet, tidvis dimma 4) Åska Olika skeden i utvecklingen av ett lågtryck i polarfrontområdet

58 58 1. Varmluft och kalluft möter varandra Kylmä ilma Lämmin ilma 2. Den varma luften lägger sig på den kalla luften en vågstörning uppstår 3. Ett lågtryck bildas när den kalla luften tränger sig under den varma Kylmää ilmaa Lämmin sektori 4. Den kalla luften som rör sig snabbare hinner småningom upp den varma

59 59 5. När luftmassorna blandas ihop bildas en ocklusion vädret blir ostadigt 6. Slutligen har luftmassorna blandats och polarfronten återgår till utgångsläget

60 60 KÄNNETECKEN FÖR EN VARMFRONT markvinden ökar och vrider sig motsols molnighet regn sikt lufttryck Ci, Cs, As, Ns, St börjar småningom och ökar i intensitet och blir ihålligt försämras gradvis sjunker snabbt KÄNNETECKEN FÖR EN KALLFRONT markvinden ökar och vrider sig medsols molnighet Cu, Ns, Cb regn skurartat, ökar i intensitet sikt måttlig, nedsatt i regnskurar lufttryck sjunker momentant, stiger därefter snabbt

61 61 OCKLUSIONSFRONTER I en ocklusion börjar luftmassorna blanda ihop sig, till en början från lågtryckets centrum. I ocklusionsfronten utfylls lågtrycket eller så fördjupas det. Om ett lågtryck tillförs rikligt med fukt, kommer det sannolikt att fördjupas Om lågtrycket däremot utfylls och luftmassan torkar upp, upplöses fronten Vädret i en ocklusionsfront tenderar att hållas ostadigt VARMFRONTSOCKLUSION KALLFRONTSOCKLUSION sval luft varm luft kall luft kall luft varm luft sval luft ETT LÅGTRYCK MED VÄDERFRONTERNA I GENOMSKÄRNING Ci RÖRELSERIKTNING C s KALL- FRONT C b As / Ac VARM- FRONT C Ns / Sc St u St markytan Varm och kall väderfront och deras förekomst av olika slags moln esiintyvät pilvet

62 Meteorologi. föreläsningar VINDAR OCH LÅGTRYCK YLÄISOBAARI HÖJDISOBARER = = YLÄTUULEN HÖJDSTRÖMNINGENSSUUNTA RIKTNING SUUNTA SSUUNTA HÖGTRYCKSRYGGSELÄNNE KORKEAPAINEEN MAANPINTAISOBAARI MARKISOBARER = = ALATUULENI LÅGA SUUNTA STRÖMNINGEN SKIKT M HV SADEKUUROJA LV HV Kallfront Kylmä rintama LV K LV = vind i lägre skikt; HV = höjdvinden Schema över vinden i höga och låga skikt i ett lågtryck matalapaineen ala- ja ylätuulista (vrt. tuulisääntö) EN PERSPEKTIVIBILD AV ETT DYNAMISKT LÅGTRYCK jetström gradientvind gradientvind markvind HÖJDVIND OCH ISOHYPSER JA ISOHYPSIT

63 63 Höjdvindens riktning sammanfaller i stort sett med standardtrycknivåns isohypser och jetströmmens rutt. En isohyps är en linje som på en viss vald standardtrycknivå, ofta 500 mb, förbinder sådana punkter som har samma lodräta avstånd från havsnivån. ( A line that has the properties of both constant pressure and constant height above mean sea level ). Av de luftmassor som direkt sammanhänger med väderfenomenen befinner sig åtminstone hälften under under en höjd om ca. 5,5 km där 500 mb:s standardtrycknivån ligger. Vinden på 500 mb nivån ger värdefulla tips om låg- och högtryckens rörelser på jordytan. HYDROSTATISK BALANS -δp tryck = p+δp tryck = p δz gδpz z GND, MSL Schematiskframställning av de lodrätt verkande krafter som upprätthåller den hydrostatiska balansen i atmosfären. HÖJDKARTOR OCH ISOHYPSER

64 64 Isohypserna åskådliggör observationsställenas höjd ovan havsnivån (MSL), vilka ställen utvisar standardtrycket för den valda trycknivån. Då man förbinder observationsställena till linjer, erhåller man isohypskurvorna som påminner om kurvorna på den topografisk karta. Kartan över standardtrycknivån: Isohypskurvornas höjd bestäms med tillhjälp av radiosonder och de uttrycks i dekameter i förhållande till MSL. 558 H hpa/std M hpa/std MS JETSTRÖMMAR

65 65 En jetström är en smal rörformig luftström vars hastighet är ca km/t, och den förekommer på ca. 10 km:s höjd, i allmänhet > FL 300. Jetströmmen kommer från Atlanten, och svänger via Sydeuropa mot nordost. Strömningen uppstår av att massor av kalluft och varmluft ligger nära varandra samtidigt som deras temperaturskillnad är stor. Jetströmmen ger ofta upphov till s.k. klarluftsturbulens i den övre troposfären vilken företeelse också kan förekomma i lägre luftskikt. Klarluftsturbulensen uppstår i ett gränsskikt där strömningarna har stora skillnader i strömningshastighet. ISBILDNING Ett flygplan kan bli nedisat om luftmassan är tillräckligt fuktig och lufttemperaturen i ett visst luftskikt ligger på minussidan. Den största risken för isbildning förekommer under tiden mellan höst och vårvinter. Isbildning uppstår oftast i en varmfront eller en ocklusionsfront. Isbildning som uppstår under flygning beror på underkylda regndroppar. Dylika regndroppar fryser till glatt is, som är det farligaste slaget av isbildning. Glatt is bildas förvånansvärt snabbt och intensivt. varmfrontens rörelseriktning 0ºC 0ºC altostratus +8ºC varm luftmassa nimbostraatus kall luftmassa -10ºC 0ºC isande regn sade 0ºC Sannolikheten för isbildning är stor när en varm, fuktig luftmassa förflyttar sig på en kall luftmassa. OLIKA SLAG AV ISBILDNING

66 66 - Glatt is: slät, genomskinlig is som bildas bl.a. på vingens framkant. En sådan isbildning är mest farlig! - Rimfrost: skrovlig is som på ytan består av vitt eller mjölkaktigt hagel - Mjuk rimfrost: snöliknande frost som bildas genom deposition av vattenånga. Om vingen är belagd med frost eller is får man absolut inte flyga! OLÄGENHETER SOM ISBILDNING MEDFÖR - Försämrade flygprestanda, vingens profil förändras - lyftkraftsbortfall - Flygplanets vikt ökar - Propellerns effekt avtar och isen kan skada både propellerblad och spinner - Fartmätaren upphör att fungera till följd av is som täpper till pitotröret - Isbildning på vindrutan försämrar sikten - Isbildning i förgasaren kan mycket lätt åstadkomma motorstopp - ÅSKVÄDER