EARTH SCIENCES CENTRE GÖTEBORG UNIVERSITY B LOKALKLIMATOLOGISK STUDIE AV TEMPERATURMÖNSTER OCH HALKFREKVENS I STOCKHOLMSOMRÅDET

Transkript

1 EARTH SCIENCES CENTRE GÖTEBORG UNIVERSITY B LOKALKLIMATOLOGISK STUDIE AV TEMPERATURMÖNSTER OCH HALKFREKVENS I STOCKHOLMSOMRÅDET Cecilia Green Department of Physical Geography GÖTEBORG 2001

2 GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för geovetenskaper Naturgeografi Geovetarcentrum LOKALKLIMATOLOGISK STUDIE AV TEMPERATURMÖNSTER OCH HALKFREKVENS I STOCKHOLMSOMRÅDET Cecilia Green ISSN B271 Projektarbete Göteborg 2001 Postadress Besöksadress Telefo Telfax Earth Sciences Centre Geovetarcentrum Geovetarcentrum Göteborg University S Göteborg Guldhedsgatan 5A S Göteborg SWEDEN

3 SAMMANFATTNING I denna studie behandlas temperaturvariationer och frekvensen av halka i ett storstadsområde. Syftet har varit att studera temperaturskillnader mellan stad och landsbygd samt att jämföra dessa skillnader med temperaturvariationer som uppstår vid olika lokalklimatologiska typlägen. Även trafikens inverkan på temperaturen har undersökts. Studien innehåller vidare en analys av hur förekomsten av väghalka påverkas av ovanstående faktorer. Data från ett antal stationer inom Vägverkets Väg Väder Informations System (VViS) i Stockholmsområdet för perioden januari, februari och mars 1995, 1996 samt 1997 har analyserats. De utvalda stationerna är placerade i Stockholm med omnejd och representerar en rad olika lokalklimat. Väderdata angående moln- och vindförhållanden under perioden har tillhandahållits från SMHI:s väderstationer på Bromma och Arlanda flygplats. För att kunna ta fram halkfrekvensen vid de olika stationerna har ett specialtillverkat VViSData-program använts. Resultatet i denna studie visar att värmeöns inverkan på temperaturen avtar med ökat avstånd från stadens centrum och att detta samband är tydligt även vid specifika lokalklimatologiska typlägen så som vid kalluftssjöar. Det visar även att en trafikintensitet över fordon/dygn signifikant påverkar tiden för påbörjad uppvärmning under morgontimmarna. Gällande halkfrekvensen har det i denna studie kunnat påvisas att den snörelaterade halkan ökar med ökat avstånd till stadens centrum samt att en hög trafikintensitet minskar förekomsten av rimfrost på vägytan. 1

4 SUMMARY Road climate in cities - a study of the Stockholm area, SE Sweden. In this study, temperature variations and the frequency of slipperiness in an urban area has been examined. The purpose of the study was to examine the temperature differences between urban, suburban and rural sites and to compare these differences with the temperature variations, which occur at different local climates. Additionally, the impact of traffic on the temperature was analysed. Finally, the relationship between the occurrence of road slipperiness and urban heat island intensity, local climates and traffic density was determined. Data from a number of measuring sites pertaining to the Road Weather Information System (VViS) in the Stockholm area has been analysed. The examined data was collected during three periods; January to March 1995, 1996 and The selected sites represent a wide range of local climates. SMHI s synoptic weather stations at Bromma and Arlanda airport contributed data concerning cloud and wind conditions. A specific computer program (VViSData) has been used as a tool to calculate the frequency of road slipperiness. The results in this study show that the urban heat island impact on the temperature declines with an increased distance from the city centre. Traffic density above vehicles per day affects the road surface temperature significant. Also, the snow related slipperiness increases with an increased distance from the city centre, and a high traffic density decreases the occurrence of hoar frost on the road surface. 2

5 INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING... 1 SUMMARY... 2 INNEHÅLLSFÖRTECKNING... 3 FÖRORD... 5 INLEDNING... 6 FRÅGESTÄLLNINGAR... 7 BAKGRUND... 8 Väderinverkan... 8 Värmeön... 8 Kalluftssjö... 9 Höjd... 9 Beskuggning... 9 Broeffekter Sjö- och havseffekter Trafikens inflytande Väghalka METOD OMRÅDESBESKRIVNING DATA Väderdata VViS-Data STATIONSLÄGEN HALKKRITERIER RESULTAT VÄDERFÖRHÅLLANDEN TEMPERATURMÖNSTRETS UPPREPNING FÖRHÅLLANDET MELLAN STAD, FÖRORT OCH LANDSBYGD Värmeöns intensitet Avståndets betydelse LOKALKLIMATETS INVERKAN Avkylningshastighet FÖRHÅLLANDET MELLAN LUFT- OCH YTTEMPERATUR Yttemperaturens tröghet Samband mellan differenser i lufttemperatur och yttemperatur TRAFIKENS INVERKAN Trafikintensitet Tid för påbörjad uppvärmning av temperaturen INVERKAN PÅ HALKFREKVENSEN Stadsklimatets inverkan på spridningen av halka Trafikintensitetens inverkan på spridningen av halka DISKUSSION VÄRMEÖNS INVERKAN PÅ TEMPERATUREN LOKALKLIMATETS INVERKAN PÅ TEMPERATUREN TRAFIKENS INVERKAN PÅ TEMPERATUREN INVERKAN PÅ HALKFREKVENSEN FELKÄLLOR

6 SLUTSATSER FORTSATTA STUDIER REFERENSER

7 FÖRORD Denna studie utgör ett projektarbete om 20 poäng som avslutar geovetarprogrammet vid Göteborgs Universitet. Arbetet har utförts inom ämnet naturgeografi med inriktning mot klimatologi. Handledare för projektarbetet har varit Jörgen Bogren och Torbjörn Gustavsson vid avdelningen för Naturgeografi på Geovetenskapliga institutionen i Göteborg, vilka jag vill tacka för hjälp och bra diskussioner under arbetets gång. Jag vill även tacka Johan Karlsson för hjälp med VViSprogrammet, Stig Nilsson och Krister Boqvist på SMHI i Norrköping samt Owe Janson på Vägverket i Solna. 5

8 INLEDNING Inom stora delar av södra och mellersta Sverige ger vinterhalvåret ett klimat med långa perioder då temperaturen är nära ±0 C. Detta innebär att det ofta uppstår situationer med hög risk för lokal halka och därmed även en minskad trafiksäkerhet. Vägverket genomför tester med digitala hastighetsskyltar där hastighetsbegränsningen ska vara relaterad till rådande vägförhållanden, det vill säga vid risk för halka sänks den angivna hastigheten. Detta system kräver modeller där rätt inputdata och stor kunskap angående olika parametrars inverkan på temperaturen är viktigt. Den bakomvarande kunskapen och inputdatan är avgörande för tillförlitligheten i de prognoser över aktuell halkrisk som beräknas med hjälp av modellen. Flera modeller har utvecklats för att förbättra prognoserna över vägklimatet, varav kan nämnas Bogren et al.(1992) lokalklimatologiska modell (LKM) för beräkning av luft- och yttemperaturen. Bakgrunden till LKM ligger i att kunna extrapolera punktvärden och på så vis beräkna hur temperaturen varierar längs hela vägsträckan. Idag finns ca 670 stationära mätstationer runt om i Sverige som tillhör Vägverkets Väg Väder Informations System (VViS). Från stationerna fås registrerad data varje halvtimme som används till prognostisering och för att avgöra när åtgärder behövs för att förhindra halka på vägbanan. Allmänt leder vägvädersystem till effektivare halkbekämpning med minskade kostnader, mindre miljöpåverkan och även säkrare vägar (Hewson & Gait, 1992). En avgörande faktor vid modellering av vägklimatet är alltså att förstå hur temperaturen vid olika lokalklimat varierar. För detta krävs att man känner till hur olika parametrar styr utveckling av temperaturen vid vägytan under olika väderförhållanden. Parametrar som inverkar kan vara topografi, strålningspåverkan, närheten till tätort, trafik och vägbyggnadsmaterial. Trots omfattande studier i vägklimatologi finns fortfarande behov av ytterligare studier av tidsoch rumsvariationer i temperatur och väghalka, speciellt vad gäller halka i städer. Bogren (1999) efterlyste omfattande analys av lokal- och mikroklimatvariationer av temperaturen i stad/förort för att kunna inkludera effekterna av stads- och förortsmiljöer i olika vägklimatmodeller. Denna studie är en del i det arbetet och syftar till att ge en ökad förståelse över stads-förortslandsbygdsvariationer i luft- och yttemperatur samt att jämföra dessa variationer med temperaturskillnader som uppstår vid olika lokalklimatologiska typlägen. Syftet är att sedan härleda till väghalka och undersöka vilken inverkan ovanstående faktorer samt trafikintensitet har på halkfrekvensen. Flera undersökningar, bland andra Farmer & Tonkinson (1989) och Gustavsson & Bogren (1990), har pekat på att trafikintensiteten kan ge effekter på halkfrekvensen men något tydligt samband har ännu inte påvisats. 6

9 FRÅGESTÄLLNINGAR Följande studie behandlar temperaturutvecklingen i luften och nära vägytan samt förekomsten av väghalka. Studien koncentreras mot temperaturvariationer mellan stad, förort och landsbygd, mellan områden med varierande lokalklimatologiska typlägen samt mellan platser med varierande trafikintensitet. De specifika frågeställningarna följer nedan: En stad uppvisar nattetid ofta en högre luft- och yttemperatur än omgivningen. I denna rapport ska förhållandet mellan temperaturutvecklingen i stad, förort och landsbygd studeras. - Vilka temperaturskillnader mellan stad, förort och landsbygd uppstår under klara, stilla situationer? Temperaturskillnader i landskapet uppstår även på grund av skillnader i lokalklimatet. Temperaturvariationer mellan olika lokalklimatologiska lägen ska därför studeras. Förhållandet mellan stad-landsbygdsläget och övriga lokalklimatologiska lägen är av intresse. - Vilka faktorer styr temperaturmönstret under klara, stilla situationer? Analys över hur temperaturen vid vägytan förhåller sig till lufttemperaturen ska utföras för att få klarhet i skillnader och samband mellan luft- och yttemperatur. Detta är av betydelse för de fortsatta frågeställningarna där inriktningen görs mot temperaturvariationer i vägytan; - Vilken inverkan har trafikintensiteten på temperaturen under klara, stilla situationer? - Hur påverkas förekomsten av halka av stadsklimatet, trafikintensiteten samt olika lokalklimatologiska faktorer? 7

10 BAKGRUND I denna studie analyseras en rad olika parametrar. Följande del syftar till att ge en bakgrund till varför vissa parametrar valts ut för analys och vilka teorier forskningen inom väg- och urbanklimatologi idag kommit fram till angående dessa parametrars inverkan på temperaturen. Teorierna som tas upp i följande litteratursammanställning ligger till grund för de frågeställningar som utgör basen för denna studie. Väderinverkan Grunden för modellering av lokalklimat är att temperaturmönster upprepas vid situationer med liknade väderförhållanden. Vid klara stilla nätter kyls markytan genom utstrålning till atmosfären vilket producerar lokalspecifika temperaturmönster. Ökad molnighet minskar möjligheten för kraftig avkylning och ökad vindhastighet leder till ökad turbulens vilket utjämnar de temperaturskillnader som annars uppstår mellan olika platser (Karlsson, 1999). Enligt studier av Bogren et al. (1999a) måste rådande vind vara under 2-3m/s om stora temperaturskillnader ska uppstå i en svagt kuperad terräng. Flera studier, till exempel Karlsson (1999) och Gustavsson (1995) har kommit fram till att de största temperaturvariationerna uppkommer under nätter med en medelvindhastighet på 1-1,5m/s. Då är vinden stark nog för att förhindra stabilisering av den av ytan avkylda luften vid vindexponerade platser men stabilisering kan ske vid skyddade platser, vilket förhindrar turbulent omblandning med varmare luft ovan (Gustavsson et al., 1998). Vid molnighet över 2-4 oktas hindras den långvågiga utstrålningen och avkylningen vid marken påverkas betydligt. Endast vid klara situationer med svag vind är det möjligt för stora variationer i både luft- och yttemperatur att utvecklas (Bogren & Gustavsson, 1990). Värmeön Det har länge varit känt att städer generellt sett är varmare än det omgivande landskapet. Stadens centrum uppvisar under natten oftast den maximala temperaturen med gradvis sjunkande temperatur allteftersom tätheten i bebyggelsen minskar. Den höga temperaturen är begränsad till innanför stadsgränsen likt en ö där av benämningen värmeö. Orsaken till den urbana värmeön är komplex. Beroende på stadens lokalisering, tid på året och tid på dygnet inverkar faktorer som väder, albedo, ytans skrovlighet, emission av värme, emission av fukt samt emission av partiklar vilka påverkar nettostrålningen och bildandet av molndroppar (Ahrens, 1994). Oke et al. (1991) fann att den effekt som gatu-kanyon-geometrin har på långvågig strålning är den viktigaste faktorn som genererar värmeön. Den urbana geometrin reducerar den långvågiga avkylningen och medför en ökad värmelagring under dagen. Lagrad värme samt antropogen värme frigörs under natten och motverkar därmed avkylningen (Oke, 1991). Värmeöns intensitet är en funktion av stadens storlek, geometri och invånardensite (Thornes, 1991). Andra faktorer, som kan vara väsentliga för halkbildning, är att den relativa fuktigheten ofta är lägre i urbana områden än i omgivningarna och att vid temperaturer runt 0 C faller nederbörden som snö på landsbygden men som regn eller snöblandat regn nära staden (Bergab, 1983). Även vindförhållandena påverkas av värmeön. På grund av temperaturskillnader mellan stad och 8

11 omgivning uppstår en omlandsbris riktad in mot staden. Vindförhållandena i en stad påverkas även av stadsområdets ojämna yta som ger en ökad friktion (Eliasson & Holmer, 1990). För Stockholm beräknas den nuvarande urbaniseringseffekten i genomsnitt under året till 1 C, vilket kan jämföras med 0,5 C för Göteborg (Bogren et al.,1999b). Detta innebär att Stockholms tätort i genomsnitt är 1 C varmare än omgivande landskap. Kalluftssjö Under de senaste årtiondena har ett stort antal studier, bland andra Kalma et al. (1986), Gustavsson (1990), Bogren & Gustavsson (1990) och Gustavsson et al. (1998), visat att de kallaste nattemperaturerna under klara stilla förhållanden återfinns i dalar och lågpunkter i terrängen. Teoretiskt bildas kall luft i kontakt med mark som är avkyld genom utstrålning. Om denna kontakt sker vid sluttande mark kan ett kallt luftflöde bildas vilket medför att kalluftssjöar kan genereras strax efter solnedgången. Kalluftssjöar utgörs av öppna lågpartier där ansamling av kalluft sker och kännetecknas av en markant lägre lufttemperatur än omgivningen (Bogren, 1999). Thompson (1986) visade dock att kalluftssjöar kan bildas även utan ett kalluftsflöde. Thompson menade att den vindskyddande effekten av topografin är en väldigt viktig faktor vid bildning av temperaturvariationer i komplex terräng. I en smal djup dal förhindras omblandning mellan kall markluft och varmare luft ovan, på grund av de vindstilla förhållanden som råder, vilket leder till högre avkylningshastighet nära markytan. Därmed bildas en inversion och kalluftssjön uppstår. Bogren & Gustavsson (1989) fann de högsta kalluftsintensiteterna i de största dalarna med temperaturskillnader på upp till 8,5 C. Potentialen för kalluftssjöar styrs av dalens eller sänkans storlek det vill säga bredd och djup samt dess exponering för vinden (Bogren, 1998). Höjd En mindre höjd ( lutning upp till 17 ) i terrängen medför att luftflödet trycks ihop vertikalt och en acceleration av vinden uppstår. Över höjden fås därmed en kraftigare vindhastighet än i omgivande lägre landskap och en utjämning av temperaturamplituden under dygnet (Taylor & Lee, 1984). Det ska nämnas att under många väderlekstillfällen är det vid höjdpartier som temperaturen sjunker under 0 C först, eftersom lufttemperaturen generellt avtar med höjden med ca 0,5-1 C/ 100m. (Bogren & Gustavsson, 1990). Beskuggning Vägavsnitt som beskuggas av byggnader, träd, bergskärningar eller liknande kommer att värmas upp långsamt på morgonen då den kortvågiga instrålningen hindras. Detta betyder att vägar med låg sky-view faktor till exempel vid skärningar, under broar, i skog eller mellan byggnader är kallare under dagen än exponerade vägar (hög sky-view faktor). Under kvällen och natten begränsas vägytans avkylning genom att utstrålningen vid beskuggade vägavsnitt är begränsad och temperaturen blir därmed mer konstant över dygnet (Bogren, 1990). 9

12 Temperaturen vid skuggläge varierar beroende av när på dagen beskuggningen har inträffat. Om vägytan beskuggas på eftermiddagen kan effekten med låg yttemperatur stanna kvar även på kvällen. Det skuggande objektet kan även utgöra skydd mot vinden vilket leder till en lägre temperatur på grund av dämpad omblandning (Bogren et al., 1999a). Faktorer som inverkar vid skuggning är enligt Bogren & Gustavsson (1989) latitud och altitud vid platsen, solens position, molnighet, typ av skuggande objekt (vegetation, vägskärning) och form, utbredning, densitet och orientering av objektet. Skuggeffekterna är teoretiskt sett störst i mars då solhöjden är hög samtidigt som risken för frost finns kvar. De svala temperaturerna vid skugglägen medför en dålig upptorkning, snö och is kommer att ligga kvar länge på dessa platser (Lindqvist, 1986). Detta innebär att skugglägen kan förväntas uppvisa låga dags- och/eller kvällstemperaturer, beroende på när beskuggningen inträffar, samt hög frekvens av halka. Broeffekter Broar har ofta en annorlunda temperaturutveckling jämfört med närliggande vägar på grund av dess olika kvalitéer av värmelagring och konduktivitet. Dessa skillnader uppstår huvudsakligen vid klart lugnt väder både under avkylning och uppvärming. Enligt Bogren (1998) är konstruktionsmaterialet, längden, volymen och typ av bro betydande för temperaturen på bron. Även omgivande terräng och närheten till vatten är viktig. Vid lugnt och klart väder har broytor visats bli kalla med ökad halkrisk (Takle, 1990). Broar har inte lika djup vägkonstruktion som vanliga vägar och därmed lagras inte lika mycket värme vilket medför kallare yttemperatur. Lufttemperaturen kan däremot vara relativt hög om bron inte ligger i en kalluftssjö, det vill säga lufttemperaturen kan höjas över bron jämfört med omgivningen. Så även daggpunktstemperaturen vilket ger förutsättningen för kraftig rimfrostbildning på bron (Lindqvist, 1986). Flera studier har visat att broar över vatten är kallare än broar över till exempel andra vägar. Thornes (1991) menade dock att broar över vatten kan verka varmare på grund av emission och reflektion av strålning från vattenytan till brons undersida. Sjö- och havseffekter Vintertid är vattenmassor ofta varmare än land vilket ger en värmande effekt, dock inte om is har bildats vilket istället ger en kylande effekt. Under våren då marken värms upp har vattnet en lägre temperatur än land och ger en dämpning av uppvärmningen vid kusterna. Figuerola & Mazzeo (1998) visade att storleken på den effekt vattnet ger beror på hur vindarna blåser, det vill säga vind från havet ger en större inverkan än vind från land. Vattenmassor verkar dämpande på temperatursvängningarna såväl över dygnet som över året. Kuster och större sjöar medför även starkare vind och högre fuktighet (Lindqvist, 1986). Trafikens inflytande Hypotesen om att trafiken har en påverkan på vägytans temperatur är befäst i tidigare studier. Enligt Thornes (1985) är det tiden som vägen är täckt av fordon som är avgörande för temperaturskillnaden, det vill säga den tid då den långvågiga utstrålningen hindras av fordonen. 10

13 Gustavsson et al. (1987) framförde dock flera sätt på vilken trafik kan influera vägytans temperatur; genom återstrålning från bilen, friktion från hjulen, värme från motorn samt genom att generera en ökad turbulens. Gustavsson & Bogren (1990) påvisade att värmen från motorn är den trafikinfluerade faktor som ger störst inverkan på yttemperaturen. Farmer och Tonkinson (1989) undersökte hur rusningstrafiken påverkade dygnscykeln i yttemperaturen och kom fram till att en högre trafikintensitet generellt ger en ökad yttemperatur. Bergendahl (1998) undersökte fordonens uppvärmningseffekt på vägen och fann att temperaturen stiger ca 0,18 C vid varje personbil men sjunker igen mycket snabbt, ca 2-3sekunder efter passeringen. Vad trafiken ger för effekter på temperaturutvecklingen och halkfrekvensen är fortfarande oklart. Väghalka Lindqvist (1979) presenterade 24 olika typer av väghalka och beskrev väderförhållandena som råder vid bildandet av varje typ. Gustavsson (1998) gjorde senare en indelning i tre huvudtyper av väghalka; snö, frysande vatten på vägbanan och rimfrost. Snö på vägen har en stor inverkan på friktionen och vid situationer när yttemperaturen går under 0 C finns risken för att vatten på vägen fryser till is. Rimfrostbildning på vägytan är en typ av halka som är svår att förutspå, både vad gäller mängd och hur halt det blir. Rimfrost på vägar är ett problem som flera studier har undersökt till exempel Bogren & Gustavsson (1990) som studerade temperaturskillnader och rimfrost vid varmluftpassager, Hewson & Gait (1992) undersökte rimfrostdeponering på vägar och metoder för att förutspå bildning av rimfrost, samt Talke (1990) som undersökte rimfrostförekomst genom intervjuer med vägunderhållningspersonal. Studierna av Hewson & Gait (1992) och Bogren & Gustavsson (1990) visade att rimfrost bildas speciellt under två olika väderförhållanden; vanligast är klara nätter då ytan kyls under daggpunktstemperaturen. Andra förhållandet är då en varmfront passerar och värmer luften medan yttemperaturen värms saktare och yttemperaturen är kvar under daggpunktstemperaturen. Karlsson (1998) fann att mängden rimfrost som deponeras är starkt relaterad till tiden som vägytans temperatur är lägre än daggpunktstemperaturen och även storleken på den temperaturskillnaden. Karlsson fann även att stora temperaturskillnader är vanligast under klart/halvklart väder med svag vind (1-1,5m/s). Den svaga vinden medför att vägytan kyls nattetid men luftlagren ovan kyls mindre på grund av turbulensen av vinden vilket leder till stora skillnader mellan ytan och luften. 11

14 METOD OMRÅDESBESKRIVNING Området som har undersökts är Stockholms innerstad med omnejd, Lat. N59 30 och Long E Området har en area på ungefär 40*40km och består av stadens centrum, förorter samt omgivande landsbygd. Området är präglat av Östersjön och dess vikar som tränger in i landet. Den dominerande vindriktningen under januari till mars i Stockholmsområdet är västlig till sydvästlig (Taesler, 1972). Området ansågs lämpligt till denna studie då Stockholm storleksmässigt bör ge goda förutsättningar för en välutvecklad värmeö med förorter och landsbygd på relativt kort avstånd från centrum. I Stockholmsområdet finns även en hög frekvens av stationära mätstationer (VViS) vilket ger ett omfattande datamaterial att analysera. DATA Mätdata från 20 VViS-stationer i Stockholmstrakten samt väderdata från SMHI under perioden januari, februari och mars 1995, -96 och -97 har undersökts. Med hjälp av ett specialtillverkat VViSData-program har analys av halkfrekvensen kunnat utföras. För att studera temperaturutvecklingen har vägytans temperatur samt lufttemperaturen på två meters höjd analyserats. Vid undersökning av halkfrekvensen har även daggpunktstemperaturen och nederbördsdata använts. Figur 1 visar de utvalda VViS-stationernas spridning i området. Figur 1. Karta över det undersökta området med de olika VViS-stationernas placering. 02-numreringen står för Stockholms län. 12

15 Väderdata Med hjälp av moln- och vinddata från Bromma flygplats (ca 8km väster om Stockholms centrum) samt vinddata från VViS-stationerna har klara stilla nätter valts ut. Kriterierna för moln och vind sattes till 0-2 oktas och 0-2m/s i medelvindhastighet med hänsyn till Bogren et al. (1999a) och Bogren & Gustavsson (1990) resultat. Dessa kriterier ska uppfyllas mellan kl så att avkylningen och temperaturutvecklingen under natten sker utan inverkan från moln och vind. (Observera att dessa kriterier inte gäller vid beräkningen av halkfrekvensen.) I det undersökta området sker isläggningen normalt omkring den 11 januari vid kusten och i sjöarna i början av december. Islossningen sker vid Stockholmskusten i början av april och sjöarna spricker upp i slutet av april (SNA, 1995 och SNA, 1996). Detta betyder att vattenmassorna i området troligen var istäckta under i stort sett hela den period som undersökts. VViS-Data VViS är Vägverkets Väg Väder Informations System och består idag av ca 670 mätstationer runt om i Sverige. Stationerna registrerar lufttemperaturen på 2m (±0,3 C), yttemperaturen (±0,3 C), relativa luftfuktighet (±3%), och vid vindutsatta lägen även vindhastighet (±0,2m/s), vindriktning samt nederbörd (Norrman, 2000). Varje halvtimme insamlas data och lagras i en nationell databas. Idén bakom VViS är att stationer som mäter temperatur, fuktighet och vind ska vara placerade i områden där en tidig varning för väghalka kan ges. Detta kräver att stationerna är placerade i varierande omgivningar eftersom olika vädersituationer resulterar i olika temperaturmönster vid olika lokalklimat. Typiska placeringar är i dalar, på broar och i vägskärningar där beskuggning sker. Mätdata från dessa stationer utgör alltså en stor informationskälla vid lokalklimatologiska studier. STATIONSLÄGEN Varje stations lokalklimat har fastställts med hjälp av Vägverkets anteckningar och foton över varje station samt Blå kartbladet 106 (skala 1: ). Stationerna är således indelade efter stads-, förorts- eller landsbygdsläge samt benämningen höjdläge, kalluftsläge, broläge, skuggläge eller neutralt läge, se tabell 1. Dessa lägen är mer eller mindre influerade av havet. Stationernas olika typlägen ger en möjlighet att studera vilken effekt olika lokalklimatologiska faktorer har på temperaturen. Station 36 valdes till referensstation då den är belägen centralt (figur 1) och påvisar hög temperatur i jämförelse med övriga stationer och därmed ger en bra representation av stadens värmeö. Avståndet till övriga stationer från station 36 togs fram genom mätningar på karta. Vid utvärdering av värdena behövdes även en neutral referensstation på landsbygden och för det ändamålet valdes SMHI:s väderstation på Arlanda (ca 38km norr om Stockholms centrum). Denna station är neutralt placerad på landsbygden till skillnad mot övriga VViS-stationer i området. Datan från Arlanda innehåller endast lufttemperatur var tredje timme, nederbörd, vindriktning, vindhastighet och molnmängd, det vill säga inga uppgifter om yttemperaturen. 13

16 Tabell 1. Klassificering av varje station. (J = ja, N = nej) Stations Lokalklimat vid Avstånd (km) Vindsensor Nederbörds nr stationen (från stat 36) mätare 3 Förort, broläge, sjönära 25,0 J N 7 Förort, skuggläge 17,5 N J 9 Förort, skuggläge 12,0 N N 13 Förort, neutral - skog, solläge 18,5 N J 15 Förort, neutral - sjönära 8,0 N N 16 Förort, broläge, sjönära 9,5 N N 17 Förort, neutral - öppet 10,5 N N 18 Förort, broläge, sjönära 17,0 J J 19 Landsbygd, svagt skuggläge 18,0 N N 20 Landsbygd, höjdläge, svag skugga 24,5 N J 22 Stad, broläge, sjönära 8,5 N J 23 Landsbygd, kalluftsläge, öppet 20,5 N J 26 Förort, neutral - öppet 20,5 N J 32 Förort, kalluftsläge, öppet 14,0 J J 33 Landsbygd, broläge, sjönära 24,5 J J 35 Stad, byggnader 4,5 N J 36 Stad,öppet,broläge 0,0 J J 40 Landsbygd, neutral - öppet/veg. 9,0 N J 41 Landsbygd, höjdläge, öppet 21,5 J J 43 Stad, byggnader 7,5 J J Arlanda Landsbygd, öppet 38,0 J J HALKKRITERIER För att kunna analysera den rumsliga fördelningen av väghalka användes ett specialtillverkat VViSData-program. Detta program använder bestämda kriterier för att separera situationer med risk för halka på vägen och för denna studie användes följande tre kriterier: 1. Yttemperaturen ska sjunka från plusgrader till minusgrader OCH (nederbörd under de senaste tre timmarna ELLER relativ fuktighet 85% under de senaste två timmarna) ( Får endast upprepas var fjärde timme, för att separera situationerna) 2. Daggpunktstemperaturen > yttemperaturen OCH yttemperaturen <0,0 C (Får endast upprepas var fjärde timme, för att separera situationerna) 3. Snönederbörd OCH yttemperatur < 1,0 C Begränsning har gjorts till dessa tre kriterier utan hänsyn till rådande väderförhållanden i övrigt. Programmet har använts på hela mätperioden det vill säga januari, februari och mars 1995, -96 och 97. Vid tillfällen då daggpunktstemperaturen > yttemperaturen sker en transport av vattenånga från luftlagret, vilket är en förutsättning för halka om inte vägytan redan är blöt. Kriterierna ger frekvensen vid varje station av tre olika halktyper; 1: Vatten som fryser på vägytan vid temperaturfall från plusgrader till minusgrader, 2: Bildning av rimfrost på vägytan, 3: Snöfall på en frusen vägyta. Dessa situationer utgör enligt Gustavsson (1998) de tre huvudtyperna av halka som förekommer i Sverige. Det har därför ansetts lämpligt att begränsa halkanalysen till just dessa tre halktyper. 14

17 RESULTAT VÄDERFÖRHÅLLANDEN Vid studier av olika parametrars inverkan på temperaturen bör, som tidigare konstaterats, klara stilla dygn undersökas för att undvika den utjämnande effekt på temperaturen som moln och vind kan ge upphov till. Ett antal dygn där de moln- och vindkriterier som tidigare beskrivits uppfylldes, valdes ut och jämfördes. Ett av dessa dygn, vilket uppfyllde kriterierna bäst, valdes ut för närmre analys och granskning; dygnet den 6-7 februari Väderdata för det utvalda dygnet redovisas i tabell 2. De bestämda moln- och vindkriterierna för kl uppfylls men notera att molnuppgifter saknas för kl 00 och 03. Eftersom molnkriteriet är uppfyllt i flera timmar både innan och efter de saknade värdena anses dock molnkriteriet vara uppfyllt genom hela natten. Vindhastigheten som här står för medelvindhastigheten, är låg under hela dygnet. Den utvalda situationen dominerades av nordvästliga vindar vilket innebär vind från land och således ett minimalt inflytande från havet, det vill säga Östersjön. Tabell 2. Väderdata från SMHI:s mätstation vid Bromma flygplats (x = felvärde) Datum Tid Molnighet Vindhastighet Vindriktning (h) (octas) (m/s) ( ) x x x x TEMPERATURMÖNSTRETS UPPREPNING Studier av temperaturutvecklingen vid olika klimatstationer grundar sig på teorin att temperaturmönster upprepas vid liknande väderförhållanden på samma plats. Detta innebär att det är tillräckligt att analysera ett fåtal dygn under klara stilla förhållanden för att kunna dra slutsatser om temperaturvariationerna som uppstår. För att testa teorin om temperaturmönstrets upprepning jämfördes temperaturutvecklingen under flera nätter med klart och lugnt väder. I figur 2a-d visas temperaturutvecklingen för referensstationen (36) och en kalluftstation (32) vid två tillfällen. Dessa två stationer har valts ut för att visa två temperaturmönster som skiljer sig åt markant. Den 6-7/2-96 uppfylls kriterierna för vindförhållandena och molntäcket genom hela dygnet men den 6-7/1 95 var vindförhållandena något för höga fram till kl 19 (för station 36 upp till 5,6m/s och för station 32 upp till 2,9m/s). Dessa vindförhållanden jämnar ut temperaturen 15

18 vilket syns tydligt i figur 2c och 2d, där den egentliga avkylningen inte kommer igång förrän vindkriteriet på 0-2m/s är uppfyllt. Se den tydliga skillnaden före och efter kl 19 i figur 2c och 2d. a) b) Lufttemperatur ( C) Tid (h) Yttemperatur ( C) Tid (h) c) d) Lufttemperatur ( C) Tid (h) Yttemperatur ( C) Tid (h) Figur 2. Temperaturens utveckling för två stationer: streckad linje referensstation 36, heldragen linje kalluftstation 32. a) utvecklingen av lufttemperaturen 6-7/2-96 b) utvecklingen av yttemperaturen 6-7/2-96 c) utvecklingen av lufttemperaturen 6-7/1-95 d) utvecklingen av yttemperaturen 6-7/1-95. Pilarna visar solens uppoch nedgång. I figur 2a-d är referensstationen betydligt varmare än kalluftstationen genom hela natten. Avkylning och uppvärmning av station 32 sker däremot betydligt snabbare jämfört med referensstationen. Det är tydligt att utvecklingen av temperaturmönstret i 2a och 2c respektive 2b och 2d är ungefär densamma (efter att vindförhållanden stabiliserats i figur 2c och 2d) trots att dygnet den 6-7 februari 1996 var betydligt kallare än den 6-7 januari

19 FÖRHÅLLANDET MELLAN STAD, FÖRORT OCH LANDSBYGD Figur 3a-b illustrerar temperaturskillnader mellan en stads- (36), förorts- (9) och landsbygds- (19) station, placerade i en tvärsnittsprofil genom Stockholmsområdet. Lokalklimatet i övrigt vid stationerna har klassificerats till följande; 36 - broläge över väg, 9 skuggläge med eftermiddagsskugga samt 19 svagt skuggläge. Notera att temperaturskillnaden mellan stationerna under dagen är liten men vid solnedgången sjunker temperaturen hastigt vid station 9 och 19, speciellt för lufttemperaturen (figur 3a). Temperaturskillnaderna utvecklas snabbt och bibehålls genom hela natten. Vid soluppgången stiger temperaturen återigen och skillnaderna raderas. Vad gäller yttemperaturen sjunker temperaturen vid station 9 och station 36 i takt med varandra och skillnaden dem emellan är liten genom hela natten (figur 3b). Detta beror på att station 9 har en relativt varm yttemperatur vilket kan utläsas ur tabell 3 där station 9 näst efter station 36 har mildast mintemperatur under den aktuella natten. Mintemperaturen för luften vid de tre stationerna är för stad, förort respektive landsbygd -15,6 C, -19,2 C och -22,5 C och för vägytan -15,4 C, -15,9 C och -18,3 C. Temperaturskillnaderna mellan stad och landsbygd tyder på en välutvecklad värmeö i staden och att den potentiella effekten av värmeön är ca 7 C i lufttemperaturen och ca 3 C vid vägytan. Tluft ( C) förort landsbygd stad Tid (h) Figur 3. a) Utvecklingen av lufttemperaturen för station i stad 36, förort 9 och landsbygd 19. Pilarna visar solens ned- och uppgång. 17

20 Tyta ( C) förort landsbygd stad Tid (h) Figur 3. b) utvecklingen av temperaturen vid vägytan för station i stad 36, förort 9 och landsbygd 19. Pilarna visar solens ned- och uppgång. Mintemperaturerna för övriga stationer varierar mellan -17,0 C till -25,4 C för lufttemperaturen och mellan -15,9 C till -20,2 C för yttemperaturen (tabell 3). Referensstationen, 36, är avvikande varm både vad gäller lufttemperatur och yttemperatur. Den stora skillnaden mellan station 36 och övriga stationer kan bero på gatu-kanyongeometrin vid referensstationen. Tabell 3. Mintemperaturer för luft och vägyta den 6-7/2-96.(* = max och min i vardera kolumn) Stations Kännetecken mint luft mint yta ΔminT luft mot ref. 36 ΔminT yta mot ref. 36 nr ( C) ( C) ( C) ( C) 22 Stad, broläge, sjönära -19,6-16,1-4,0-0,7 35 Stad, byggnader -19,2-16,1-3,6-0,7 36 Stad,öppet,broläge -15,6* -15,4* Stad, byggnader, öppet -19,6-16,5-4,0-1,1 3 Förort, broläge -17,0-17,5-1,4-2,1 7 Förort, skuggläge -19,2-16,7-3,6-1,3 9 Förort, skuggläge -19,2-15,9-3,6-0,5* 13 Förort, neutral skog, solläge -22,0-16,8-6,4-1,4 15 Förort, neutral sjönära, öppet -20,5-17,8-4,9-2,4 16 Förort, broläge, sjönära -20,0-17,1-4,4-1,7 17 Förort, neutral - öppet -18,6-16,3-3,0-0,9 18 Förort, broläge, sjönära -19,4-17,8-3,8-2,4 26 Förort, neutral - öppet -21,2-17,4-5,6-2,0 32 Förort, kalluftsläge, öppet -23,4-18,7-7,8-3,3 19 Landsbygd, svag skugga -22,5-18,3-6,9-2,9 20 Landsbygd, höjdläge, svag skugga -20,1-18,5-4,5-3,1 23 Landsbygd, kalluft, öppet/veg. -25,4* -18,8-9,8* -3,4 33 Landsbygd, broläge, sjönära -21,4-20,2* -5,8-4,8* 40 Landsbygd, neutral - öppet/veg. -20,2-16,9-4,6-1,5 41 Landsbygd, höjdläge, öppet -18,2-16,9-2,6* -1,5 18

21 Notera även att kalluftsstationerna, 23 och 32, uppvisar de lägsta värdena för luft- och yttemperatur, undantaget station 33 för yttemperaturen. Station 33 som är placerad på bron över Ryssgraven vid Kungsängen, det vill säga på landsbygden, uppvisar den lägsta yttemperaturen under natten. Broar har som tidigare nämnts, sämre förmåga att lagra värme än vanliga vägar och därmed en ökad potential för låg yttemperatur. Vid jämförelse av värdena i tabell 3 är det tydligt att endast station 33 av brostationerna har en avvikande låg yttemperatur. Detta kan vara en effekt av skillnader i konstruktion mellan broarna. Station 33 har dock även en låg lufttemperatur i jämförelse med övriga brostationer och därmed är det troligt att avvikelsen även beror på den omgivande terrängen. Värmeöns intensitet Den maximala temperaturskillnaden mellan stadens centrum och den omgivande landsbygden utmärker värmeöns intensitet (ΔT c-l där c = centrum och l = landsbygden) (Oke, 1987). För Stockholmsdatan beräknas värmeöns intensitet som skillnaden i temperatur mellan referensstationen 36 i centrum och Arlanda, som är referensstation på landsbygden T luft ( C) :00 13:00 16:00 19:00 22:00 01:00 04:00 07:00 10:00 Tid (h) Figur 4. Temperaturdifferensen i luften mellan station 36 och Arlanda, 6-7/2-96. Pilarna visar solens ned- och uppgång. Skillnaden mellan stationerna är tydlig; stadsstationen är 3 till 8 C varmare än landsbygdsstationen under hela dygnet (figur 4). Detta tyder på att den urbana värmeön är väl utvecklad för Stockholmsområdet under klara, lugna situationer. Den maximala intensiteten av värmeön under natten är 8,1 C, se figur 4. Detta kan jämföras med figur 3a där skillnaden mellan referensstationen och landsbygdsstationen var 7 C. Skillnaden i värmeöns intensitet på 1,1 C är troligen en effekt av skillnader i lokalklimatet mellan landsbygdsstationerna. Station 36 uppvisar en topp i temperaturen mitt på dagen och ett sakta avtagande av temperaturen efter kl 13 (figur 5). Arlandastationen tycks dock ha en topp i temperaturen strax före solnedgången vid kl 16, vilket kan anses avvikande. Det kan bero på lokal avvikelse i moln- och vindförhållandena, det vill säga att om molnigheten ökat lokalt vid Arlanda uteblir temperaturtoppen på dagen och avkylningen fördröjs. Detta medför den tydliga nedgång i temperaturdifferensen mellan station 36 och Arlanda strax före solnedgången (figur 4). Direkt 19

22 efter solnedgången sjunker dock temperaturen snabbt vid Arlanda och avkylningen fortgår fram till morgontimmarna Tluft ( C) :00 13:00 16:00 19:00 22:00 01:00 04:00 07:00 Tid (h) Figur 5. Utvecklingen av lufttemperaturen för streckad linje - landsbygdsstation Arlanda och heldragen linje - stadsstation 36, 6-7/2-96. Pilarna visar solens ned- och uppgång. Avståndets betydelse För att undersöka värmeöns räckvidd, det vill säga hur långt från staden en förhöjd temperatur kan tillskrivas värmeöeffekten, plottas temperaturdifferensen mot avståndet till referensstationen (figur 6a-b). Temperaturdifferensen anges här som den maximala temperaturskillnaden mellan referensstationen i staden (36) och övriga stationer under dygnet. Detta illustreras även i bilaga 1 och 2 för att förtydliga avståndets betydelse. a) Max Tluft ( C) Avstånd från referensstation (km) Figur 6a) Den maximala temperaturdifferensen i luften mot avståndet till referensstationen. Svart triangel representerar Arlandastationen. 20

23 b) Max Tyta ( C) Avstånd från referensstation (km) Figur 6b) Den maximala temperaturdifferensen vid ytan mot avståndet till referensstationen. För lufttemperaturen är korrelationskoefficienten (r) låg, endast 0,28 vilket antyder att sambandet mellan lufttemperaturdifferensen och avståndet till staden för de stationer som undersökts är svagt. Däremot finns ett signifikant samband mellan yttemperaturdifferensen och ökat avstånd till staden, r = 0,60. Trendlinjen visar på en minskning av yttemperaturen med ca 0,12 C/km. Detta tyder på att det är lokalklimatet som styr. Om alla stationerna varit neutralt placerade hade antagligen korrelations koefficienten, och därmed sambandet, varit starkare både för luft- och yttemperaturen mot avståndet till referensstationen. Den maximala temperaturdifferensen för lufttemperaturen är som störst vid station 23 och uppgår till 10,9 C och för yttemperaturen är temperaturdifferensen som högst 5,5 C (station 19 och 33). Station 35, stationen närmast 36, uppvisar en differens på 4,8 C för lufttemperaturen och 1,4 C för yttemperaturen. Trots det korta avståndet (4,5km till 36) är differensen stor vilket kan ifrågasättas. Det specifika läget vid vardera station lyser igenom, det vill säga även mellan stadsstationerna är skillnaderna betydande. Förekomsten av byggnader och vegetation vid stationen är avgörande. I figur 6a, som visar lufttemperaturen, tycks spridningen av temperaturavvikelserna bli större med ökat avstånd till referensstationen. Det betyder att stationerna nära centrum har en relativt liten variation i temperatur men då avståndet till centrum blir längre ökar skillnaderna. Kalluftstationerna (32 och 23) syns som uteliggare med stor avvikelse från trendlinjen. Detta tyder på att ansamlingen av kalluft i dalar och sänkor bryter stad-landsbygd-förhållandet. Notera dock att även om station 32 och 23 har en extrem lufttemperatur i förhållande till avståndet till centrum så är yttemperaturen vid samma stationer inte avvikande. Orsaken till detta kan vara skillnader i väguppbyggnad och trafikintensitet vilket kommer att diskuteras senare. Vid jämförelse av de olika brostationerna är spridningen stor för lufttemperaturen, speciellt för de stationer som är placerade på landsbygden. De två brostationerna längst från referensstationen 21

24 (station 33 och 3), skiljer sig åt betydligt, trots att de befinner sig på ungefär samma avstånd från station 36. Station 3 med avvikande hög temperatur, det vill säga en låg temperaturdifferens, har genomgående visat på hög temperatur. Placering av station 3 mitt i Södertälje kan medföra påverkan från en svag värmeö som genereras av Södertälje tätort. Avgörande för temperaturskillnader mellan brostationer är dock som tidigare nämnts; variationer i broarnas konstruktion, storlek och omgivande terräng. Den lokala höjdstationen (41) med avvikande låg maxδt luft i figur 6a är placerad på en vindutsatt kulle ca 40m över havet där vinden medför att temperaturskillnaderna över dygnet är relativt små. Höjden vid 25 km från referensstationen (station 20) är även den på ca 40m över havet men placerad på ett generellt höjdområde där exponeringen för vinden är lägre än för station 41. Därmed är temperaturmönstret vid station 20 mer varierat och en kyligare lufttemperatur uppnås genom utstrålning under natten. Detta är tydligt både för luft- och yttemperaturen. Även övriga stationer med vindexponerat läge (station 17 neutral, 10km från referensstationen och 18 bro, 17km från referensstationen) har en relativt varm lufttemperatur. Station 9, ca 12 km från referensstationen, är betydligt varmare än de övriga skugglägena (station 7 och 19) vilket troligen beror på att station 9 är belägen närmare centrum och därmed mer påverkad av värmeön. Station 7 och 19 befinner sig på ungefär samma avstånd från referensstationen, men uppvisar ändå en betydande variation i både luft- och yttemperatur vilket troligen beror på att stadskärnan är sträckt mot station 7. Station 19 är utsatt på landsbygden och station 7 är placerad utanför förorten Salem. Station 19, som avviker mest av skuggstationerna är placerad i ett svagt skuggläge på öppen yta i skogsterräng betydligt närmare kusten än station 7. Tre stationer har valts ut för att vidare undersöka avståndets betydelse, se figur 7a-b. Dessa stationer är relativt neutralt belägna och på olika avstånd från referensstationen (station 35 4,5km, 15 8,0km och 19 18,0km) samt representerar stad, förort och landsbygd. För att ge en tydligare bild över temperaturutvecklingen återges temperaturserierna i figur 7a som glidande medelvärden. Detta innebär att små fluktuationer, som exempelvis uppstår på grund av vindstötar, ej visas. Lufttemperaturen reagerar snabbt på små förändringar till skillnad mot yttemperaturen varför yttemperaturen inte kommer att visas med hjälp av glidande medelvärden. Differensen i lufttemperatur (figur 7a) skiljer sig tydligt åt mellan stationerna. Skillnaden mellan stadsstationen och landsbygdsstationen är ca 4 C genom natten. Notera att förortsstationen har en temperaturdifferens mitt emellan de två övriga stationerna och att dess temperaturmönster följer landsbygdsstationens. 22

25 Tluft ( C) Tid (h) Figur 7a) Differensen i lufttemperatur till referensstation 36 för stationerna 35 stad, 15 förort samt 19 landsbygd under natten mellan den 6-7 februari Mätserierna visas 4 per. glidande medelvärde. Pilarna visar solens ned- och uppgång Tyta ( C) Tid (h) Figur 7b) Differensen i yttemperatur mot station 36 för stationerna 35 stad, 15 förort samt 19 landsbygd under natten mellan den 6-7 februari Pilarna visar solens ned- och uppgång. Även för yttemperaturen (figur 7b) är differensen vid stadsstationen betydligt mindre än vid landsbygds-stationen. Temperaturdifferensen vid förortsstationen är lägre än vid landsbygdsstationen men under natten blir skillnaden allt mindre. Notera att skillnaden mellan stadsstationen och landsbygdsstationen är som störst vid solnedgången; ca 3 C. Landsbygdsstationen, station 19, avviker med kall yttemperatur redan vid solnedgången på grund av en begränsad solinstrålning under dagen vilket beror på placeringen med svag skugga. Lokalklimatet tycks styra vilket påvisar vikten av att studera lokalklimatets roll som en avgörande faktor för temperaturutvecklingen. 23

26 LOKALKLIMATETS INVERKAN I föregående del påvisades att lokalklimatet ger en betydande inverkan på temperaturskillnaderna. För att tydliggöra de lokalklimatologiska faktorernas inverkan på temperaturen analyseras de olika typlägena var för sig. Detta görs genom jämförelse av stationernas differens till referensstationen. Då avståndet till referensstationen i staden är känt är det även möjligt att studera vilka lokalklimat som bryter avstånd - temperaturförhållandet. Differensen mellan referenspunkten i centrum, som står för den urbana temperaturen, och övriga stationer (ΔT 36-x ) ger värmeöns intensitet mot respektive station. Figur 8 a-e och 9 a-e visar utvecklingen av temperaturdifferensen för de bestämda typlägena under det utvalda dygnet. Liksom för figur 7a återges figur 8a-e som glidande medelvärden. Typlägena utgörs av kalluftsläge, skuggläge, öppet läge, broläge samt lokalt höjdläge. a) b) Kalluft Öppet Tluft ( C) 5 3 Tluft ( C) Tid (h) Tid (h) c) d) 11 Skugga 11 Bro Tluft ( C) 5 Tluft ( C) Tid (h) Tid (h) e) Tluft ( C) Höjd Figur 8. Differensen i lufttemperatur mot referensstation 36 för: a) Kalluftsläge; station 23: landsbygd, 32: förort, b) Öppet läge; station 40: landsbygd, 26: (streckad) förort, 17: (heldragen) förort, c) Skuggläge; station 19: landsbygd, 9: (streckad) förort, 7: (heldragen) förort, d) Broläge; station 33: landsbygd, 16: förort, 22: stad och e) Höjdläge; station 41: (heldragen) landsbygd, 20: (streckad) landsbygd Tid (h) 24

27 Figur 8 a-e visar att kalluftslägen (figur 8a) ger upphov till en betydligt högre differens av lufttemperaturen än övriga typlägen. Avkylningen sker snabbt under kvällen vid båda kalluftstationerna men stabiliseras under natten. En temperaturskillnad på ca 2 C mellan kalluftsstationerna utvecklas under natten med en lägre differens för stationen (32) närmast centrum. Stationerna med öppet läge (figur 8b) skiljer sig åt både i amplitud och tid för avkylning. Skillnaden mellan de två förortsstationerna är mellan 3-4 C genom natten. Skillnaden i avstånd till stadens centrum mellan dessa två stationer är 10km vilket kan vara avgörande för temperaturskillnaden. Det är även anmärkningsvärt att landsbygdsstationen är placerade betydligt närmare stadens centrum än förortsstation 26, men på ungefär samma avstånd som station 17. Ändå uppvisar station 17 en betydligt varmare lufttemperatur än landsbygdsstationen (40), vilket kan vara relaterat till den sena avkylningen vid station 17. Skuggstationerna följer stad-förort-landsbygdsmönstret, det vill säga landsbygdsstationen är betydligt kallare än de två förortsstationerna, omkring 3 C kallare genom hela natten. Temperaturen vid förortsstationerna 7 och 9 följs åt även att avståndet till stadens centrum skiljer sig med 5,5km. Skillnaden i lufttemperatur mellan brostationerna (figur 8d) är relativt liten, som mest ca 2 C mellan stadsstationen och landsbygdsstationen. Förortsstationen har en differenstemperatur mellan stads- och landsbygdsstationen fram till soluppgången då differensen är densamma som för stadsstationen. De lokala höjdlägena som visas i figur 8e är båda två placerade på landsbygden men på ett avstånd till staden på 24,5km respektive 20,5km. Stationen på störst avstånd från staden uppvisar den lägsta temperaturen. Temperaturskillnaden under natten mellan dessa stationer varierar mellan ca 3,5 C till ca 1,5 C. Differensen för yttemperaturen vid kalluftsstationerna (figur 9a) visar att skillnaden är liten mellan dem och att temperaturmönstret är detsamma för båda stationerna. Differensen är något större än vid övriga typlägen även om den skillnaden var betydligt tydligare vad gäller lufttemperaturen. Vid stationerna med öppet läge (figur 9b) är differensen till referensstationen för yttemperaturen liten genom hela natten. Stationernas temperaturmönster följs åt och skillnaderna dem emellan är endast 0,5-1 C. Varken förhållandet mellan avstånd-temperatur eller stad-förort-landsbygd gäller. Även för skuggstationerna (figur 9c) följs temperaturutvecklingen åt. Till skillnad från figur 8c uppvisas en skillnad i temperatur mellan förortsstationerna med station 7 som den kallare. Här liksom för höjdstationerna (figur 9e) gäller avstånd-temperaturförhållandet. Brostationen på landsbygden (station 33) har den största differensen i yttemperatur av alla stationer med en differens omkring 4,5 C genom hela natten (figur 9d). De övriga två brostationerna har en betydligt mindre differens på ca 2 C och 1 C för förorts- respektive stadsstationen. 25