Väderskolan, del 5: Vindar, tryck och turbulens

Hur blåser vinden runt ett lågtryck? Vad innebär väderkartans isobarer? Läs och lär om vindar, tryck och turbulens.

Det vi upplever som vind är naturens strävan att utjämna tryckskillnader. Vindriktningen i väderrapporter beskriver varifrån vinden blåser. Nordliga vindar kommer norrifrån. Vattenströmmar i haven däremot anger vart vattnet är på väg. En nordlig vattenström rör sig mot norr!

För att beskriva vindens styrka kan man använda olika metoder och enheter. Man talar om medelvind över en viss tidsenhet, momentanvind eller vindens byighet. Vindens hastighet anges i meter per sekund, knop, kilometer per timma eller styrkan enligt Beaufortskalan. Enheten knop mest relevant för seglare, eftersom vi mäter båtens hastighet i knop och på så sätt enkelt beräknar hur många distansminuter vi hinner per timma. Men det kanske vanligaste uttrycket är meter per sekund. ”Sekundmeter” är ett uttryck som man bör undvika eftersom det är fysikaliskt okorrekt. Det skulle motsvara ”timkilometer” vid bilkörning.

Vinden är aldrig konstant. Vinden som anges i meteorologiska rapporter och prognoser mäts på 10 meters höjd och är ett medelvärde under två eller tio minuter. Det är viktigt att vara medveten om att den vind man seglar i, dvs rådande vind, varierar avsevärt kring den uppmätta eller prognostiserade medelvinden. Den ändras till både riktning och styrka i såväl tiden som i rummet.

Klicka här för: Vindtabell

Många seglare berättar gärna om hur kraftiga vindar det varit i olika dramatiska situationer. Vi meteorologer får ofta höra att det blåst betydligt mer än väderprognoserna lovat. Det finns flera orsaker till detta. Båtar med vindmätare i masttoppen mäter vinden högre upp än på 10 meters höjd. Det är också vanligt att man noterar maxvinden, inte medelvinden.

Energin i vinden är ungefär proportionell mot kvadraten på vindhastigheten. Om vinden ökar till det dubbla, så ökar energin i vinden fyra gånger. ökar vinden från 6 till 12 m/s så uppfattar man detta som vindhastigheter en bra bit över 12 m/s, kanske upp emot 17 m/s.

Tryckskillnader

På väderkartor ser man ibland isobarer. Det är linjer som binder samman punkter med samma lufttryck, ungefär som höjdkurvor på en orienteringskarta. Vindar uppstår i samband med tryckskillnader. Luften strävar efter att strömma från högt till lågt tryck. ”Det borde ju gå rätt fort” kan man tycka. Om inte jorden roterade skulle inte heller våra låg- och högtryck vara så långlivade. Men jordens rotation och att jordytan är krökt gör att luften länkas av och kommer att strömma parallellt med isobarerna. På norra halvklotet länkas alla rörelser av åt höger relativt den ursprungliga strävan att strömma från högt till lågt tryck. Detta gör att det rotetar moturs kring lågtrycken och medurs kring högtrycken. På södra halvklotet är rotationen omvänd.

Femonenet som orsakar detta kallas Coriolikraft.

På norra halvklotet blåser det moturs kring lågtryck och medurs kring högtryck. Ju tätare det är mellan isobarerna, desto kraftigare blir vinden. Friktionen mot underlaget gör att vinden blåser snett in mot det lägre trycket.

Men friktion mot marken och haven gör att vindarna länkas av något. Luften tar sig sakta in mot lågtryckscentrumet och lågtrycket fylls ut. Eftersom friktionen är större över land än över hav kan lågtryck vara rätt långlivade till havs, men dö ut relativt snabbt över land.

Man kan uppskatta ungefär hur mycket det blåser bara genom att titta på en väderkarta med isobarer. Ju tätare det är mellan isobarerna, desto kraftigare är vinden. Men glöm inte att kolla enheterna -ibland ritar man ut varje isobar, ibland var fjärde eller var femte! Vindriktningen är moturs kring lågtryck och medurs kring högtryck (Med vinden i ryggen har du Högtrycket på Höger Hand). Men vinden är alltså inte riktigt parallell med isobarerna. Räkna med att vinden böjer av 10-30 grader in mot det lägre trycket. över land är friktionen större och vinden blåser med 20-40 graders vinkel med isobarena. Den större friktionen över land gör också att vindstyrkorna är lägre över land än över hav för samma isobarutseende.

Turbulens

Turbulens är en form av oordnad rörelse där luftens jämna strömning bryts ned via oregelbundna virvelbildningar. Jämför övergången från jämna vattenvågor till vågor som bryter. Beroende på hur turbulensen uppstår skiljer man på mekanisk, termisk och skjuvningsinducerad turbulens.

Mekanisk turbulens uppstår kring och framför allt bakom föremål som båtar, berg och träd etc som tvingar luften att ändra riktning utan att återföra den till den ursprungliga rörelsen efter passagen.

Termisk turbulens uppstår vid den omblandning av luften som sker i kallmassor. Det varma underlaget värmer då den kalla luften underfrån varpå den stiger (och kan bilda stackmoln).

Skjuvningsinducerad turbulens kan uppstå till exempel längs gränsytan mellan två luftlager som rör sig med olika hastighet eller riktning. Den förekommer oftast lite högre upp i atmosfären.

Överallt där luften abrupt tvingas ändra sin rörelse kan turbulens uppstå. Men det behöver inte vara turbulent hela tiden. Vid två till synes likartade situationer, eller med bara några minuters mellanrum, kan turbulensen övergå till laminär (jämn) strömning. Eller tvärtom. Vill man visualisera turbulensen för sitt inre kan man studera rök från eld eller skorstenar, eller snö- och stoftrök bakom bilar. Men man kan lära sig mycket om luftens uppträdande också genom att studera strömmande vatten i till exempel bäckar och forsar. Det är naturligtvis stora skillnader mellan vatten och luft, men fenomenet turbulens är likartat i bägge fallen.

Läs även de andra delarna av Hamnens Väderskola:

1. Atmosfärens fysik
2. Vågor i luften och luftmassor
3. Mer om luftmassor
4. Fronter i teori och verklighet
6. Vindar, venturi och vindskjuvning

Se även hamnen.se Väderskolas vindtabell: Vindtabell

Skriven av Martin Hedberg & Måns Håkansson, Swedish Weather Center.