Atmosfæren i rørsle – energi, vêr og klima
Atmosfæren er i konstant rørsle. Solstrålar treffer jorda, varmen blir fordelt, lufta strøymer, og vêr av alle slag oppstår. I denne artikkelen skal vi utforske korleis energi frå sola set i gang store sirkulasjonsmønster, korleis jordrotasjonen påverkar vindane, og korleis alt dette heng saman med vêr, klima og naturfarar. Vi skal også sjå på korleis vi kan bruke energien til atmosfæren på ein berekraftig måte, og kvifor det er viktig å forstå dette systemet for å møte framtidas utfordringar.
Jordkloden sett fra verdensrommet med tydelige skysystemer.
Em fargerik vegg med skjermer som viser ulikt vær.
Solens radioaktive stråler som treffer jorda.
Global sirkulasjon – slik flyttar lufta på seg
Atmosfæren er ikkje berre nokre lag med gassar som ligg stilt rundt jorda. Han er i konstant rørsle, og denne rørsla følgjer mønster som er både føreseielege og komplekse. Det heile startar med sola, som varmar opp jorda ujamt. Ekvator får langt meir solenergi enn polane, og dette skaper store forskjellar i temperatur og dermed også i lufttrykk. Atmosfæren liker ikkje slike forskjellar og prøver heile tida å jamne ut desse forskjellane. Vi seier at han søkjer termisk likevekt. Det er denne prosessen som set luftmassane i rørsle.
Men lufta strøymer ikkje direkte frå ekvator til polane og tilbake. Viss jorda hadde stått stille og helst vore flat i tillegg, kunne det kanskje vore så lett. Men jorda er rund, og jorda roterer, og det gjer at luftrørslene blir bøygde (dei svingar) og blir delte inn i soner. Dette fører til at atmosfæren organiserer seg i tre store sirkulasjonsceller på kvar halvkule:
Desse cellene fungerer som eit globalt transportsystem for varme og fukt, og dei er heilt avgjerande for korleis klima og vêr fordeler seg på jorda.
Illustrerende verdensbilde av globale vindsystemer og temperaturvariasjoner.
Samspel mellom cellene
Dei tre cellene, hadley, ferrel og polar, fungerer ikkje isolerte, men i samspel. Dei dannar eit globalt system der energi og masse blir flytta rundt for å jamne ut forskjellar. Hadleycella er den mest stabile og direkte driven av solenergi. Ferrelcella er meir ustabil og indirekte driven av dei to andre. Polarcella er svakare, men viktig for å halde oppe temperaturgradientane mot pola.
Overgangssonene mellom cellene, ved 30° og 60° breiddegrad, er område med mykje vêr og vind. Ved 30° finn vi den subtropiske høgtrykkssona, som gir tørt klima. Ved 60° finn vi polarfronten, som gir lågtrykk og nedbør. Desse overgangane er også der vi finn jetstraumane, som vi skal sjå nærare på i neste kapittel.
Abstrakt illustrasjon av globale vindstrømmer
Vindbelte og jetstraumar – atmosfærens høghastigheitsbanar
Dei tre sirkulasjonscellene, hadleycella, ferrelcella og polarcella, skaper ikkje berre vertikale rørsler i atmosfæren, men også horisontale luftstraumar, altså vind. Desse vindane følgjer visse mønster, og dei dannar det vi kallar globale vindbelte.
Vindbelta er ikkje tilfeldige, men eit resultat av korleis lufta strøymer mellom høgtrykk og lågtrykk, og korleis jordrotasjonen bøyer desse rørslene gjennom corioliseffekten.
Illustrasjon av jorden og atmosfærens bevegelsesmønster.
Grafisk fremstilling av vindsystemene; Hadley-, Ferrel- og Polarcellene
Naturfarar og risiko – når atmosfæren viser musklar
Atmosfæren kan vere vakker og livgivande, men også kraftig og farleg. Når han får ekstra mykje energi å jobbe med, kan det oppstå ekstremvêr: stormar, hetebølgjer, tørke og styrtregn. Klimaendringane vi står midt oppi no, gjer at slike hendingar blir vanlegare og meir intense. Eit varmare hav gir kraftigare orkanar. Meir vassdamp i lufta gir meir intens nedbør. Og hetebølgjer blir lengre og farlegare.
I 2023 vart Sør-Europa ramma av ei hetebølgje med temperaturar over 45 °C. I Noreg har vi hatt styrtregn som har ført til flaum og jordskred, særleg i område med bratt terreng og tett busetnad.
Å forstå atmosfæren er viktig for beredskap og risikovurdering. Kor stor er sjansen for flaum i eit område? Korleis kan vi varsle ekstremvêr i tide? Dette er spørsmål geofag prøver å svare på, og som blir stadig viktigare i ei verd med eit meir ustabilt klima.
Elektrisk strøm fra solceller, vindmøller og vannkraft.
Atmosfæren er nøkkelen til framtida
Atmosfæren er i konstant rørsle. Han fordeler energi, skaper vêr og klima, og gir oss både utfordringar og moglegheiter. Ved å forstå korleis han fungerer, kan vi føreseie, tilpasse oss og bruke ressursane på ein klok måte.
Neste gong du kjenner vinden i ansiktet, kan du tenkje på alt som ligg bak: sola, jordrotasjonen, trykkforskjellar, havstraumar og is. Alt heng saman. Og alt påverkar deg – kvar dag.
En person som kaster vann opp i luften en kald vinterdag, slik at vannet frosser i luften. Det dannes en sirkel i luften av isvannet og et hjertet i midten.
Kjelder:
Havforskningsinstituttet (2019). Hva er polarfronten? Henta frå: https://www.hi.no/hi/nyheter/2019/oktober/hva-er-polarfronten
Intergovernmental Panel on Climate Change. (2021). Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Climate Change 2021: The Physical Science Basis
NASA Earth Observatory. (2023). Global Energy Balance. https://earthobservatory.nasa.gov/features/EnergyBalance
UNEP. (2021). Global Methane Assessment. https://www.ccacoalition.org/resources/global-methane-assessment-full-report
Met Office UK. Weather conditions https://weather.metoffice.gov.uk/learn-about/weather/how-weather-works/high-and-low-pressure/weather-conditions
CICERO. (2019). Mysteriet metan. https://cicero.oslo.no/no/artikler/mysteriet-metan
Miljødirektoratet. (2022). Klimarisiko. https://www.miljodirektoratet.no/ansvarsomrader/internasjonalt/barekraft/barekraftsrapportering-for-naringslivet/vesentlighetsanalyse/klimarisiko/Miljødirektoratet (2018): Utredning om konsekvenser for Norge av klimaendringer i andre land Utredning om konsekvenser for Norge av klimaendringer i andre land