Vindar Varför blåser det som det gör?

En presentation över ämnet: "Vindar Varför blåser det som det gör?"— Presentationens avskrift:

1 Vindar Varför blåser det som det gör?
Meteorolog Tomas Fyrby SMHI Arlanda

2 Vad är vind egentligen ? Luft i rörelse Balanseras av flera krafter
Vinden är en vektor Vindriktningen är varifrån det blåser NNV 36015KT m/s, kt, mph, km/h, Beaufort, kuling etc.

3 Vindtabell

4 Air pressure Density near the surface ~1 kg/m3 Column of air
The force of gravity acts on the air and creates pressure The less air above, the less pressure

5 Lufttryck och vindar Naturen vill jämna ut tryckskillnaderna genom att transportera luft från högt till lågt tryck Tryckgradient kraften L H

6 Sanningar om Coriolis kraften
Existerar p.g.a. jordens rotation Fiktiv kraft som påverkar föremål i rörelse Riktad åt höger på norra halvklotet Är lika med 0 på ekvatorn

7 Coriolis kraften

8 Coriolis kraften Centrifugalkraften Horisontell centrifugalkraft
(riktad mot ekvatorn)

9 Coriolis kraften Centrifugalkraften Horisontell centrifugalkraft
(riktad mot ekvatorn) Gravitations kraften

10 Coriolis kraften Centrifugalkraften Horisontell centrifugalkraft
(riktad mot ekvatorn) Gravitations kraften Resultanten mellan Centrifugalkraften och gravitationskraften bildar Tyngdkraft Föremål som rör sig österut: Ökad centrifugalkraft, både horisontell och vertikal Föremål som rör sig västerut: Minskad centrifugalkraft, både horisontell och vertikal

11 Coriolis kraften Centrifugalkraften är alltid riktad vinkelrät
mot rörelseriktningen, sett ”utifrån” Skillnaden mellan ”gamla” och ”nya” Centrifugalkraften är just Corioliskraften Jordens rotation

12 Corioliseffekten i vardagen
Oberoende av åt vilket håll på Söderköpings golfbana en golfboll puttas med en hastighet av 2 m/s kommer den efter 10 sekunder på grund av corioliskraften att ha avvikit 12 mm till höger.

13 Coriolis kraftens påverkan
Lågt tryck Geostrofisk vind Coriolis kraften Tryckgradient kraften Högt tryck

14 Geostrofisk vind V Coriolis force Pressure gradient force
Geostrophic wind Low pressure 1012 1016 V En ytterligare faktor som påverkar vinden i lägre nivåer är friktion mot markytan. Detta friktionsskikt är ca 1000 – 2000 ft tjockt vid måttliga vindar över slättland och ca 3000 – 4000 ft vid hård vind. Friktionen (blå pil) bromsar vindhastigheten vilket medför att corioliskraften (grön pil) minskar och vinden vrider in mot det lägre trycket. Vridningen fortsätter till dess att friktionen och corioliskraften tillsammans (svart pil) kompenserar gradientkraften. Tjockleken på det friktionspåverkade skiktet beror på: Underlagets skrovlighet Luftens stabilitet (en labil luftmassa sprider störningar medan en stabil luftmassa dämpar störningar) vindhastigheten (hög hastighet stor friktionspåverkan, låg hastighet liten friktionspåverkan) 1020 High pressure

15 Friction V V Friction Coriolis force Pressure gradient force
Geostrophic wind Low pressure 1012 V 1016 V En ytterligare faktor som påverkar vinden i lägre nivåer är friktion mot markytan. Detta friktionsskikt är ca 1000 – 2000 ft tjockt vid måttliga vindar över slättland och ca 3000 – 4000 ft vid hård vind. Friktionen (blå pil) bromsar vindhastigheten vilket medför att corioliskraften (grön pil) minskar och vinden vrider in mot det lägre trycket. Vridningen fortsätter till dess att friktionen och corioliskraften tillsammans (svart pil) kompenserar gradientkraften. Tjockleken på det friktionspåverkade skiktet beror på: Underlagets skrovlighet Luftens stabilitet (en labil luftmassa sprider störningar medan en stabil luftmassa dämpar störningar) vindhastigheten (hög hastighet stor friktionspåverkan, låg hastighet liten friktionspåverkan) 1020 High pressure

16 Gränsskiktet 1000 hPa 30 ft 500 ft 1000 ft Geostrofisk vind 1005 hPa
Beskriv stabilitetsvillkoren och skrovlighetsvillkoren för turbulent respektive laminär strömning Jämför med aerodynamiken 1005 hPa Friktionen påverkar vinden upp till 1000 – 4000 ft

17 Friktionslagret Friktionens påverkan beror på: Underlaget Vindstyrkan
Skiktningen Tumregler: Över hav: vrider vinden 20° och styrkan är 2/3 av Vg Över land: vrider vinden 40 ° och styrkan är ½ av Vg.

18 Låghöjds jet Låghöjds jet (upp till 50 kt) 4-8 timmar efter solnedgång
Dag Friktionen släpper Utvecklad markinversion

19 Gradientvind L H VH VL G C+K C G+K G: Tryckgradientkraften
C: Corioliskraften K: Centrifugalkraften

20 Tryckytor Högtryck 850 hPa Tryckyta Lågtryck

21 Termisk vind Temperaturskillnader hos luftmassorna kan orsaka tryckskillnader på högre nivåer vilket i säg orsakar vind. 800 hPa Den differentierade uppvärmningen av atmosfären leder till tryckskillnader mellan varm och kall luft. Dessa tryckskillnader försöker hela tiden utjämnas över jordklotet. Som figuren visar lutar isobarerna mot den kalla luften där trycket är lägre. Det leder till att luft börjar glida utmed tryckytan mot det lägre trycket. Den kraft luftpaketet får mot det läge trycket kallas tryckgradientkraft ”Pressure Gradient force” och är den kraft som sätter igång vinden. PGF H L 900 hPa Same surface pressure 1000 hPa

22 Storskalig Termisk vind
Svag solinstrålning ger kall luft Kraftig sol instrålning ger varm luft

23 Den globala cirkulationen
Den differentierade uppvärmningen ger upphov till en global cirkulation.

24 Jet stream model Större tryckskillnader ju högre upp, termisk vind, varmluftsidan I höjd p.g.a. högre tropopause. 80 – 200 kt oftast runt 100 kt. km breda och 10,000 – 20,000 ft djupa, sträcker sig runt klotet längs t.ex. Polarfronten CAT: kalluftsidan, jetkärna och nedåt. Pga störst vindavtagande Jetströmmar påverkar planering av långflygningar

25 Sjöbris Nämn utbredning och vindvridning (höjd ft, 20 – 50 km) nämn landbris Cold water

26 Sjöbris

27 Sjöbris Solig dag på våren eller försommaren
Temperaturskillnad på minst 2°C mellan land och hav Labil skiktning, gärna med ett spärrskikt vid ft. Svag tryckgradient d.v.s. gärna svaga vindar Nämn utbredning och vindvridning (höjd ft, 20 – 50 km) nämn landbris Cold water

28 Sjöbris Den breder ut sig 20-50 km ut till havs från kustlinjen.
Går 50 km (100 km) in över land. Jämn ej byig vind. "Klättrar" inte över hinder utan går runt (kallt vatten ger stabil skiktning). Vid öppen kust kan den bli 8-12 m/s, vid djupa skärgårdar (t ex Stockholms) något svagare, 4-7 m/s. Nämn utbredning och vindvridning (höjd ft, 20 – 50 km) nämn landbris Cold water

29 Sjöbris = solgångsvind
Nämn utbredning och vindvridning (höjd ft, 20 – 50 km) nämn landbris Cold water

30 Kust-konvergens och divergens
Ger svagare vind över skärgård och kustområde Men ger starkare vind utanför kustlinjen

31 Föhn wind

32 Back bent occlusion 1 2 4 3