Kategorier
klimatförändringar

Växthuseffekten och Varmare klimat

VAD FÖR SLAGS EXTREM VÄDER KAN VI FÖRVÄNTA OSS I ETT VARMARE KLIMAT?

Studerar vi dagsmedeltemperaturer för en given månad, säg under en 30-årsperiod, så får vi 900 värden. För vi in dessa värden i ett diagram med temperaturen längs den horisontella axeln och antalet tillfällen med en given temperatur längs den vertikala axeln, får vi ett diagram som ser ut som en klockkurva som vi kallar en normalfördelning. Den vanligaste temperaturen motsvarar medelvärdet för månaden, medan temperaturen längst ut till vänster eller höger motsvarar extremtemperaturer. Nu vet vi vidare från olika undersökningar och modellberäkningar att normalfördelningen inte ändras om klimatet blir varmare eller kallare. Anta nu att det nu blir varmare. I detta fall förflyttas normalfördelningskurvan åt höger, vilket betyder att de extremt varma temperaturerna blir vanligare medan de extremt kalla temperaturerna blir ovanligare.

växthuseffekten moln landskap himmel sol orkan

De flesta observationer för de senaste 50 åren visar att extremt låga temperaturer har blivit färre och extremt höga temperaturer fler.

EXTREM NEDERBÖRD

För nederbörd är situationen extra besvärlig, därför att såväl teori som modellstudier visar att i vissa områden förutspås nederbörden öka och i andra områden minska. Orsaken är, att vattenångan i luften ökar med temperaturen. Samma sak gäller transporten av vattenånga som också ökar när det blir varmare. Vädersystem som kan utlösa nederbörd får mer vattenånga till sitt förfogande vilket innebär kraftigare nederbörd.

I ett varmare klimat är det troligt att nederbörden blir mer extrem, rent allmänt men även i områden där medelnederbörden minskar. Detta fenomen är också något som klimatmodellerna visar. Ett villkor är emellertid att vädersystemen inte samtidigt försvagas eftersom dessa krävs för att utlösa nederbörden. När det gäller tropiska orkaner bekräftar modellstudier att antalet tropiska orkaner tenderar att minska i antal i ett varmare klimat men orsakerna härtill är ännu inte helt klarlagda.

växthuseffekten träd hus blommor hem trottoar förort

En möjlig orsak kan vara att den långsammare tropiska vertikalcirkula- tionen, som är en följd av den högre mängden vattenånga i luften, tenderar att dämpa tendensen till orkancyklogenes, att tropiska orkaner utvecklas, eller upphovet till de ursprungliga orkanvirvlarna. Samtidigt visar modellsimuleringar att de allra mest extrema cyklonerna förstärks. Mycket forskning återstår innan man helt förstår varför atmosfärcirkulationen påverkar orkanerna på ett sådant oväntat sätt.

Kategorier
växthuseffekt

Växthuseffekt och orkaner

TROPISKA ORKANER OCH ANDRA VIRVELSTORMAR 

jordens mest fruktade och förödande Tropiska orkaner är ett av oväder som ofta ger upphov till omfattande skador när det drabbar bebyggda områden. De tropiska orkanerna förekommer i sex olika områden på jorden, fyra på norra hemisfären och två på den södra. Det största antalet och de mest förödande uppträder i tropiska Atlanten och i västra Stilla havet under sensommar och höst. De förra är mest kända för den svenska allmänheten. De tropiska orkanerna drivs av ångbildningsvärmen i den kraftiga nederbörden och kräver normalt havstemperaturer på minst 26 °C. En hög havstemperatur är emellertid bara en nödvändig förutsättning, inte en tillräcklig. Intressant är att i genomsnitt bara några promille av nederbörden i orkanen omvandlas till vindenergi. Är den vertikala vindskjuvningen (det vill säga förändring i vindhastighet eller vindriktning med höjden) för kraftig, förhindras orkanutvecklingen och de kraftiga vindarna uteblir. 

hurricane vatten och moln växthuseffekten

Luftmassan dämpar instabilitet

En annan återhållande faktor är stabiliteten i luftmassan som dämpar par de instabila regnmolnen, som är de som driver orkanen Sådana processer är huvudorsaken till den stora variabiliteten hos de tropiska orkanerna från år till år. Det är främst av denna anledning som det är så få orkaner i tropiska Atlanten under El Niño-händelser och motsatsen under La Niña-händelser, då det är kallare vatten i östra Stilla havet. Orsaken är att Niñoår ger upphov till kraftig vindskjuvning över de områden i Västindien där de Atlantiska orkanerna normalt bildas. Av liknande skäl bildas det tropiska orkaner i norra Indiska oceanen bara före eller efter monsunsäsongen. 

Arktiska virvelstormar

Även i Arktis förekommer det vintertid små intensiva virvelstormar (polar lows), speciellt i situationer med mycket kall luft över öppet hav. Dessa är mindre kända i Sverige men däremot välkända i Norge. De uppträder huvudsakligen under högvintern. Tidigare var de svåra att förutsäga och utgjorde ett stort problem för fiskare i norra delen av Norska havet och Barents hav. Idag har prognoserna för polarvirvlar tydligt förbättrats. De påminner i vissa avseenden om tropiska orkaner, men energin kommer i stor utsträckning också från havsvärmen som kan uppgå till 100- tals W/m2 i sådana vädersituationer. 

kallt frysande klimat vad är växthuseffekten

Ett helt annat slag av virvelstormar/tornador är speciellt vanliga under våren och främst i den amerikanska Mellanvästern, men finns även i Sverige under namnet tromber eller strotromber. I USA är tornador förhärjande, och hela småstäder kan jämnas med marken med omfattande skador och stor förlust av människoliv.  Problemet är att tornador normalt har en utsträckning på som mest några kilometer och en livstid på endast några timmar och inte sällan kortare. Meteorologerna kan därför bara ge allmänna varningar någon dag eller några dagar i förväg. När tornadon utvecklas får man förlita sig på lokala varningar och snabbt ge sig ned i bostadens tornadokällare och hoppas att man skall klara sig. 

Kategorier
klimatförändringar växthuseffekt

Väderhändelser och växthuseffekten

Det är vanligt med extrema väderhändelser.

Extrema väderhändelser är så vanliga att de faktiskt kan betraktas som en del av klimatet inom de flesta geografiska områden. Inte minst gäller detta, som vi sett, för nederbörd, som i de flesta klimatzoner är högst ojämnt fördelad. Regn kommer ofta i korta intensiva etapper. För att skapa nederbörd krävs dynamiska system som sommarens värmeåskväder är ett exempel på med vertikalrörelser som lyfter, kyler av och kondenserar vattenångan i luften. I vissa fall kan det till och med behövas extrem nederbörd i normalt mycket torra områden som delar av Texas och Kalifornien. Eller rättare sagt: naturen har anpassat sig till ett sådant väder.

Den fråga som jag skall belysa är om extremt väder har blivit vanligare och i vilken utsträckning som ett varmare klimat kan ha bidragit härtill. Hur ser vidare situationen ut på lång sikt?

hav ocean moln himmel cyklon

DAGENS EXTREMVÄDER

Häftiga stormar, skyfall, extrema temperaturer, såväl varma som kalla, är den vädertyp som mest oroar allmänheten och som också är mest kostsamt för samhället.

Försäkringsbolagen har noterat att skadeersättningarna för extremt väder systematiskt ökat under en längre tid, och en allmän uppfattning är att detta beror på att vädret har blivit mer våldsamt. Som jag skall visa så är detta knappast fallet, utan de växande skadorna idag beror helt enkelt på att det finns mer av värde att förstöra. Det är vidare viktigt att framhäva att antalet förolyckade samt antalet personskador har minskat genom väsentligt bättre väderprognoser och mer effektiva varningssystem via massmedia och internet. De största skadorna orsakas av tropiska orkaner, som i USA i flera fall lett till kostnader i storleksordningen 10-50 miljarder dollar för enskilda stormar.

Orkanen Katrina 2005

Exempel är orkanen Katrina 2005 som ledde till att centrala New Orleans översvämmades, orkanen Sandy 2012 som skapade omfattande förödelse i New York och orkanen Harvey som 2017 formligen dränkte delar av östra Texas och inte minst Houston i våldsamma regn. Det är sannerligen ingen brist på förödande väderhändelser, och det går knappast en dag utan att sådana rapporteras i media. I Sverige är de största problemen kraftiga höst- eller vinterstormar. Stormen Gudrun i januari 2005 gav upphov till kostsamma skogsskador och tillhörande problem för infrastrukturen i främst västra och centrala Götaland. Skogsskadorna förvärrades av att marken ännu inte hade fryst till ordentligt. Extrema stormar har dokumenterats i Sverige sedan 1800- talets början, men det finns inga handfasta tecken på att de har ökat i antal.

Mätmetoderna har förbättrats

Däremot har mätmetoderna gradvis förbättrats, vilket innebär en viss positiv bias, det vill säga de förbättrade mätmetoderna har inneburit att vi idag observerar fler oväder. Intressant är också de systematiska undersökningar som gjorts för södra Nordsjön. De täcker hela 1900-talet och visar ingen tydlig tendens till ökning.

hav vatten ocean regn vatten dimma

VARFOR ÄR VÄDRET EXTREMT?

Det första som kan konstateras är att vädret i många trakter på jorden i flera avseenden kan avvika avsevärt från vad som uppfattas som normalt. Det hänger ytterst samman med att atmosfärströmningen är hydrodynamiskt instabil. Detta skapar virvlar som snabbt förstärks ända tills de kollapsar på grund av att energitillförseln till virvlarna upphör eller friktionskrafterna blir för starka. Förloppet kan jämföras med en strid ström i en bäck eller å. Plötsligt kan en extra intensiv virvel skapas, varefter den bryts ned och snabbt löses upp. Det är en allmän egenskap i en instabil strömmande vätska. Och det är precis vad atmosfären är.

De flesta känner till virvelstormar som vandrande cykloner på våra breddgrader. De får främst sin energi från temperaturskillnaden mellan varma och kalla luftmassor. Av denna anledning är stormarna på våra breddgrader som allra värst under senhöst och vinter då skillnaden i temperatur mellan tropiska och arktiska luftmassor är som störst. Är temperaturskillnaden tillräckligt instabil, och detta leder till utveckling av stormcykloner. Ju större temperaturskillnader, desto mer finns det som kan omvandlas till rörelseenergi, det vill säga vind.  Det är den stora tillgången på exergi under vinterhalvåret som skapar de kraftiga stormarna, och där spelar inte minst avkylningen av luften över Arktis och Antarktis en viktig roll.

Temperaturskillnaderna är anledningen till stormar

Ett proportionellt varmare klimat i polarområdena bör därför leda till försvagade vinterstormar och inte till motsatsen, såvida Inte den tropiska uppvärmningen blir ännu större. Inget tyder dock på att det senare är fallet. Det finns därför ingen vetenskaplig grund för uppfattningen att vinterstormar blir mer förödande  i ett varmare klimat, snarare kan de förväntas bli mindre förödande.

Studerar vi de allvarliga våldsamma vindar så har dessa huvudsakligen inträffat vintertid. Samma sak gäller allmänt för hela området norr om 30°N.

På södra halvklotet är temperaturskillnaderna stora hela året om på grund av Antarktis, och där råder, kan man säga, meteorologiska vinterförhållanden praktiskt taget hela året. Många har fått för sig att det är den högre temperaturen som är orsaken till stormarna, men så är emellertid inte fallet utan orsaken är främst stora temperaturskillnader.

hav ocean is glasiär scen blå