SIRKULASJON I ATMOSFÆREN
Embedded Files
Sirkulasjon i atmosfæren er luftbevegelser over store geografiske områder. Sammen med sirkulasjon i havet, transporterer det varme rundt på jordens overflate. Vind påvirker retningen av overflatestrømmer i havet, ved å utføre en dragkraft på overflatevannet i vindretning. Fra overflatevannet får luften fuktighet, gjennom fordampning, og varme. Sistnevnte skjer når vannet er varmere enn luften over, og skyldes naturens mål om å utjevne energiforskjeller. Mønstre i luftbevegelsen spiller en viktig rolle for hvordan klima et område har, både når det gjelder temperatur og nedbørsforhold.
En luftmasse er et volum av luft med lik tetthet. Luftmasser med ulik tetthet vil ikke blandes umiddelbart, men lager et skille eller en front mellom massene. Forskjeller i tetthet i luften skyldes ulik oppvarming. Eksempelvis er oppvarmingen av luftmasser nær ekvator mye mer effektiv enn ved polene, grunnet at solstrålene fordeles over et mindre areal (termal ekvator). Sirkulasjon i atmosfæren deles inn i lokal, regional og global luftsirkulasjon avhengig av området mønsteret foregår i.
LUFTSTRØMNING
Som med annet i naturen, fordeles luft basert på tetthet (masse delt på volum) Luftmasser med høy tetthet synker og legger seg nederst, men luftmasser med lav tetthet stiger og legger seg øverst. Luft får lavere tetthet når den varmes opp. Dette fordi molekylene får mer energi, beveger seg mer og derfor opptar et større volum. Luft får høyere tetthet når den avkjøles. Dette er fordi molekylene får mindre energi, beveger seg mindre og derfor opptar et mindre volum. Massen forblir lik uavhengig av temperaturen.
Når luft varmes opp får den lavere tetthet og stiger, noe som etterlater et lavtrykk på jordoverflaten grunnet underskudd av luft. Lavtrykk er forbundet med nedbør. Luft som avkjøles, eksempelvis når det er i høyere luftlag, får høyere tetthet og synker. Dette gir et høytrykk på jordoverflaten, grunnet overskudd av luft, og er forbundet med tørt vær.
For å utjevne trykkforskjeller vil luft bevege seg fra høytrykksområdet til lavtrykksområdet langs jordoverflaten. Trykkforskjellene danner altså vind.
Figur fra Fowler Earth Science
FORSTYRRELSER AV LUFTSTRØMMER
Når vind beveger seg avhenger retningen primært av hvor det er høytrykk og lavtrykk. Dette fordi vind er bevegelse av luftmasser fra et høytrykksområde til et lavtrykksområde. I tillegg vil hindringer som topografiske hindringer og bebyggelse medføre en endring i vindretning, og også redusere hastigheten til vinden. Et lokalt eksempel, er hvordan vinden endrer retning når den treffer bebyggelse. På motsatt side av der vinden treffer er det ofte mindre vind, mens vinden på sidene av bygget ofte er kraftigere.
Et regionalt eksempel er når Vestavinden, som er varm og fuktig, møter en omtrentlig nord - sør - gående fjellkjede på Norges vestkyst. Mye av luften presses opp over fjellet, og forårsaker orografisk nedbør, fordi luften ikke kan gå gjennom fjellet. Det er også et Vestavindsbelte på den sørlige halvkulen, og fordi det er mindre land der er Vestavinden sør for ekvator sterkere enn Vestavinden som treffer Norge.
Figur fra Windcrane
CORIOLISEFFEKTEN
Corioliseffekten betegner den kraften som gjør at vind avbøyes, og skyldes jordens rotasjon. På den nordlige halvkulen avbøyes vind som går inn mot et lavtrykk mot klokken, og vind som går ut fra et høytrykk med klokken. På den sørlige halvkulen er det motsatt.
Corioliskraften er sterkest ved polene, for her er forskjellen i strekning rundt jorden størst fra ekvator. Resultatet er at vind som går fra nord og mot lavere breddegrader avbøyes mot vest. Dette er fordi luften har lavere hastighet relativt til luften ved lavere breddegrader, og derfor blir "liggende bak". På ekvator er det ingen corioliseffekt.
LOKAL LUFTSIRKULASJON
Lokal luftsirkulasjon er et system av luftbevegelse over et lite område. Dette kan være hvordan luften beveger seg i mellom høyblokker i en by, eller hvordan vinden snur retning ved kysten i løpet av døgnet.
Vind går alltid fra et område med høyt trykk til et område med lavt trykk. Pålandsvind går fra over havet til land, og fralandsvind går fra land til over havet. Begge prosesser er lokal luftsirkulasjon. Retningen på vinden endres i løpet av døgnet, grunnet bakken og havets evne til å oppta og holde på energi (varme). Utover formiddagen varmes bakken opp raskere enn havet, og om kvelden avkjøles bakken raskere enn havet. Dette skyldes at det tar lang tid og mye energi for havet å øke temperatur, grunnet at solstrålene må varme opp et større volum. I motsetning er det kun jordoverflaten som varmes opp når bakken varmes opp. Havet holder på varmen lenger fordi et større volum er varmet opp, og det derfor er mer energi som må avgis før temperaturen synker nevneverdig.
PÅLANDSVIND
Om formiddagen varmes jordoverflaten opp raskere enn havet, slik at luften over land er varmere enn luften over havet. Oppvarmet og fuktig luft stiger og etterlater et lavtrykk over land. Når luften stiger avkjøles den og damp kan kondensere og gi nedbør. Når luften avkjøles synker den over havet, og danner høytrykk. For å utjevne trykkforskjellene, går det vind fra havet og inn på land.
FRALANDSVIND
Om kvelden er havet varmere enn land, grunnet havets evne til å holde på varmen lenger. Luften over er kaldere enn havet og opptar varme og fuktighet. Grunnet lavere tetthet, stiger den oppvarmede luften og man kan forvente nedbør ved lavtrykket over havet. Luftmassen avkjøles og synker over land, hvor det blir overskudd av luft og høytrykk. For å utjevne trykkforskjellene, går det vind fra land og ut over havet.
Vinden er sterkest når trykkforskjellene skapt av temperaturforskjeller er størst, og pålandsvind er derfor sterkere enn fralandsvind. Forskjellene er større om dagen, grunnet at avkjøling om kvelden hindrer vertikal luftstrømning i tillegg til at topografi, bebyggelse og vegetasjon er et hinder for vinden før den kommer ut til vannet.
Figur fra læreboken Geografi av Cappelen Damm
REGIONAL LUFTSIRKULASJON
Regional luftsirkulasjon er et system av luftbevegelse over et større geografisk område, en region. Eksempler er sommermonsun og vintermonsun i Sørøst - Asia. Prinsippene bak disse systemene er like som for pålandsvind og fralandsvind, annet enn at retningen på vinden snur om sesongen og ikke døgnet. Sommermonsun kjennetegnes av regnsesong over land, og vintermonsun av tørkeperiode over land. I landene påvirket er monsunklima utslagsgivende for hva slags jordbruk som kan drives.
SOMMERMONSUN (SØRØST - ASIA)
Om sommeren er termal ekvator (ITCZ) over land, og generelt varmes jordoverflaten raskere enn havet. Sammen gjør dette at luften over land er varmere enn over havet om sommeren. Varm og fuktig luft stiger over land, etterlater lavtrykk og gir nedbør. Luften avkjøles og synker over havet, hvor det dannes høytrykk. Det går pålandsvind, fra høytrykket over havet til lavtrykket over land.
VINTERMONSUN (SØRØST - ASIA)
Om vinteren er termal ekvator over havet. I tillegg til sterkere oppvarming, holder havet på mer varme fra sommeren enn land. Luften over havet opptar varme og fuktighet, og stiger med lavtrykk og nedbør som konsekvens. Luften avkjøles og synker over land, slik at det blir høytrykk. Det går fralandsvind, fra høytrykket over land til lavtrykket over havet.
GLOBAL LUFTSIRKULASJON
Global luftsirkulasjon er de store mønstrene i luftbevegelse over jorden, og er sammen med havstrømninger viktig i fordelingen av varme i verden. Luftstrømningene påvirker både temperatur og nedbørsforhold, og er derfor avgjørende for hva slags klima ulike områder har. Vi deler global luftsirkulasjon inn i tre celler (se pilene over jordoverflaten på figurene). De fleste globale luftmønstre fungerer likt på den nordlige og sørlige halvkulen, og vil her bli forklart ut i fra den nordlige halvkulen. Cellene forflytter seg slik at lavtrykksområdet som er tegnet på ekvator, er lenger nord om sommeren og sør om vinteren (grunnet termal ekvator).
HADLEYCELLEN
Fra området ved ekvator og til 30 grader nord. Området ved termal ekvator opplever sterk oppvarming, slik at fuktig og varm luft stiger. Dette og avkjøling i høyere luftlag gjør at området opplever mye konvektiv nedbør. Klima ved ekvator er tropisk, altså jevnt varmt hele året samt mye og jevnt nedbør. I tillegg er det ikke tydelige sesonger grunnet nærhet til ekvator.
Luften som avkjøles synker ned ved 30 grader og danner høytrykk. Der er det subtropisk klima, altså tørt og varmt. Grunnet forflytning av cellene med sesongene, vil det være en overgang mellom tropisk og tørt klima. Disse områdene opplever regnsesong i løpet av året.
Ved det subtropiske høytrykket er det overskudd av luft, hvorav noe går nordover som Vestavinden og noe går sørover som Nordøst-passaten.
FERRELCELLEN
Fra området ved 30 grader nord til 60 grader nord. Ved 30 grader nord er det høytrykk som konsekvens av avkjølt luft som synker ned mot jordoverflaten. Det er tørt klima, fordi luften som kommer inneholder mindre vann (det har regnet fra seg tidligere), men også fordi eventuelle vanndråper blir til vanndamp når luften varmes opp nærmere jordoverflaten.
Det går Vestavind fra høytrykket ved 30 grader til lavtrykket ved 60 grader. Der møter den varme og fuktige Vestavinden kald og tørr polar østavind, og danner polarfronten. Her dannes lavtrykk og nedbør når den varme og fuktige luften fra sør blir presset opp.
Luften som presses opp ved polarfronten splittes. Noe avkjøles og synker over nordpolen, og resten avkjøles og synker ved 30 grader. Begge steder dannes høytrykk som konsekvens av overskudd av luft
POLARCELLEN
Fra 60 grader nord til 90 grader nord. Luft presset opp i polarfronten, avkjøles og synker over Nordpolen. Dette danner høytrykk, og Nordpolens klima kjennetegnes av å være kaldt og tørt. Luften returnerer som polar østavind tilbake mot lavtrykksbeltet ved 60 grader nord.
LUFTSIRKULASJONENS PÅVIRKNING PÅ KLIMA I NORGE
Klima i Norge er særlig påvirket av Vestavinden, som frakter med seg varm og fuktig luft. Vestavinden dannes for å utjevne trykkforskjellene mellom det subtropiske høytrykksbeltet ved 30 grader nord og lavtrykksbeltet ved 60 grader nord. Ved Rocky Mountains i USA, blir Vestavinden nødt til å skifte retning slik at noe av luftmassen går sørover. Dette gjør at den opptar varme. Når vinden kommer over Atlanterhavet bidrar den til å dra varme overflatestrømmer fra Mexicogulfen mot Norge i vindretningen. På veien opptar Vestavinden både varme og fuktighet fra den Nordatlantiske havstrømmen. Vestavinden er med på å danne polarfronten som går over Norge, og gir også vestkysten av Norge mye nedbør. I tillegg sørger Vestavinden for varmere luft i Norge enn den nordlige beliggenheten tilsier, og er altså utslagsgivende for det tempererte klima.
REFLEKSJONSSPØRSMÅL
Videoen illustrerer hvordan termal ekvator (ITCZ) forflytter seg gjennom året. Hva er sammenhengen mellom dette og monsun i India?
REFLEKSJONSSPØRSMÅL
Videoen illustrerer hvordan termal ekvator (ITCZ) forflytter seg gjennom året. Hva er sammenhengen mellom dette og monsun i India?
Sommermonsun innebærer regntid og lavtrykk over land, i motsetning til vintermonsun hvor det er tørketid og høytrykk over land.
ITCZ, eller termal ekvator, er lavtrykket der passatvindene møtes fra sør og nord. Lavtrykket er en konsekvens av effektiv oppvarming, fordi solstrålene står tilnærmet vinkelrett på jordoverflaten og derfor sprer seg over minst mulig areal. I dette lavtrykksbeltet er det jevnt mye konvektiv nedbør, eller regnsesong. ITCZ flytter seg igjennom året, og der sonen er er det regntid. På ytterkantene av ITCZ er det høytrykk og tørke.
ITCZ flytter seg nordover mot India om sommeren og sørover om vinteren, noe som samsvarer med været vi forventer der i forhold til sommer- og vintermonsun.
Figur fra læreboken Terra Nova av Aschehoug
REFLEKSJONSSPØRSMÅL
Figuren viser global luftsirkulasjon. Fortell hvor man forventer nedbør og tørt vær, og forklar hvorfor.
REFLEKSJONSSPØRSMÅL
Figuren viser global luftsirkulasjon. Fortell hvor man forventer nedbør og tørt vær, og forklar hvorfor.
De blå pilene representerer avkjølt luft, og synker grunnet høyere tetthet. Der de synker til, omtrent 90 og 30 grader nord og sør, dannes høytrykk fordi det blir overskudd av luft. Her forventes det tørt vær. Dette er fordi luften som synker der kommer fra et lavtrykksområde, hvor det meste av fuktigheten har falt som nedbør. Luften er altså i utgangspunktet tørrere når den begynner å synke. I tillegg varmes luften opp nærmere jordoverflaten, slik at eventuelle vanndråper blir til vanndamp.
De røde pilene representerer oppvarmet luft, og stiger grunnet lavere tetthet. Områdene luften stiger fra, omtrent 0 og 60 grader nord og sør, får lavtrykk grunnet underskudd av luft. Man forventer nedbør i disse områdene, fordi fuktig og varm luft stiger der det dannes lavtrykk. Dette gjør at luften avkjøles, vanndampen kondenserer og danner dråper, og når dråpene har kollidert og blitt store nok til at de ikke kan holdes svevende blir det nedbør. Ved ekvator er det konvektiv nedbør, altså kraftig og kortvarig nedbør, som direkte konsekvens av sterk oppvarming på dagen. Ved 60 grader nord og sør er nedbør påvirket av polarfronten, hvor varm vestavind møter kald polar østavind. Den varme og fuktige luften presses opp i atmosfæren fordi den har lavere tetthet, noe som muliggjør kondensasjon og derfor frontnedbør.
Figuren er todelt, en for sommer i nord og en for vinter i nord. Den eneste forskjellen på figurene er en forskyvning i cellene nordover om sommeren på den nordlige halvkulen, og sørover om vinteren på den nordlige halvkulen. Dette skyldes at termal ekvator (ITCZ), der oppvarmingen fra solen er mest effektiv, forskyves i løpet av året. Konsekvensen er at områdene vi forventer nedbør (lavtrykk) og tørt vær (høytrykk), også forskyves litt med sesongene.
Page updated
Google Sites
Report abuse