Þrýstivindur - hvað er það?

Nú skal enn sótt upp í móti í skilningsbrekkunni. Hún er þó ekki brattari en svo að þessu sinni að textinn hlýtur að teljast gömul tugga í augum veðuráhugamanna.

Landslag á loftþrýstikorti nefnist þrýstisvið. Loft leitar frá háum þrýstingi að lágum, því ákveðnar sem munurinn er meiri. Hreyfing þess leitast við að jafna þrýstimun og að fletja þrýstisviðið út. Þéttleiki þrýstilína eða með öðrum orðum bratti þrýstisviðsins er oft nefndur þrýstistigull en við kjósum fremur orðið „þrýstibratti” eða bara bratti, hann ákvarðar stærð þrýstikraftsins. Vindhraði er í réttu hlutfalli við brattann og því þéttari sem jafnþrýstilínur eru á kortinu, því stærri er þrýstikrafturinn og því meiri verður vindhraði. Sé þrýstisviðið flatt, þrýstilínur engar, er vindhraði lítill. Ef þrýstikrafturinn væri sá eini sem verkar á loftið myndi vindurinn halda sömu stefnu og hann og fljótt myndi fyllast upp í lægðina og hæðin lognast útaf.

En svigkraftur jarðar grípur allt á hreyfingu og sveigir til hægri. Þegar vindhraði er lítill er svigkrafturinn líka lítill, en vaxi hann, fer hann fljótlega togast á við þrýstikraftinn um stefnu vindsins og breytir henni þar til að hún er orðin samsíða þrýstilínunum. Þrýstikrafturinn togar þá í loftið þvert á þrýstilínurnar, svigkrafturinn vinnur beint á móti. Þrýstikrafturinn hindrar það að svigkrafturinn geti haldið hægrisnúningi sínum áfram og vindur blæs nú samsíða þrýstilínunum. Þessi þróun úr ójafnvægi til jafnvægis er oft sett fram eins og á myndinni hér að neðan.

Svörtu örvarnar tákna hraða og stefnu vindsins, vindur sem er lítill í upphafi vaknar við að falla frá háþrýstingi til lágþrýstings, vex síðan en beygir smám saman til hægri og nær að lokum jafnvægi þar sem þrýstikraftur (blá ör) og svigkraftur (brúnleit ör) togast á.  

Sumir smámunasamir veðurfræðingar eru pirraðir út í þessa mynd - hún sýni ekki neitt raunverulegt. Margt er til í því en hér sýnir hún það sem hún á að sýna: (i) Að þrýstibratti vekur vind, (ii) að það tekur tíma (iii) að svigkraftur jarðar beygir vindstefnunni til hægri og (iv) að vindinum tekst ekki að jafna þrýstisviðið út umsvifalaust. Jafnframt vekur myndin athygli á því að jafnvægi verður á milli þrýstikrafts annarsvegar og svigkrafts jarðar hinsvegar, hvorugur krafturinn hefur betur. Raunveruleikinn er síðan annað mál - vonandi má koma að því síðar.   

Sú regla gildir að því meiri sem þrýstibrattinn er, því meiri verður vindur og svigkrafturinn verður þá einnig meiri. Taka má eftir því að svigkrafturinn er algjör þræll vindhraðans. Þrýstikrafturinn er hornréttur á vindstefnuna, ætíð vinstra megin við stefnu vindsins, í átt að lægri þrýstingi.

Svigkrafturinn nýtur sín best í veðurfyrirbrigðum sem standa nokkurn tíma eða taka yfir stór svæði. Hann vaknar af samskiptum hreyfingar og snúnings jarðar. Við vitum lítið af snúningnum í kyrrstöðu en hann lætur vita af sér um leið og hreyfing á sér stað. Líta má svigkraftinn sem mótmæli gegn hreyfingu - hann reynir að koma því sem hreyfist í fyrra horf - því ákafar eftir því sem hreyfingin er ákafari. Hann vaknar aldrei nema til að mótmæla hreyfingu sem á sér stað - þess vegna er honum skipað til borðs með svokölluðum tregkröftum. Þetta á ég ábyggilega eftir að tyggja hvað eftir annað síðar.

Ef aðeins þrýstikraftur og svigkraftur jarðar koma við sögu kallast vindurinn þrýstivindur. Á erlendum málum kallast hann geostrophic wind en bókstafleg þýðing þess orðs er jarð-snúnings-vindur. Auðvelt er að áætla hann út frá þrýstisviði.

Svigkrafturinn sveigir til hægri á norðurhveli, en til vinstri á suðurhveli, en á miðbaug er hann enginn. Þar er því enginn þrýstivindur. Svigkrafturinn vex til norðurs og suðurs í átt frá miðbaug og er mestur á skautunum. Af þessu leiðir að samband þrýstibratta og vindhraða breytist með landfræðilegri breidd. Það hefur afleiðingar fyrir hringrás lofthjúpsins.

Þegar þetta er skrifað (kl. 00:15) 22. mars 2011 er jaðarhrat úr kuldapollinum mikla að falla yfir suðvestanvert landið sem tættur éljagarður í pólarlægð. Vindur í éljagörðum er stundum í litlu samræmi við þrýstivind á veðurkorti. Kannski gefst tilefni til að skýra það síðar.

Athugasemdir

[Sumarliði Einar Daðason, 22.3.2011 kl. 12:57]

Góður pistill sem endranær!