Langar, fastar bylgjur

Leggjumst nú andartak í fræðsluham. Þeir sem ekkert vilja vita um efni fyrirsagnarinnar geta eins hætt strax og snúið sér að áhugaverðara efni. Þrautseigustu lesendur hungurdiska munu kannast við eitthvað af efninu úr eldri pistlum.

Fyrir nokkrum dögum var lítillega fjallað um stuttar bylgjur í vestanvindakerfinu - en hér er litið á þær lengstu. Þótt bylgjurnar ólmist stöðugt frá degi til dags og breyti sífellt um lengd og lögun kemur samt í ljós að þrjár til fjórar liggja nær stöðugt í bakgrunni og sjást alltaf á meðaltalskortum sem ná til lengri tíma. Við lítum á eitt slíkt meðaltalskort og sýnir það hæð 500 hPa-flatarins í janúar á tímabilinu 1981 til 2010. Það er fengið úr smiðju bandarísku veðurstofunnar.

Kortið sýnir norðurhvel jarðar suður að 35. breiddarstigi. Landaskipan sést að baki litanna, norðurskaut á miðri mynd. Mjúkar, heildregnar, svartar línur sýna meðalhæð flatarins og eru merktar í metrum. Það er 5220 metra línan sem sker Ísland norðvestanvert.

Litirnir eru viljandi aðeins tveir þannig að sem best sjáist hvernig 5400 metra línan hringar sig um hvelið. Greinilega sést að mismikið fer fyrir gula svæðinu utan við hana og að bláa svæðið teygir sig mislangt til suðurs. Ísland er í suðvestanátt  - en þó ekki eins sterkri og finna má sunnar þar sem jafnhæðarlínurnar eru þéttari.

Við sjáum að 5400 metra jafnhæðarlínan nær sinni nyrstu stöðu rétt við Skotland og er þar áberandi norðar heldur en yfir austurströnd Norður-Ameríku þar sem hún teygir sig alveg suður á Nýja-England. Á Kyrrahafi við og austan við Japan fer hún enn sunnar. Þar sem línan er í syðri stöðu heldur en vestan og austan við eru lægðardrög. Þau eru þrjú á myndinni. Það sem skiptir okkur mestu máli er Baffinsdragið, kuldasvæði sem teygir sig til suðurs úr mikilli lægðarmiðju rétt vestan Norður-Grænlands.

Næsta lægðardrag fyrir austan er kennt við Austur-Evrópu og er mun veikara en Baffinsdragið. Síðan eru eitt mjög stórt lægðardrag yfir Kyrrahafi. Hæðarhryggir eru þrír. Austan við okkur er Golfstraumshryggurinn þar sem hlýja loftið nær sinni nyrstu stöðu. Klettafjallahryggurinn yfir Norður-Ameríku vestanverðri skiptir okkur líka miklu máli. Veikur hryggur er yfir Mið-Asíu og kenndur við það svæði.

Það er fyrst og fremst landaskipan sem ræður því hvernig bylgjurnar raðast upp. Klettafjöll og hálendi Mið-Asíu ráða mestu - en síðan eru það meginlönd og höf. Klettafjöllin styrkja háloftavestanáttina austan við verulega - það þýðir að loft sem kólnar yfir Norður-Kanada á oftast greiða leið langt til suðurs og þar er enginn fjallgarður fyrir. Kalt loft er fyrirferðarlítið og styrkir því lægðardragið, sem er þannig talsvert öflugra að vetrarlagi heldur en fjöllin ein stjórna.

En á móti norðanátt verður sunnanátt að vera annars staðar. Lægðardragið nær svo langt til suðurs að það nær á austurhlið sinni í mjög hlýtt loft sem berst til norðurs og býr að lokum til Golfstraumshrygginn. Reyndar er það svo að sunnanáttin austan lægðardragsins ber mun meiri varma til norðurs að vetrarlagi heldur en hafstraumarnir. Ástand lægðardragsins skiptir höfuðmáli fyrir veðurfar á Íslandi. Fjarlægist það um of eða veikist verða norðanáttir yfirgnæfandi hér á landi - nálgist það um of verður landið undirlagt vestankulda á vetrum með snjó og illviðrum.

Það er algjörlega opið hvort og hvernig hlýnandi veðurfar af völdum aukinna gróðurhúsaáhrifa breytir þessari stöðu. Verður kortið alveg eins? Hlýni aðeins um 1 stig og jafnt um allt hvelið birtist kort sem er nærri því nákvæmlega eins - það þarf þjálfað auga til að sjá muninn. Línan sem á kortinu liggur um Breiðafjörð myndi færast norður í Grænlandssund - upplausn kortsins myndi vart sýna þann mun.

Hlýnun um þrjú stig flytur allar jafnhæðarlínur um eitt línubil til norðurs. Við ættum að sjá það. En það versnar (eða batnar) í því ef dregur úr vestanáttinni þvert á Klettafjöllin. Þá veikist lægðardragið - og sennilega meir en sem nemur beinum áhrifum fjallgarðsins vegna minnkandi norðanáttar austan fjalla. Ekki er létt að sjá hvaða áhrif þetta hefði á Golfstraumshrygginn.

Við lítum á aðra mynd sem líka sýnir bylgjuskipanina - en á allt annan hátt.

Hér er lega 5400 metra jafnhæðarlínunnar einnig sýnd - en teiknuð á móti lengd og breidd. Lárétti ásinn sýnir lengdarstig, núll er sett við hádegisbaug Greenwich og síðan til beggja handa á venjulegan hátt. Lóðrétti kvarðinn sýnir breiddarstig - frá 33 gráðum og norður á 60°N. Myndunum ber ekki alveg saman - línuritið er gróflegar teiknað heldur en kortið og tekur ekki til nákvæmlega sama tímabils. En bylgjurnar koma vel fram.

Veðurfarsbreytingar koma fram sem tveir þættir: Annars vegar hliðrast línan öll til norðurs (í hlýnandi loftslagi) eða til suðurs (í kólnandi), hins vegar breytast bylgjulengd og spönn einstakra bylgja.

Á suðurhveli jarðar eru fastar bylgjur mun ógreinilegri heldur en á norðurhveli. Breytingar á samsvarandi mynd þar eru því líklegar til að koma frekar fram í hliðrun heldur en í mynsturbreytingu. Þó er þar ekki allt sem sýnist.

Auðvitað má fjalla um bylgjurnar föstu og stöðu þeirra í miklu lengra máli en við látum málið niður falla að sinni.