Breytileiki hita frá ári til árs

Æi - þið farið nú varla að lesa þessa langloku er það? 

Í söguslefi 21 skildum við eftir fimm spurningar varðandi hitafar síðustu árhundruða: 

1. Hvernig stendur á sveiflum frá ári til árs? [„svar“ er til – en nýtist ekki við spár]
2. Hvernig stendur á áratugasveiflunum? [svör mjög óljós – en þær eru samt staðreynd]
3. Eru áratugasveiflur síðustu 200 ára eitthvað sérstakar? [það er ekki vitað – en líklega ekki]
4. Hvernig stendur á „langtíma“-leitninni? – Er hún eitthvað sérstök? [líkleg svör til]
5. Eru sveiflurnar reglubundnar? [sumar – en aðrar ekki]

Í pistli dagsins skulum við sinna þeirri fyrstu. Töluverðar sveiflur eru á lofthringrás í námunda við landið frá ári til árs. Reikningar sýna að hægt er að skýra um 50% breytileika hita með hringrásarþáttum eingöngu - e.t.v. meira - sé dýpra fiskað.

Fyrsta mynd dagsins sýnir kort af mestöllu norðurhveli. Ísland er rétt neðan við miðja mynd. Í gegnum þéttar línur og liti má sjá móta fyrir útlínum meginlandanna. Heildregnar línur sýna meðalhæð 500 hPa-flatarins í janúar 1981 til 2010. Vindur blæs nokkurn veginn samsíða línunum og er því meiri sem þær eru þéttari. Litafletir og örmjóar punktalínur sýna þykktina - en hún mælir hita í neðri hluta veðrahvolfs, því meiri sem hún er því hlýrra er loftið.

Háloftahringrás norðurhvels að vetrarlagi einkennist af mikilli lægð yfir kanadísku heimskautaeyjunum og annarri yfir Austur-Síberíu. Hringrásin er ekki hreinn hringur heldur gengur hún nokkuð í bylgjum - lægðardrögum með hæðarhryggjum á milli. Tvö lægðardrög og tveir hryggir eru sérmerkt á kortið með rauðum grófgerðum punktalínum.

Mikilvægast fyrir okkur er Baffindragið, merkt með tölunni 1. Hreyfingar þess skipta miklu máli fyrir veðurlag hér á landi. Hryggur sem við til hægðarauka köllum Golfstraumshrygginn er merktur með tölunni 2. Hann er ekki öflugur - en sér til þess að sunnanátt er meiri vestast í Evrópu heldur en austar. Þessi tvö kerfi eru afleiðing af legu meginlanda og sjávar. Loft kólnar og dregst saman yfir meginlöndunum að vetrarlagi, en hlýnar og bólgnar eftir því sem það á lengri leið yfir sjó - sömuleiðis að vetrarlagi.

Talan 3 er sett við hæðarhrygg við vesturströnd Norður-Ameríku. Hann er orðinn til vegna þeirrar fyrirstöðu sem fjallgarðurinn mikli vestan til í Ameríku, og við köllum gjarnan Klettafjöll, veldur á hringrásinni um norðurhvel.

Hann veldur líka því að Baffindragið er sterkara heldur en það væri eitt og sér - myndað vegna kólnunar meginlandsins. Það má því segja að Klettafjöllin valdi því að hér er jafnhlýtt á vetrum og raun ber vitni - væru þau ekki til staðar væri Baffindragið grynnra og kalt loft frá Kanada þá algengara hér heldur en þó er. Það má líka benda á að þessi samáhrif fjalla og meginlandskulda ráða því líka hversu sterk vestanáttin er við austurströnd Norður-Ameríku - og hvar hún er sterkust. Minniháttar breytingar á þessu fyrirkomulagi gætu breytt styrk og stöðu vestanstrengsins - en hann ákveður að einhverju leyti styrk og stefnu Golfstraumsins (sem við köllum svo). En - ekki meir um það.

Talan 4 er svo sett við dálítið lægðardrag yfir Evrópu, Austur-Evrópudragið. Lega þess og styrkur skiptir miklu máli fyrir vetrarástand á þeim slóðum.

Við lítum næst á það sama - nema nú er svæðið mun minna.

 

Á þessu korti er Ísland innan í svarta punktarammanum. Við sjáum bæði Baffindragið (1) og Golfstraumshrygginn (2), en líka fleiri smáatriði sem máli skipta fyrir veðurlag á Íslandi. Fyrst er að telja slakka í þykktarsviðinu við austurströnd Grænlands (beygla á litamynstrinu - merkt með tölunni 5). Þarna liggur kalt loft í leyni í neðsta hluta veðrahvolfs og er venjulega talað um það sem hæðina yfir Grænlandi – það má svo sem gera það en er samt dálítið misvísandi. Þykktarslakki þessi er mjög misöflugur á öllum tímakvörðum og virðist afl hans að einhverju leyti ráðast af hafísmagni í norðurhöfum.

Önnur strikalína er lögð á milli Grænlands og Íslands. Þarna er dálítill hæðarhryggur (talan 6) - merki um tilhneigingu lægða til að vera annað hvort vestan Íslands eða austan að vetrarlagi - en síður yfir landinu sjálfu.

Einnig má sjá langa punktalínu (merkt 9) sem liggur sunnan úr hafi í sveig til austurs fyrir sunnan land en síðan til vestnorðvesturs í átt að suðurodda Grænlands. Þeir sem sjá vel (kortið batnar við stækkun) munu taka eftir því að við línuna skiptir um aðstreymi - austan hennar er aðstreymið hlýtt (vindur blæs frá hærri þykkt til lægri) en vestan megin er aðstreymið kalt (vindur blæs frá lægri þykkt til hærri).

Ramminn utan um Ísland kemur við sögu í næsta pistli. Þar er athugað hvað breytingar innan rammans segja um ársmeðalhita. Þar koma þrír þættir við sögu - meðalvindstefna, meðalvindhraði og hæð 500 hPa-flatarins. Við þáttum stefnu og hraða í tvo þætti, vestanátt og sunnanátt. Þær breytingar sem við erum að mæla felast bæði í hliðrun á vindsviðinu sem og aflögun þess.

En áður en við ljúkum okkur af í dag skulum við líka líta á sumarkort - meðalástand í júlímánuði.

 

Hér er allt með mildari svip eins og vera ber. Meginlægðin er nú við norðurskautið og mun nær því að vera hringlaga heldur en í janúar. Þó má vel sjá Baffindragið og Klettafjallahrygginn - en í stað Golfstraumshryggjarins er nú komið lægðardrag. Að sumarlagi er nefnilega kaldara við vesturströnd Evrópu heldur en austar. Hringrás á okkar slóðum truflast mjög af Grænlandi.

Í júlímánuði er Norðuríshafið áberandi kaldasta svæði norðurhvels - þar bráðnar ís baki brotnu og kælir það loftið svo um munar. Það er sama þótt allur ísinn hverfi - kaldasti staður júlímánaðar verður enn yfir íshafinu. Hvað gerðist þá í águst og langt fram eftir hausti er annað og flóknara mál. En ef ísinn bráðnaði allur eða næstum því allur myndi lægðin grynnast nokkuð, kannski um heilt þykktarbil (litum myndarinnar fækkaði um einn). Slíkt myndi hafa áhrif á hringrásina á miklu stærra svæði - en látum þær vangaveltur bíða síðari tíma.

Lítum líka á minna svæði:

Hér sést Baffindragið vel en hringrásin við Ísland og Grænland er mjög óráðin. Hér má sjá votta fyrir hæðarhrygg yfir Grænlandi (8) - sem stundum gætir hér á landi (þá er sólríkt), annars erum við í námunda við afskaplega óljós lægðardrög - sumarveðrið er mikið smáatriðahappdrætti.

Íslandssöguslef 2

Náttúrufræðingurinn mikli, Þorvaldur Thoroddsen, hélt því fram að veðurfar hefði lítið breyst frá landnámi, harðinda- og gnægtaár hefðu að vísu gengið yfir en á svipaðan hátt allan tímann. Seint á ritferlinum viðurkenndi hann með semingi að 19. öldin hefði verið ívið skárri en aldirnar tvær næstar á undan. Þegar hlýindahrinan mikla skall á - um það bil sem Þorvaldur féll frá fóru jöklar að hörfa, hríðum fækkaði og hafís var nærri því úr sögunni, skiptu fræðingar um skoðun og fram var sett grófgert línurit hitabreytinga frá landnámi.

Hún sýndi mikil hlýindi á þjóðveldisöld og svo aftur þegar frelsi var fengið - en sífelld harðindi og hörmungar þar á milli. Í greinum sem Jón Eyþórsson veðurfræðingur skrifaði á þriðja áratugi aldarinnar var hann mjög á línu Þorvaldar - ásamt landkönnuðinum Fritjof Nansen - vildu báðir tengja velmegun þjóðanna, fyrr á tímum sem og nú, þjóðfélaginu en ekki einhverjum tilviljanakenndum veðurfarsbreytingum. Jón áttaði sig fljótt á jöklabreytingunum og hlýindunum ástæðu þeirra, en í síðustu pistlunum sem hann skrifaði í tímaritið Veðrið árið 1965 fjallaði hann um milda og hlýja vetur fyrri tíðar - það var oft harla gott veður á hörmungaskeiðinu.

Harðindamenn fengu síðan á silfurfati að utan hina dægilegu hugmynd um „litla ísöld“ - sem reyndar enginn veit hvenær byrjaði og hvenær endaði - og breski veðurfarsfræðingurinn Hubert Lamb bjó til eitthvað sem kallað er „miðaldahlýskeið“ - þótt enginn viti heldur um upphaf þess eða lok. Þessir tveir tímabilaleppar virtust falla vel að hugmyndum um þjóðveldishlýindi, niðurlægingarkulda og að lokum endurreisnarhlýindi. Bæði litlaísöld og miðaldahlýskeiðið hafa verið þrálát í skrifum – en eru ekki eins fastnegld og flestir halda. Þannig hefur lokst nærri því tekist (en bara nærri því) að höggva miðaldahlýskeiðið í spað - með því að breyta nafninu í „miðaldavik“ sem ekki er jafn gildishlaðið og upprunanlegi nafnbleðillinn.

Hlýnunin sem varð á árunum 1920 til 1930 og kólnunin snögga um miðjan sjöunda áratuginn ollu því að menn töldu meiri ástæðu en áður til að leggjast aftur í þær rituðu heimildir sem Þorvaldur Thoroddsen hafði verið hvað duglegastur við að draga saman, en sömuleiðis var byrjað á því að ráða í náttúruna sjálfa. Þá var búið til frjókornatímatal nútíma þar á meðal var leitað svara við spurninguna um útbreiðslu kornræktar á Íslandi fyrr á öldum, landnýtingar- og uppblástursaga var tengd og tímasett með rannsóknum á öskulögum og meira að segja var hugað að borunum í jökla landsins í leit að veðurfari fortíðar.

Á undanförnum 15 árum eða svo hafa gríðarmiklar rannsóknir farið fram á veðurfari fortíðar á Íslandi, greinarnar orðnar meira en hundrað og flestar þeirra bitastæðar. Grófgerð mynd er að verða til af veðurfari „nútíma“ - frá lokum síðasta jökulskeiðs og þar með fylgja batnandi upplýsingar um veðurfar Íslands frá landnámi. Talsvert vantar þó upp á að sú mynd sé orðin skýr - sérstaklega er skortur á fullnægjandi skýringum á þeim breytingum sem veðurvitni segja frá. Sömuleiðis vantar sárlega samantektir á öllum rannsóknunum – þótt e.t.v. sé byrjað að sjá í land í þeim efnum 

Í bakgrunni allrar umræðu um veðurfar fortíðar er listi um orsakavalda:

•  Breytingar í virkni/útgeislun sólar (upplýsingar fara batnandi um sögu þeirra - en að minnsta kosti tvö alvarleg álitamál standa út af borðinu)
•  Breytingar á efnasamsetningu lofthjúpsins (sæmilega þekktar á íslandssögulegum tíma)
•  Breytingar á armengun (óljósari - og áhrif ekki nægilega fastnegld)
•  Breytingar á landnotkun/gróðurfari (þekking á þeim er batnandi - en hugmyndir um áhrif nokkuð misvísandi)
•  Eldgos (eldgosasagan er smám saman að verða heillegri - en deilt er um langtímaáhrif - og áhrif komi mörg stór í röð)
•  Tilviljanakenndur, innri breytileiki hringrásar lofthjúps og sjávar (vantar talsvert upp á þekkingu á orsökum og afleiðingum)
•  Staðbundnar breytingar á lóðréttum stöðugleika sjávar (athyglisverðar hugmyndir uppi en saga stöðugleikans lítt þekkt)

Breytingar á hitafari jarðar skila sér nær óhjákvæmilega í breytingum á snjóhulu og hafísþekju. Fleira (áðurnefndur lóðréttur stöðugleiki sem og breytileg vindáttartíðni á norðurslóðum) kemur við sögu hafíssins, en breytingar á endurskinshlutfalli jarðar skila sér aftur í auknum hita eða kólnandi veðurlagi - eftir því sem við á.

Fleira kemur við sögu veðurfarsbreytinga

•  Breytingar á brautarþáttum jarðar (hafa varla áhrif nema á þúsundáratímakvarða sjá gamlan hungurdiskapistil og viðhengi hans)

•  Halastjörnuárekstrar og þannig nokkuð - algjörlega tilviljanakennt - en einhverjir eru samt alltaf aðð nefna þá (einnig í gömlum hungurdiskapistli)
•  Landrek og afstaða meginlanda og hafs, hálendis og láglendis - engin áhrif á tímakvarða Íslandssögunnar (líka nefnt í gömlum pistli)

Meira síðar.