Litið inn á efri hæðina (ekki þó risið)

Hungurdiskar hafa endrum og sinnum sýnt kort af ástandinu í heiðhvolfinu - ofan á veðrahvolfinu - veðrahvörfin eru þar á milli. Þrýstingur fellur með hæð - gróflega helmingast hann á hverjum 5 km upp á við. Kortið að neðan sýnir hæð og hita í 30 hPa-fletinum - í um 23 km hæð. Þrýstingur er aðeins 3 prósent af þrýstingi við yfirborð - en þó fjórum sinnum meiri heldur en er á yfirborði plánetunnar Mars.

Uppi í þessari hæð verður mjög merkilegur viðsnúningur á vindum haust og vor. Að sumarlagi blása austlægir vindar í kringum hæð sem situr í námunda við norðurskautið. Hún var sýnd á mynd sem birtist í pistli 16. júní í sumar og óhætt er að rifja upp. Þegar líður á sumarið minnkar hæðin og hverfur oftast alveg í september. Þá fer lægð að myndast, væg í fyrstu en færist síðan mjög í aukana og er orðin mjög gerðarleg þegar komið er fram í byrjun nóvember (sjá kortið að neðan).

Á kortinu er norðurskautið ekki fjarri miðju myndar, Ísland er ekki langt þar fyrir neðan inni í græna svæðinu. Litirnir sýna hita, bláir litir byrja við -70 stiga frost, sjá má hitatölur á stangli - þær sjást miklu betur sé kortið smellistækkað (tvisvar). Jafnhæðarlínur 30 hPa-flatarins eru svartar. Því þéttari sem þær eru því meiri er vindurinn.

Sem stendur sýnir innsta línan í kringum lægðina 2250 dekametra (= 22500 metra = 22,5 km). Línurnar eru dregnar með 10 dam bili. Orðalagið „sem stendur“ má taka alveg bókstaflega því lægðin dýpkar svo ört þessa dagana að nýr hringur með 10 dam lægra gildi birtist nú á um það bil 2 daga fresti.

Það sem fyrst og fremst veldur því að lægðin myndast á haustin er kólnun lofthjúpsins neðar. Eftir því sem kuldinn vex minnkar fyrirferð loftsins og styttra og styttra verður upp í 30 hPa. Loftið í þessari hæð kólnar einnig en einkum þó þannig að flatarmál innan -70 stiga jafnhitalínunnar stækkar. Kortið er úr bandaríska gfs-líkaninu sem spáir því að eftir um það bil viku fari frostið í fletinum í -80 stig þar sem lægst verður. Þá byrjar glitskýjatíminn.

Yfir Asíu er mikill sveigur með hlýrra lofti - minnst er frostið á myndinni -47 stig. Ástæða hitamunarins er einkum sú að heimskautavindröstin togar loft niður norðan við skotvinda rastarinnar. Í niðurstreyminu hlýnar loftið. Röstin er mun eindregnari yfir Austur-Asíu og Kyrrahafi heldur en yfir Atlantshafi. Yfir háveturinn eru háreistar bylgjur í vestanvindabeltinu sjaldgæfari eystra heldur en hér. Það mun vera afstaða meginlanda, hafa og fjallgarða sem mestu ræður um þetta fyrirkomulag.

Þrjár meginvindrastir koma við sögu á norðurhveli að vetrarlagi. Mestu máli fyrir okkur skiptir heimskautaröstin (polar jet stream) sem hefur mestan styrk við veðrahvörfin - hér í um 7 til 10 km hæð að vetrarlagi. Hún skýtur kryppum sínum stundum norður fyrir Ísland - en er þó oftar sunnan við land yfir háveturinn. Önnur röst kemur ekki við sögu hér á landi, við köllum hana hvarfbaugsröst (sub-tropical jet stream) hún er öflugust rastanna og bylgjast yfir hlýtempraða beltinu, oftast mun hærra en heimskautaröstin. Á vetrum „stelur“ hún heimskautaröstinni yfir Austur-Asíu og í sameiningu sjá rastirnar um niðurdráttinn í heiðhvolfinu sem við sjáum sem hlýja sveiginn á kortinu og minnst var á að ofan.

Sá möguleiki er hugsanlegur að meiri samvinna geti verið á milli rastanna tveggja á Atlantshafi rétt eins og nú er við Austur-Asíu. Slíkt ástand gæti t.d. hafa ríkt á ísöld - með þeim afleiðingum að engar hlýjar bylgjur að sunnan hafi komist norður til okkar á vetrum - nærri því aldrei. Þetta hefði m.a. í för með sér að vestanvindabeltið á Atlantshafi færðist lítillega sunnar en nú er. Þá myndi skerpast á Golfstraumnum en hann jafnframt hliðrast til suðurs. Skerping á straumnum gæti líka raskað varmaflutningi hans og árstíðasveifla breyst.

Þriðja höfuðröst norðurhvels er kennd við skammdegið - skammdegisnæturröstin (polar night jet). Hún nær sér á strik sem mikil vestanátt í 25 til 30 km hæð í nóvember til desember og er þá tiltölulega stöðug - en tekur stundum þátt í furðulegum sveiflum sem verða á vindum og hita í heiðhvolfinu þegar kemur fram í febrúar (við bíðum þess tíma).

Allar þessar rastir - ásamt staðvindum og vestanvindabeltinu við jörð - auk hafstrauma taka þátt í jafnvægisdansi sem virðist vera furðustöðugur - en er jafnframt þannig að hugsanlegt er að tiltölulega litlar breytingar á dansinum geti komið fram í miklum kúnstum í veðurfari. Það er ein af mörgum gildum ástæðum þess að menn hafa áhyggjur af hnattrænni hlýnun af völdum aukinna gróðurhúsaáhrifa. 

Athugasemdir

[Hilmar Hafsteinsson (IP-tala skráð) 9.11.2012 kl. 01:49]

Þakkir einu sinni sem oftar fyrir fróðleg skrif Trausti. "Það er ein af mörgum gildum ástæðum þess að menn hafa áhyggjur af hnattrænni hlýnun af völdum aukinna gróðurhúsaáhrifa" ritar þú. Má skilja þessi orð þín sem svo að þú sért í hópi þeirra sem "hafa áhyggjur af hnattrænni hlýnun af völdum aukinna gróðurhúsaáhrifa" og ef svo er hvaða samhengi telur þú þig sjá á milli "aukinna gróðurhúsaáhrifa" og "hnattrænnar hlýnunar"?

[Trausti Jónsson, 10.11.2012 kl. 01:46]

Þakka áhugann Hilmar. Áhyggjur mínar eða áhyggjuleysi eru ekki til umræðu því hungurdiskar eru ekki pólítískt blogg. Hér eru engar tillögur um mótvægisaðgerðir gegn loftslagsbreytinum né mat á þörf eða þarfleysi slíkra aðgerða. Skrifi ég einhvern tíma um slíkt verður það ekki á þessum vettvangi. Það hefur hlýnað á jörðinni (alla vega á norðurhveli) síðustu 100 til 150 árin - á því blasir ein eindöld skýring við - breyting á efnasamsetningu andrúmsloftsins og þar með geislunarbúskap þess. Svo vill til að skýringin er þar að auki studd með góðum eðlisfræðilegum rökum. Ég hlýt að samþykkja þessa skýringu svo lengi sem önnur einfaldari kemur ekki til sögunnar. Epli fellur til jarðar - líklega er þyngdaraflið að verki - það er samt ekki alveg víst er það? 

[Hilmar Hafsteinsson (IP-tala skráð) 10.11.2012 kl. 02:15]

Þakka gott svar Trausti. Svo vill reyndar til að eðlisfræðingar deila um hversu góð eðlisfræðilegu rökin (aukin gróðurhúsaáhrif) eru í reynd. Mér virðast "loftslagsvísindamenn" hafa gengið heldur frjálslega í smiðju vísindalegrar hugarleikfimi eðlisfræðinga til að "sanna" hið ósannanlega - í þágu peninga og pólitíkur. Hvernig rímar það annars við eplið þitt að meint hnatthlýnun virðist hafa stöðvast fyrir 16 árum ef aukið CO2 í andrúmslofti af mannavöldum (sem reyndar telur tæpt 1% af heildarmagni CO2) er sagt fara stigvaxandi?