Det ser helt otroligt ut. Båten seglar i full fart med flygande skrov till synes helt utan vind. Här får ni veta hur det är möjligt.
Spegelblankt vatten är vackert men sällan särskilt spännande för oss som älskar segling. Eller?
Faktum är att det finns undantag och det handlar om vindskjuvning. Se videon ovan för spektakulära bilder som visar vad det handlar om och läs mer här för att förstå mer om hur det funkar.
Hamnens väderskola gör dig inte till meteorolog men den kommer att göra dig till en bättre och säkrare seglare. Här delar svenska meteorologer, vana med svenska förhållanden, med sig av sina bästa vädertips. Följ hamnen.se väderskola i 6 delar.
Genom att “gå” Hamnen.ses väderskola kommer du kunna förstå, tolka och utnyttja det du själv ser på himlen och de prognoser de professionella meteorologerna ger på tv, radio och internet.
Hamnens väderskola är skapad av Martin Hedberg och Måns Håkansson på Swedish Weather Center.
Martin är prognosmeteorolog med specialitet inom marin, flyg och äventyrssporter. Han navigerade då Nicorette slog världsrekord över Atlanten 1997.
Måns forskar i meteorologi på Stockholms universitet. Också han är seglare.
Hamnens väderskola är alltså ingen översättning utan skriven av svenska meteorologer för svenska förhållanden. Det är skillnad!
Läs de olika delarna av Hamnens Väderskola:
1. Atmosfärens fysik
2. Vågor i luften och luftmassor
3. Mer om luftmassor
4. Fronter i teori och verklighet
5. Vindar, tryck och turbulens
6. Vindar, venturi och vindskjuvning
Se även hamnen.se Väderskolas vindtabell: Vindtabell
Vindarna drivs av tryckskillnander. Ju större tryckskillnader, desto kraftigare vindar. Dessutom har vi lärt oss att vinden i en kallmassa är byig, medan den i en varmmassa är stabil. Men även terrängen påverkar vinden. Då luften pressas samman, till exempel i ett sund, kommer vindhastigheten att öka.
Detta fenomen kallas venturieffekt. Den uppstår gärna i varmassor erftersom de varmmassan dämpar vertikala vindrörelser. Då blir effekten av sammanpressningen större eftersom luften får svårare att stiga. I en kallmassa är effekten mindre
Du kan utnyttja venturieffekten. Vill du maximera din fart kan du välja det smalare av två sund som bägge är parallella med vindriktningen. Effekten blir större ju högre terrängen är kring sundet. Detta gäller framförallt tidigt på säsongen, då vattnet fortfarande är förhållandevis kallt och luftmassan du befinner dig i ofta är att betrakta som en varmmassa.
Det blåser vanligen mer ju högre upp i luften man kommer. Detta har inte med venturieffekten att göra. Vinden drivs av horisontella tryckskillnader och bromsas framför allt av friktionen mot marken. Ligger man på rygg i gräset en solig dag och ser cumulusmolnen driva förbi ovanför, kan man se att det både blåser betydligt mer där uppe och att vinden har en annan riktning än vid marken. Här på norra halvklotet vrider vindriktningen medurs med ökad höjd över marken. Fenomenet kallas “Ekmanspiral” efter den svenske forskare som förklarade fysiken bakom det. Ekmanspiralen är en form av vindskjuvning. Minnesregel: “Vinden vrider Höger på Högre Höjd”.
Vinden vrider Höger med Högre Höjd. Vindstyrkan ökar också med höjden. Med Högtrycket på Höger sida har du vinden i ryggen. Röd pil visar vinden på 10 meters höjd, blå på 100 meters höjd och ljusblå på 1000 meters höjd.
Vindar och vindskiften beter sig olika i kall- respektive varmmassa. Vid segling i kallmassa: Vid kryss (eller då du vill gå så högt som möjligt) skall du bete dig olika inför en vindby beroende på om du seglar för babords eller styrbords hals. En vindby är en påhälsning av den lite kraftigare vinden högre upp i luften och med sig uppifrån har den också en annan riktning: Vinden inte bara ökar med 20-50%, den vrider också ofta något tiotal grader medurs (mot högre gradtal). Kryssar man för styrbords hals kan man utnyttja detta genom att lova något innan vindbyn kommer och på så sätt vinna höjd, alternativt slacka något i skoten för att vinna fart. Kryssar du för babords hals kan det löna sig att snabbt slå över till styrbords hals precis innan vindbyn når dig.
Vid segling i varmmassa (vanligtvis på våren): Vindbyar är mer sällsynta under dessa förhållanden, men om de förekommer kan medursvridet vara desto större. Vill du finlira lite kan du twista seglen olika för babords och styrbords halsar. Lite mer twist för styrbords hals gör att du utnyttjar vindens högervridning med höjden på rätt sätt. Twista mindre då du seglar för babords hals.
Läs även de andra delarna av Hamnens Väderskola:
1. Atmosfärens fysik
2. Vågor i luften och luftmassor
3. Mer om luftmassor
4. Fronter i teori och verklighet
5. Vindar, tryck och turbulens
Se även hamnen.se Väderskolas vindtabell: Vindtabell
Skriven av Martin Hedberg & Måns Håkansson, Swedish Weather Center.
Hur blåser vinden runt ett lågtryck? Vad innebär väderkartans isobarer? Läs och lär om vindar, tryck och turbulens.
Det vi upplever som vind är naturens strävan att utjämna tryckskillnader. Vindriktningen i väderrapporter beskriver varifrån vinden blåser. Nordliga vindar kommer norrifrån. Vattenströmmar i haven däremot anger vart vattnet är på väg. En nordlig vattenström rör sig mot norr!
För att beskriva vindens styrka kan man använda olika metoder och enheter. Man talar om medelvind över en viss tidsenhet, momentanvind eller vindens byighet. Vindens hastighet anges i meter per sekund, knop, kilometer per timma eller styrkan enligt Beaufortskalan. Enheten knop mest relevant för seglare, eftersom vi mäter båtens hastighet i knop och på så sätt enkelt beräknar hur många distansminuter vi hinner per timma. Men det kanske vanligaste uttrycket är meter per sekund. “Sekundmeter” är ett uttryck som man bör undvika eftersom det är fysikaliskt okorrekt. Det skulle motsvara “timkilometer” vid bilkörning.
Vinden är aldrig konstant. Vinden som anges i meteorologiska rapporter och prognoser mäts på 10 meters höjd och är ett medelvärde under två eller tio minuter. Det är viktigt att vara medveten om att den vind man seglar i, dvs rådande vind, varierar avsevärt kring den uppmätta eller prognostiserade medelvinden. Den ändras till både riktning och styrka i såväl tiden som i rummet.
Klicka här för: Vindtabell
Många seglare berättar gärna om hur kraftiga vindar det varit i olika dramatiska situationer. Vi meteorologer får ofta höra att det blåst betydligt mer än väderprognoserna lovat. Det finns flera orsaker till detta. Båtar med vindmätare i masttoppen mäter vinden högre upp än på 10 meters höjd. Det är också vanligt att man noterar maxvinden, inte medelvinden.
Energin i vinden är ungefär proportionell mot kvadraten på vindhastigheten. Om vinden ökar till det dubbla, så ökar energin i vinden fyra gånger. ökar vinden från 6 till 12 m/s så uppfattar man detta som vindhastigheter en bra bit över 12 m/s, kanske upp emot 17 m/s.
På väderkartor ser man ibland isobarer. Det är linjer som binder samman punkter med samma lufttryck, ungefär som höjdkurvor på en orienteringskarta. Vindar uppstår i samband med tryckskillnader. Luften strävar efter att strömma från högt till lågt tryck. “Det borde ju gå rätt fort” kan man tycka. Om inte jorden roterade skulle inte heller våra låg- och högtryck vara så långlivade. Men jordens rotation och att jordytan är krökt gör att luften länkas av och kommer att strömma parallellt med isobarerna. På norra halvklotet länkas alla rörelser av åt höger relativt den ursprungliga strävan att strömma från högt till lågt tryck. Detta gör att det rotetar moturs kring lågtrycken och medurs kring högtrycken. På södra halvklotet är rotationen omvänd.
Femonenet som orsakar detta kallas Coriolikraft.
På norra halvklotet blåser det moturs kring lågtryck och medurs kring högtryck. Ju tätare det är mellan isobarerna, desto kraftigare blir vinden. Friktionen mot underlaget gör att vinden blåser snett in mot det lägre trycket.
Men friktion mot marken och haven gör att vindarna länkas av något. Luften tar sig sakta in mot lågtryckscentrumet och lågtrycket fylls ut. Eftersom friktionen är större över land än över hav kan lågtryck vara rätt långlivade till havs, men dö ut relativt snabbt över land.
Man kan uppskatta ungefär hur mycket det blåser bara genom att titta på en väderkarta med isobarer. Ju tätare det är mellan isobarerna, desto kraftigare är vinden. Men glöm inte att kolla enheterna -ibland ritar man ut varje isobar, ibland var fjärde eller var femte! Vindriktningen är moturs kring lågtryck och medurs kring högtryck (Med vinden i ryggen har du Högtrycket på Höger Hand). Men vinden är alltså inte riktigt parallell med isobarerna. Räkna med att vinden böjer av 10-30 grader in mot det lägre trycket. över land är friktionen större och vinden blåser med 20-40 graders vinkel med isobarena. Den större friktionen över land gör också att vindstyrkorna är lägre över land än över hav för samma isobarutseende.
Turbulens är en form av oordnad rörelse där luftens jämna strömning bryts ned via oregelbundna virvelbildningar. Jämför övergången från jämna vattenvågor till vågor som bryter. Beroende på hur turbulensen uppstår skiljer man på mekanisk, termisk och skjuvningsinducerad turbulens.
Mekanisk turbulens uppstår kring och framför allt bakom föremål som båtar, berg och träd etc som tvingar luften att ändra riktning utan att återföra den till den ursprungliga rörelsen efter passagen.
Termisk turbulens uppstår vid den omblandning av luften som sker i kallmassor. Det varma underlaget värmer då den kalla luften underfrån varpå den stiger (och kan bilda stackmoln).
Skjuvningsinducerad turbulens kan uppstå till exempel längs gränsytan mellan två luftlager som rör sig med olika hastighet eller riktning. Den förekommer oftast lite högre upp i atmosfären.
Överallt där luften abrupt tvingas ändra sin rörelse kan turbulens uppstå. Men det behöver inte vara turbulent hela tiden. Vid två till synes likartade situationer, eller med bara några minuters mellanrum, kan turbulensen övergå till laminär (jämn) strömning. Eller tvärtom. Vill man visualisera turbulensen för sitt inre kan man studera rök från eld eller skorstenar, eller snö- och stoftrök bakom bilar. Men man kan lära sig mycket om luftens uppträdande också genom att studera strömmande vatten i till exempel bäckar och forsar. Det är naturligtvis stora skillnader mellan vatten och luft, men fenomenet turbulens är likartat i bägge fallen.
Läs även de andra delarna av Hamnens Väderskola:
1. Atmosfärens fysik
2. Vågor i luften och luftmassor
3. Mer om luftmassor
4. Fronter i teori och verklighet
6. Vindar, venturi och vindskjuvning
Se även hamnen.se Väderskolas vindtabell: Vindtabell
Skriven av Martin Hedberg & Måns Håkansson, Swedish Weather Center.
Genom att titta på molnformationer och barometer går det att med ganska stor sannolikhet förutsäga vädret på kort sikt. Vilken vindriktning blir det sedan en front passerat? Och vilken vindstyrka blir det? Nytt avsnitt i hamnens väderskola.
Här kommer ett nytt avsnitt i hamnens väderskola. Nu handlar det om fronter.
En front är en begränsningsyta mellan två luftmassor med olika egenskaper. Begreppet “front” beskriver alltså både luftens egenskaper och ett typväder som är kopplat till det. I frontzonen sker ett temperatursprång. Frontytan lutar så att den kalla luften kilar in sig under den varma och lättare luften.
Frontzoner står sällan still. Beroende på om det är varm luft som vinner terräng över kall eller tvärt om så talar man om varmfront respektive kallfront. Ofta, men inte alltid, kan man finna två frontzoner som ringlar sig runt norra jordklotet. Arktikfronten är den nordligaste och den skiljer arktikluften från polarluften. Längre söderut finner vi polarfronten som skiljer polarluften från tropikluften.
Eftersom varm luft har lägre densitet (är lättare) än kall kommer en varmmassa att glida upp över kallmassan där de möts längs en frontzon, vilket resulterar i att frontzonen kommer att luta med höjden. Den varma luften hävs och kyls därmed av. Moln bildas då vattenångan kondenseras på grund av avkylningen. Efterhand (men inte alltid) faller nederbörd ut. Varmfronten känner man igen på cirrusmolnen som tätnar till altostratus och andra lägre och kompaktare moln. Nederbörden kommer långt efter att de första, höga, molnen passerat. Det börjar vanligen med duggregn som övergår i regn.Vid en kallfront tränger sig kall luft fram genom att kilformigt glida in under den varma luften. Det här medför att kallfronten beter sig helt annorlunda än varmfronten.
Frontzonen lutar “bakåt” och lutningen är också brantare vilket medför att vädret blir intensivare och mer dramatiskt. Dessutom får man mindre förvarning eftersom nederbörden och frontmolnen dyker upp i stort sett samtidigt.
Bilden: Kallfront och varmfront i genomskärning. Varmfronten lutar framåt medan kallfronten lutar bakåt. Obs: Lutningarna är kraftigt överdrivna.
Bilden: Till vänster ett ungt frontsystem. Till höger ett välutvecklat system där kallfronten hunnit ikapp varmfronten.
Tråglinjen rör sig med hastigheter mellan tjugo och sextio knop och har överraskat många med det plötsliga väderomslag det kan medföra en förändring från solsken till regnskurar och kraftig, byig vind på mycket kort tid.
Det är inte bara temperaturen som förändras när fronter passerar. “Barometern faller” är ett klassiskt uttryck för att oväder är på väg. Det är naturligtvis lufttrycket man avser. På väderkartor ritar man ut lufttrycket med hjälp av isobarer. Det är linjer som binder samman punkter med lika tryck, ungefär som höjdlinjer på en orienteringskarta. På väderkartorna kan man se att isobarerna gör ett knyck precis vid fronten. Om man står på en plats och läser av sin barometer då fronten passerar kommer lufttrycket att bete sig karaktäristiskt. När fronten närmar sig sjunker trycket. När fronten har passerat så stiger trycket igen. Det här gör också att vindarna kommer att förändras vid frontpassagen. Här på norra hemisfären vrider vinden upp på ett högre gradtal efter frontpassagen. Efter kallfronten brukar dessutom vindarna bli rätt byiga (kallmasseväder).
Läs även de andra delarna av Hamnens Väderskola:
1. Atmosfärens fysik
2. Vågor i luften och luftmassor
3. Mer om luftmassor
5. Vindar, tryck och turbulens
6. Vindar, venturi och vindskjuvning
Se även hamnen.se Väderskolas vindtabell: Vindtabell
Skriven av Martin Hedberg & Måns Håkansson, Swedish Weather Center.
En karaktäristisk egenskap hos en luftmassa är dess temperaturstruktur. Därför beskriver man ibland en luftmassa genom att jämföra dess temperatur med temperaturen på underlaget som de strömmar över.
Luft som är kallare än den underliggande marken kallas kallmassa. De lägre skikten värms av den relativt sett varmare marken, blir lättare än luften ovanför och börjar stiga. Detta sker i form av stora “bubblor” av luft som lämnar marken och ersätts av kallare luft ovanifrån. Detta kallas termik.
Denna typ av vertikala rörelser är typiska för kallmassor som därför sägs vara labilt skiktade.
I Skandinavien är det vanligt med kallmassor i samband med att nordvästliga vindar sveper ner maritim polar- eller arktikluft från Norska havet över skandinaviska fjällkedjan.
På hösten och förvintern bildas kraftiga snöbyar längs östersjökusten då kontinental polarluft strömmar ut från Ryssland och Finland. Kallmassan hämtar då fukt och energi från den (relativt sett) varma östersjön. Fukten och energin bildar efterhand kraftiga snöbyar vid svenska kusten.
Sikten är oftast god i kallmassor (frånsett i nederbörd). Den goda sikten hänger samman med att luften är torr och ofta innehåller väldigt få stoftpartiklar. I kallmassor är vinden ofta byig och det bildas gärna vågor på sjön.
På liknande sätt definierar man en varmmassa som luft som är varmare än sitt underlag. Tvärtemot kallmassan är varmmassan stabilt skiktad då marken kyler de lägre skikten av luften som därmed blir tyngre än den varmare luften ovan. Denna konfiguration motverkar vertikala rörelser.
Det är vanligt med hög luftfuktighet i varmmassor och de innehåller ofta en mängd partiklar (sot, damm och luftföroreningar) som gör att sikten försämras.
Dis, dimma, låga moln och duggregn är vanligt i varmmassor. I varmmassan är vinden ofta stadig utan kraftiga skiften. Men däremot kan den variera markant med höjden. Det är inte ovanligt med lugnt vatten och svaga vindar närmast vattenytan samtidigt som det råder betydligt kraftigare vindar 5-15 meter upp i luften!
Observera att samma luftmassa kan uppträda antingen som varmmassa eller som kallmassa. Det beror helt och hållet på temperaturen på det underlag som den strömmar över!
Läs även de andra delarna av Hamnens Väderskola:
1. Atmosfärens fysik
2. Vågor i luften och luftmassor
4. Fronter i teori och verklighet
5. Vindar, tryck och turbulens
6. Vindar, venturi och vindskjuvning
Se även hamnen.se Väderskolas vindtabell: Vindtabell
Skriven av Martin Hedberg & Måns Håkansson, Swedish Weather Center.
Väderfenomenen i lufthavet sker på en mängd olika skalor. Många händelser kan liknas vid vågor som sveper fram i höjd- och sidled.
Väderfenomenen spänner över ett stort register, från fronter på hundratals kilometer via sjöbrisen på kilometerskalan till turbulens på millimeterskalan. Alla dessa system påverkar varandra. På så sätt är det t.ex. mycket småskaliga processer som överför fukt från haven till luften vilken i sin tur kan bilda frontmoln.
Frontmolnen roterar kring mäktiga lågtryck med kraftiga vindar som genom friktion mot mark- och havsyta bryts ned till svagare vindar och turbulens. På en skala mellan dessa finner vi sjöbrisen som vi kommer att beskriva i detalj i ett senare avsnitt av Väderskolan.
Luftmassor
Betraktar vi vädret på en stor skala alltså över hundratals kilometer, finner vi ofta stora områden med likartade egenskaper. Det kan vara torr och kall luft över den ryska tundran eller fuktig och varm luft över Atlanten. Luften erhåller dessa egenskaper då den stannat en längre tid över ett och samma område.
Dessa så kallade luftmassor behåller sina egenskaper en längre eller kortare tid även då de transporteras till andra områden. Skandinavien ligger i gränsområdet mellan flera födelseplatser för luftmassor. Det är en av förklaringarna till det synnerligen omväxlande vädret i Sverige.
Man namnger luftmassorna efter de områden där de bildats. Exempel på så kallade källområden med enhetligt underlag är öknar, havsområden med likartad temperatur eller stora snö- och istäckta ytor.
Kring våra breddgrader skiljer man mellan tre slags luftmassor: Arktikluft, Polarluft och Tropikluft. Namnen har hängt med sedan 20-talet och kanske lite ologiskt finner vi att Arktikluften bildas över nordpolen, medan Polarluften bildas längre söderut.
Egenskaperna hos luftmassor som bildats över landområden skiljer sig markant från de som bildats över hav. Därför har man även infört begreppen kontinental – respektive maritimluft. Till exempel kallas tropikluft som bildats över hav för maritim tropikluft (mT) medan polarluft som bildats över en kontinent kallas kontinental polarluft (kP).
Läs även de andra delarna av Hamnens Väderskola:
1. Atmosfärens fysik
3. Mer om luftmassor
4. Fronter i teori och verklighet
5. Vindar, tryck och turbulens
6. Vindar, venturi och vindskjuvning
Se även hamnen.se Väderskolas vindtabell: Vindtabell
Skriven av Martin Hedberg & Måns Håkansson, Swedish Weather Center.
Man kan kalla meteorologin atmosfärens fysik. Ordet meteorologi kommer av grekiskans meteoros som betyder “i luften befintlig” och logos som betyder “lära”. I del ett av väderskolan lär du dig grunderna.
För att förutsäga vädret över en viss plats måste man känna till vädret i ett stort område kring platsen. Viktigt är då: temperatur, vindar, luftfuktighet och lufttryck. Genom att studera moln, siktförhållanden och ta hänsyn till årstiden kan man göra hyfsade korttidsprognoser.
För att göra prognoser på ett dygn eller längre behövs datormodeller som beräknar lufttryck, temperaturer m.m. med hjälp av fysikaliska ekvationer.
Ju längre prognosen skall vara, desto större område måste man titta på. Det är dessutom viktigt att man känner till atmosfärens tillstånd med god noggrannhet. En liten felbedömning kan helt tillintetgöra prognosens kvalitet, medan andra situationer är mer stabila och metoden “samma väder som igår…” är då en god förutsägelse.
Solen är drivkälla
Vid de flesta processer i atmosfären överförs energi från en form till en annan. Solen fungerar som drivkälla. Värme tillförs atmosfären framför allt i tropikerna medan det från polarområdena strålar ut betydligt mer energi än det strålar in.
En kontinuerlig transport av värme från tropikerna mot polerna ser till att upprätthålla balansen så att inte värmen i tropikerna ökar oupphörligt samtidigt som den minskar vid polerna. Denna värmetransport styr till stor del de storskaliga strömningsmönstren i lufthavet. Solen är alltså den primära drivkällan till det väder vi upplever.
Det finns många andra mekanismer som driver vädret, en av de viktigaste är frigörandet av latent (dold) energi då vattenånga kondenserar till flytande vatten exempelvis i form av moln- eller regndroppar. Det är denna process som kan få ett beskedligt cumulusmoln att skena iväg och bli ett mäktigt cumulunimbus med åska och regnskurar eller hagel.
Läs även de andra delarna av Hamnens Väderskola:
2. Vågor i luften och luftmassor
3. Mer om luftmassor
4. Fronter i teori och verklighet
5. Vindar, tryck och turbulens
6. Vindar, venturi och vindskjuvning
Se även hamnen.se Väderskolas vindtabell: Vindtabell
Skriven av Martin Hedberg & Måns Håkansson, Swedish Weather Center.
Se hamnen.se Väderskolas vindtabell med Uttryck till sjöss, vindstyrka i knop, meter per sekund, det engelska uttrycket och uttrycket på land.
|
Beaufort |
Vindstyrka |
Vindstyrka |
Uttryck |
Engelskt |
Uttryck på land |
|
0 |
< 1 |
< 0,3 |
Stiltje |
Calm |
Lugnt |
|
1 |
1 – 3 |
0,3 – 1,5 |
Bris |
Light air |
Svag vind |
|
2 |
4 – 6 |
1,6 – 3,3 |
-“- |
Light breeze |
|
|
3 |
7 -10 |
3,4 – 5,4 |
-“- |
Gentle |
Måttlig |
|
4 |
11 -16 |
5,5 – 7,9 |
-“- |
Moderate |
|
|
5 |
17 – 21 |
8,0 – 10,7 |
-“- |
Fresh |
Frisk vind |
|
6 |
22 – 27 |
10,8 – |
-“- |
Strong |
|
|
7 |
28 – 33 |
13,9 – |
Kuling |
Near gale |
Hård vind |
|
8 |
34 – 40 |
17,2 – 20,7 |
-“- |
Gale |
|
|
9 |
41 – 47 |
20,8 – 24,4 |
Styv Kuling |
Strong gale |
|
|
10 |
48 – 55 |
24,5 – 28,4 |
Storm |
Storm |
Storm |
|
11 |
56 – 63 |
28,5 – |
-“- |
Violent |
Svår storm |
|
12 |
64 – 71 |
32,6 – |
Orkan |
Hurricane |
Orkan |
Läs de olika delarna av Hamnens Väderskola:
1. Atmosfärens fysik
2. Vågor i luften och luftmassor
3. Mer om luftmassor
4. Fronter i teori och verklighet
5. Vindar, tryck och turbulens
6. Vindar, venturi och vindskjuvning
Skriven av Martin Hedberg & Måns Håkansson, Swedish Weather Center.