Meteorologi
Meteorologi (av grekiska μετέωρος, "meteoros", som betyder "i luften befintlig" vilket kan jämföras med begreppet meteor, och λογία, "logia", som betyder lära eller vetenskap) är vetenskapen om jordatmosfärens fysik och kemi[1] och inkluderar därmed allt som har med väder att göra. Meteorologin arbetar huvudsakligen med analyser, förklaringsmodeller och förutsägelser om dynamiska processer i lägre atmosfären (huvudsakligen troposfären) och deras växelverkan med marken. Klimatologi, som ibland betraktas som en del av meteorologin, studerar meteorologiska processers variation inom olika områden och tidsskalor. I modern tid inkluderas studiet av processer i andra planeters atmosfärer i meteorologin. Begreppet meteorologi myntades av Aristoteles.
Meteorologin har tillämpningar inom många områden, som exempelvis inom energiproduktion, transportväsendet (särskilt luftfart och sjöfart), jordbruk, byggnadskonstruktion och militärverksamhet. Den vetenskapliga meteorologin indelas idag i Wienskolan, Bergenskolan och Chicagoskolan.
Historia
Meteorologi var av intresse redan i antikens Grekland. Termen meteorologi myntades av Aristoteles. Han använde dock termen i en mycket bredare betydelse, närmare geovetenskapen. En av de mest imponerande delarna i Aristoteles verk är hans beskrivning av vattnets kretslopp. De första meteorologiska instrumenten uppfanns i Italien omkring år 1600 av Galileo Galilei som konstruerade ett termoskop. Detta instrument mätte inte bara temperatur utan innebar ett paradigmskifte. Dittills hade man trott att värme och kyla var delar av Aristoteles element (eld, vatten, luft, jord). Det råder viss oklarhet i vem som först byggde ett termoskop. Det kan ha byggts av flera olika personer oberoende av varandra.
År 1643 åstadkom Evangelista Torricelli, en tidigare assistent till Galileo, det första människoskapade vakuumet och skapade då också den första barometern. Förändring i höjd hos kvicksilver i hans Torricellirör ledde till upptäckten att atmosfärstrycket förändras över tid. 1648 upptäckte Blaise Pascal att atmosfärstrycket minskar med höjden över marken och drog slutsatsen att det måste vara vakuum utanför atmosfären. 1667 byggde Robert Hooke en anemometer för att mäta vindhastighet. 1686 kartlade Edmund Halley passadvindarna, drog slutsatsen att förändringar i atmosfären orsakas av solens värme och bekräftade Pascals upptäckt om atmosfärstryck.
1735 var George Hadley den förste som tog hänsyn till jordens rotation när han försökte beskriva passadvindens beteende. Trots att hans resultat inte var korrekt har hans införande av hadleycellen fått stor betydelse.
Mellan 1743 och 1784 observerade Benjamin Franklin att vädersystem i Nordamerika går från väst till öst, visade att blixtar är elektricitet, publicerade den första vetenskapliga kartan på golfströmmen, kopplade vulkanutbrott till väder och spekulerade i avskogningens effekt på klimatet.
1780 konstruerade Horace de Saussure med hjälp av ett hårstrå en hygrometer för mätning av luftfuktighet.
Mellan 1802 och 1803 skrev Luke Howard Om molnens förändring, i vilken han ger de olika molntyperna latinska namn.
1806 införde Francis Beaufort sitt system för klassificering av vindhastigheter.
Chicagoskolan
Corioliskraften
Numeriska väderprognoser
Tidigt på 1900-talet ledde framstegen i atmosfärsfysiken till grunden i moderna numeriska väderprognoser. 1922 publicerade Lewis Fry Richardson Weather prediction by numerical process, där han visade hur man kunde approximera ekvationerna för att en numerisk lösning skulle fås. Före datorteknikens införande var dock antalet beräkningar alldeles för stort för att kunna utföras.
Satellitobservationer
Den första lyckade uppskjutningen av en vädersatellit, TIROS-1, 1960 markerar början för tiden då väderinformation finns tillgänglig globalt. Vädersatelliter tillsammans med andra typer av satelliter som kretsar runt jorden på olika höjd har blivit ett värdefullt redskap för att studera allt från skogsbränder till El Niño.
Angränsande vetenskaper och delvetenskaper
Meteorologin eller delar av den kan ses som en del av geofysik eller geokemi.
Dynamisk meteorologi studerar atmosfärens strömningsmekanik och kan ses som en del av fluidmekanik. Inom dynamisk meteorologi utgör ett luftpaket atmosfärens minsta element och man ignorerar de molekylära och kemiska aspekterna av atmosfären.
Gränsskiktsmeteorologi studerar atmosfären närmast markytan medan man inom aerologin studerar den fria atmosfären.
Inom klimatologi studerar man klimat, det vill säga vädrets statistiska egenskaper över längre tid. Hydrologi och oceanografi är två andra stora angränsande vetenskaper till meteorologin.
Väderprognoser
Trots att meteorologer nu förlitar sig nästan enbart på datormodeller, är det fortfarande ganska vanligt att använda tekniker som utvecklades före datorerna var kraftfulla nog att göra förutsägelser med acceptabel noggrannhet. Många av dessa metoder används för att avgöra kvaliteten på en prognos, det vill säga hur mycket bättre datormodellen är än en annan äldre metod.[2][3]
Ihållande väder-metoden
Enkelt uttryckt: "Det blir samma väder imorgon som idag". Denna metod fungerar bra i korta tidsperioder i områden med stabilt väder.
Extrapolationsmetoden
Man utgår ifrån att luften rör sig liknande i framtiden som den tidigare har gjort. Fungerar bäst över korta tidsperioder och om man tar hänsyn till förändringar i tryck och nederbörd.
Numeriska väderprognoser
Den metod som används av professionella prognosmakare. Man utgår ifrån de ekvationer som beskriver väderförändringarna. Sen delar man in sitt område av atmosfären i celler och tar initialvärden från varje cell. Ju mindre cell man har desto noggrannare resultat uppnår man, men också längre beräkningstid. Den fungerar bäst när den kombineras med någon av metoderna nedan. Det finns många olika vädermodeller som fungerar olika bra i olika fall.
Statistikmetoden
Statistiskt sett borde medelvärdet av de olika vädermodellerna ge den bästa förutsägelsen. Den stämmer i 50-55 % av fallen.
Trendmetoden
Innebär att bestämma förändringen hos fronter och hög- och lågtryck i modellerna över olika tidsperioder. Om trenden ses över en tillräckligt lång tid (storleksordning 24 timmar), anses den meningsfull. Prognosmodellerna har dock en tendens att skapa trender vilket gör att denna metod fungerar i 55-60 % av fallen.
Klimatologimetoden
Innebär att man använder historiska väderdata som är insamlade under en lång tidsperiod (många år) för att avgöra vädret ett givet datum. Om vädermodellerna avviker för mycket från detta är det en osannolik lösning.
Utveckling
Med utvecklingen av nya superdatorer följer möjligheten att göra prognoser med bättre och bättre noggrannhet. Detta beror inte bara på att cellerna kan göras mindre utan också på att man kan ta hänsyn till fler saker som påverkar klimatet. Man kan göra modeller där atmosfären, haven, vegetationen och människans påverkan beror av varandra på ett realistiskt sätt. Förutsägelser om växthuseffekten och El Niño väntas göra stora framsteg som ett resultat av detta.
Regionala modeller har också blivit intressanta. Efter lokala vädereffekter såsom översvämningen av Elbe 2002 och den Europeiska värmeböljan 2003, hoppas man kunna dra riktiga slutsatser om en ökning av dessa naturliga faror och kunna vidta motåtgärder.
Meteorologiska institut i Norden
- Danmark, Danmarks Meteorologiske Institut
- Finland, Meteorologiska institutet
- Island, Veðurstofa Íslands
- Norge, Meteorologisk institutt
- Sverige, SMHI
Referenser
Noter
- ^ Bogren, sid 8
- ^ SMHI: Kan man lita på väderprognoser? Publicerad: 28 juli 2009. Läst: 6 januari 2013.
- ^ SMHI: Varför stämmer inte alltid prognoserna? Läst: 6 januari 2013.
Tryckta källor
- Bogren, Jörgen; Gustavsson Torbjörn, Loman Göran (1999). Klimatologi, meteorologi ([Ny, omarb. och utök. utg.]). Lund: Studentlitteratur. Libris 8352874. ISBN 91-44-01264-0
Webbkällor
- classics.mit.edu: Meteorology by Aristotle Engelsk översättning av Aristoteles bok "Meteorologi"
| |||||||||||||||||||||||||
