Ottos geografi noter til HF
Klimatologi
Klimatologi - temperatur, lufttryk, vinde og nedbør

Klimatologi & Hydrologi

Submenu:

Faglige mål:

I undervisningsforløbet om almen klimatologi skal du få kendskab til følgende:
  • Hvilke forhold der bestemmer de overordnede globale temperaturforskelle, og
  • hvilke forhold der har betydning for de lokale temperaturer ( højde, fastland- kystklima, vinde, havstrømme)
  • Hvilken betydning atmosfæren har for vores klima (indstråling, udstråling, reflektion/ albedo, absorbtion og naturlig drivhuseffekt)
  • Hvordan dannes termiske lavtryk og højtryk, og hvilke lufttryk og dominerende vinde finder vi i det globale vindsystem
  • Hvad er forudsætningerne for nedbørsdannelse og forskellige nedbørstyper (luftens max. vanddampindhold)
  • Hvilken sammenhæng er der mellem det globale vindsystem og lufttryk og dannelsen af nedbør?

    Herunder - at kunne forklare dannelsen af monsunregn i det sydlige asien

  • Vandets kredsløb og vandbalanceligningen: N= F + Ao + Au +/- R, samt
  • vandbalancen og jordbundsforhold i Danmark
  • Definition af klimazonerne / klima-plantebælter og
  • aflæsning og analyse af hydrotermfigurer
Illustration af sammenhænge

Globale temperaturer

Solhøjden

De globale variationer i temperaturen er først og fremmest bestemt af solens indstrålingsvinkel / solhøjden. Se figur 1

Solhøjden aftager med stigende breddegrad - altså jo længere væk vi kommer fra ækvator.

Ved en lavere solhøjde skal solstrålerne opvarme et større areal (C) end på lavere breddegrader (A).

DERFOR vil opvarmningen pr. m2 være mindre i (C) end i (A)

Jo højere solen står på himmelen, jo mindre er det landområde som solstrålerne skal opvarme og jo højere bliver temperaturen.

Solens maksimale indstrålingsvinkel / solhøjde er 90°. Når solen står 90° over jorden siger man, at solen står i 'zenit'

HVIS jorden IKKE hældte om sin omdrejningsakse, ville solen altid står i zenit (=90°) over ækvator (= 0°)

Breddegrad, solhøjde og opvarmning - af Otto Leholt
Figur 1: Solhøjden / indstrålingsvinkel aftager med stigende breddegrader og dermed temperaturen.

Se animation

Jorden hælder 23,5°

To breddegrader bliver nu særlig vigtige.
  • Nemlig 23,5° N og S (Vendekredsene) og
  • 66,5 ⚬ N og S (Polarcirklerne)
HUSK: hvis jorden IKKE hældte om sin egen akse , så ville solen ALTID stå i zenit over Ækvator!

MEN, når jorden hælder 23,5° , så vil solen

  • om sommeren (på den nordlige halvkugle) står i zenit over 23,5° N, og
  • om vinteren (på den nordlige halvkugle) står i zenit over 23,5° S
Figur 1.1: Når jorden nu vippes 23,5° om egen omdrejningsakse, står solen den 21. juni (Sommersolhverv) i zenit på 23,5° N.
Denne breddegrad kaldes den Nordlige Vendekreds

Figur 1.2: Et halv år efter - d. 21. dec. (Vintersolhverv) står solen i zenit på 23,5° S.
Denne breddegrad kaldes den Sydlige Vendekreds

Årstider

  • Jordens akse hælder 23,5° og peger altid i samme retning (mod Nordstjernen) mens jorden cirkulerer rundt om solen. Se fig t.h.
  • Det betyder, at solhøjden alle steder på jorden ændres fra dag til dag.
    Ændringen vil være størst på de højere breddegrader og mindre omkring ækvator.
  • Derfor får vi årstider på de højere breddegrader, mens man ikke taler om årstider omkring ækvator.
  • Da jordhældningen er 23,5° vil solen KUN kunne stå i ZENIT mellem 23,5 ° N og 23,5° S - også kaldet nordlige og sydlige Vendekreds.
årstiderne-solhøjde-breddegrad
Figur 2.1: Sommersolhverv (21/6) t.v. og Vintersolhverv (21/12) t.h.
Solen står i Zenit over den nordlige og så den sydlige vendekreds. Ved forår- og efterårsjævndøgn står solen i zenit over ækvator.

Avanceret animation

Hvad har du nu lært?

Du skal nu gerne kunne:
  1. Forklare hvorfor temperaturene falder på højere breddegrader

  2. Beskrive hvorfor vi har årstider, og

  3. Anvende begreberne solhøjde / indstrålingsvinkel og Zenit, og

  4. kunne beskrive mellem hvilke breddegrader solen kan stå i zenit.

Beregn solhøjden

1: Ved forår- og efterårsjævndøgn

Det er ret nemt, at beregne solhøjden over et givet sted ved forårs- og efterårsjævndøgn.
Det skyldes, at vi her ved, at solen står i Zenit (90°) over Ækvator (=0° bredde)
METODE til beregning af solhøjden et givent sted.

METODE:

Hvis solen står i Zenit over Ækvator (0°) beregnes solhøjden på breddegraden X , som:

1) Afstanden fra Ækvator til X målt i grader.

2) Resultatet af (1) trækkes fra 90 ° , og

3) vi har solhøjden i X

ØVELSER (lette):

  1. beregn solhøjden på 40° N ved Jævndøgn

  2. beregn solhøjden på 60° N ved Jævndøgn

  3. beregn solhøjden på 60° S ved Jævndøgn

  4. beregn solhøjden på 90° S ved Jævndøgn

  5. beregn solhøjden på 56° N (Damark) ved Jævndøgn
  6. Beregn solhøjden over Ækvator ...?

  7. Beregn solhøjden over den SYDLIGE vendekreds ...?

  8. Beregn solhøjden over den nordlige Polarcirkel (66 1/2° N)...?

2: Ved sommersolhverv

OBS: Ved sommersolhverv står solen i zenit over den nordlige vendekreds på 23 1/2°N
Alle lokaliteer på den nordlige halvkugle vil her opleve den største solhøjde.
Beregning af solhøjden over Ækvator ved Sommersolhverv

Øvelser - kun meget lidt sværere:

Metode:

  • Solen står i Zenit over 23,5° N.
  • Så du skal finde afstanden i ° mellem 23,5°N og breddegraden for den pågældende lokalitet.
  • Resultat strækker du fra 90 så har dusolhøjden på lokaliteten! :-)
    Beregn den STØRSTE solhøjde for følgende lokaliteter:
  1. København på 56° N
  2. Athen på 38° N.
  3. Rom på 42° N.
  4. Singapore på 1° N.
  5. Rio De Janeiro på 23,5°S. (OBS: den sydlige halvkugle!!)

Eksempel ...

  1. Den STØRSTE solhøjde i København vil optræde når solen er TÆTTEST på Danmark. Det vil være når solen stor i Zenit over den nordlige vendekreds på 23 1/2° N.

    Du skal nu beregne hvor langt væk det er fra Danmark i °'er ?

    Det gør du ved at sige 56° MINUS 23 1/2° = 32 1/2°.

    Dette tal trækkes nu fra 90° - altså 90 minus 32 1/2 = 57 1/2° som er den største solhøjde i Danmark!

3: Ved Vintersolhverv

Nu skal du være opmærksom på at solen står i Zenit over den sydlige Vendekrds på 23,5° S.
Alle lokaliteter på den nordlige halvkugle vil her opleve den laveste solhøjde.
METODE til beregning af solhøjden ved Vintersolhverv.
    Beregn den MINDSTE solhøjde for de samme lokaliteter:
  1. København på 56° N
  2. Athen på 38° N.
  3. Rom på 42° N.
  4. Singapore på 1° N.
  5. Rio De Janeiro på 23,5°S. (OBS: den sydlige halvkugle!!)

Eksempel ...

  1. Den mindste solhøjde i København vil optræde når solen er LÆNGST væk fra Danmark. Det vil være når solen stor i Zenit over den sydlige vendekreds på 23 1/2 ° S.

    Du skal nu beregne hvor langt væk det er fra Danmark i °'er ?

    Der er 56° fra Danmark til Ækvator (0°) + 23 1/2° til den sydlige vendekreds . Det giver ltså 56 + 23 1/2 = 79 1/2°

    Dette tal trækkes nu fra 90° - altså 90 minus 79 1/2 = 10 1/2° som er den mindste solhøjde i Danmark!

Største / mindste solhøjde på nordlige halvkugle

Nu har du lært ....

  1. At beregne solhøjden på forskellige lokaliteter på fire bestemte tidspunkter af året.
  2. Du kan nu beregne største og mindste solhøjde for alle lokaliteter, når du kender lokalitetens breddegrad :-)

Atmosfæren

Atmosfæren

Jordens atmosfære er forudsætningen for liv på jorden.

Det er i atmosfærens - de nederste 10-10 km at alle vejrprocesserne udfolder sig

Jordens atmosfære er dannet ved :

  • jordens geologiske aktiviteter (vulkanudbrud m.v.) og
  • det organiske liv (fotosyntese)
  • jordens tyngdekraft fastholder atmosfærens gasser ved jorden
Simpel illustration af atmosfærens udvikling siden jordens dannelse for > 4 mia. år siden

Atmosfærens lag og temperaturer

Strålingsbalancen

Hvad er stråling..?

Alle legemer (genstande) udsender stråling (elektromagnetisk stråling heddder det).

Man skelner mellem kortbølget - og langbølget stråling.

Meget varme legemer , som f.eks vores sol eller en varm kogeplade, udsender kortbølget stråling.

Mindre varme legemer , sopm f.eks en radiator eller vores krop , udsender langbølget (varmestråling) .

elektro-magnetiske-strålings-spektre"
Figur af strålingsspektret.

Indenfor hvilket spektrum ligger størstedelen af henholdsvis solen og jordens stråling?

Strålingsbalancen

Atmosfærens strålingsbalance er en simpel model, som illustrerer forholdet mellem strålingen fra solen ( kortbølget indstråling) og den ståling (langbølget varmestråling) som jorden udsender.

Model af strålingsbalancen

Atmosfærens strålingsbalance - af Otto Leholt (2018)
Figur 3: Atmosfærens strålings- og energibalance som er afgørende for jordens klima.
Den samlede solstråling som når atmosfæren er sat til 100 %.

Heraf reflekteres ca. 22 % fra skyernes hvide overflade (albedo-effekt) og fra støvpartikler i atmosfæren (aerosoler), mens ca. 7 % reflekteres fra lýse overflader på jorden - f.eks. sne og isdækkede områder.

Ca. 23 % af solstrålingen absorberes i atmosfæren - herunder solens skadelige UV stråling som absorberes af ozonlaget.

Ca. 48 % af indstråling absorberes i jordoverfladen og omdannes her til varme.

Bemærk at jorden afgiver mere varmestråling (ca. 118 %) end den modtager fra solen. Dette skyldes at jorden kun modtager solstråling i dagtimerne men afgiver varmestråling døgnet rundt og fra alle steder på jorden.

Men langt størstedelen af jorden udstråling ( 100 af de 118 %) sendes tilbage til jorden af den NATURLIGE DRIVHUSEFFEKT som forårsages af atmosfærens vanddamp (H2o) og kuldioxid (CO2). Det er denne drivhus effekt som giver jorden en gennemsnitstemperatur på ca + 15 ⚬ C.

Uden den naturlige drivhuseffekt ville jorden gennemsnitstemperatur være ca 33⚬ koldere - altså ca. MINUS 18⚬ C.

Bemærk at indstråling og udstråling såvel ved jordoverfladen som i den ydre atmosfære er i balance (=0).

Lokale temperaturer

Lokale temperaturer

  • Mens solhøjden fastlægger de overordnede globale temperaturforskelle, vil det lokale klima , f.eks i Danmark, tillige være påvirket af andre forhold.
  • Dette kan illustreres med denne figur, som viser de vigtigste forhold som påvirker det lokale klima.
  • Hvilke af disse forhold tror du har størst betydning for temperaturene i Danmark?

Svar....

Der er tre faktorer der er vigtige i forhold til klima og vejr i Danmark.
  1. Den relative lave solhøjde (57,5 g) ved sommersolhverv og denmeget lave solhøjde ved Vintersolhverv (10,5 g.) bestemmer de overordnede klimaforhold.
  2. Men da Danmark er omgivet af hav, og af varmt overflade vand fra Golfstrømmen, så har Danmark et typisk kystklima, med kølige somre og milde vintre.
  3. Det omskiftlige vejr i Danmark er derimod præget af de skiftende vindretninger (vestenvinde og østenvinde) Se vintervejret og sommervejret
Figur 4: Forskellige forhold som har betydning for de lokale temperaturer (Otto)

Havstrømme

Havstrømmene har stor betydning for klimavariationer rundt om i verden.

F.eks. Er golfstrømmen (The North Atlantic current) en varm havstrøm som sender varmt overflade vand langt op i Nordatlanten.

Det varme vand opvarmer luften i Nordvest Europa - og forklarer hvorfor vi f.eks i Danmark har milde vintre i modsætning til Moskva, selv om vi ligger på samme breddegrad, og solhøjden dermed er den samme.

Langs Sydamerikas vestkyst er den kolde Humbolt Strøm med til at afkøle luften, og det forklarer blandt andet de relative kølige somre f.eks. i Antofagasta i Chila.

Varme og kolde havstrømme
Figur 5: Varme og kolde havstrømme

Kyst- / fastlandsklima ?

Definitioner:

  • Kystklima = når forskellen på koldeste og varmeste måned er under ca. 18°C.
    I et kystklima har man milde vintre og kølige somre
  • Fastlandsklima = når forskellen er over 18°C.
    I et fastlandsklima har man kolde vintre og varme somre.

HVORFOR:

Vandet i havet opvarmes langsomt, men afkøles også kun langsomt.

Omvendt så opvarmes og afkøles jordoverfladen meget hurtigt.

kyst-fastlandsklima - Thyboron og Moskva
Figur 6: Eksempler på kyst og fastlandsklima

Opgave:

Opgave - lokal klimaanalyse | PDF

Se vejledning til opgaven nedenfor -> ->

Vejledning til opgaven

Her hjælp til de enkelte spørgsmål i opgaven:

  1. Prøv om du kan finde lokaliteterne ved hjælp af bredde- og længdegraderne...?

    Altså hvilket verdenshjørneer vi i? NØ, NV , SØ, SV..? Men du bør også finde lokaliteten på vækkortet eller i Atlas da du helst SKAL vide om byen ligger ved vandet eller inde påå fastlandet.

  2. Angiv max og min. temperaturer på de enkelte diagrammer Du markerer blot den højeste og den laveste temperatur på de enkelte kurver. Se eksempel på figuren t.h.
  3. Angiv også temperaturforskellen mellem varmeste og koldeste mdr. og afgør på den baggrund
  4. om der er tale om fastlandsklima eller kystklima ?

    Du angiver på de enkelte figurer temperaturforskellen mellem koldeste og varmeste måned, og hvis forskellen er > 16-17 ° C skriver du at det er FASTLANDSKLIMA og hvis forskellen er mindre er det KYSTKLIMA

  5. Angiv for hver lokalitet om solen kan stå i zenit det pågældende sted? Hvis lokaliteten ligger mellem 23,5 ° N og 23,5 °S , så vil solen kunne stå i Zenit det pågældende sted . Skriv på de enkelte figurer Zenit JA eller Zenit NEJ.
  6. Prøv om du kan forklare temperaturforskellen mellem

    • Nairobi og Mombasa ... Der er én oplysning i figuren for Nairobi som kan forklare hvorfor det er koldere her end i Mombasa! Hvilken?
    • Thyborøn og Moskva ... Bemærk at de ligger på stort set samme breddegrad, så det er ikke solhøjden der er forklaringen. Hvad tror du forklaringen er .... se din tekst hvis du ikke kan huske det!
  7. Prøv om du kan forklare den relative høje temperaturvariation gennem året i Hongkong ….?

    Du skal nok finde svaret i forskellen på største og mindst solhøjde .... se også spørgsmål 9

  8. Find én grund til at temperaturen ikke er højere i Antofagasta ...?

    Se havstrømme på vægkortet i geolokalet – eller på kortet her

  9. Prøv at beregne største og mindste solhøjde for de enkelte lokaliteter :-)

    Eksempel med Nairobi:

    Største solhøjde er 90° da Nairobi ligger mellem Vendekredsene (23,5° N og 23,5° S). Solen vil stå i Zenit to gange om året i Nairobi

    Mindste solhøjde vil være når 'solen' er længst væk fra Nairobi. Da Nairobi ligger på 1° S, vil solen være længst væk når den står i Zenit over den norlige Vendekreds på 23,5° N.

    Beregn nu afstanden mellem Nairobi's breddegrad (1° S) og den nordlige vendekreds (23,5 ° N) .

    Afstanden er 1° + 23,5 ° = 24,5° Resultatet trækker du fra 90 , altså er mindste solhøjde i Nairobi = 90° minus 24,5° = 65,5°

    BRUG SAMME METODE FOR DE ØVRIGE LOKALITETER :-)

Nu har du lært ....

Du har nu lært at lave en simpel klimaanalyse ved at aflæse kurvediagrammer med temperaturer for forskellige lokaliteter.

I analysen skulle du anvende din viden om

  • Sammenhæng mellem breddegrad og solhøjde
  • Beregning af største og mindst solhøjde, og
  • Lokale forholds indvirkning på temperaturene (højde over havet, havstrømme, kyst- og fastlandsklima

Lufttryk og vinde

Termiske Lufttryk

  • Lufttrykket defineres som trykket (massen) af en luftsøjle over et givent sted.
  • Lufttrykket vil altid falde med højden over jorden.
  • Lufttrykket udtrykkes altid relativt - dvs. at lufttrykket ét sted sammenlignes med lufttrykket et andet sted i samme højde over jorden.
  • Dvs. at hvis lufttrykket er lavt et sted, så betyder det, at lufttrykket i den omkringliggende luft er højere.
Dette er svært at forstå - men kan illustreres med nedenstående model.
globale lufttryk - vinde og nedbør
Figur 7: Dannelse af termiske lavtryk og højtryk (Otto)
Video gennemgang (7 min)

Længere forklaring..

Hvis vi skal FORSTÅ hvordan denne cirkulation (konvergenscelle) opstår kan det beskrives således:
  1. Når den varme luft stiger op dannes der i første omgang et højere lufttryk (her 280 Hpa) oppe i atmosfæren - f.eks 10 km oppe som vist her.
  2. I det kolde område t.h. vil luften synke ned - herved dannes nu et lavere lufttryk (220 hPa)i samme højde
  3. Da luften altid vil strømme fra områder med højt mod områder med lavere lufttryk, vil luften så at sige blæse fra den venstre luftsøjle og over mod den højre luftsøjle.
  4. Herved forsvinder luft fra den venstre søjle mens den højre tilføres luft.
  5. Det betyder at lufttrykket (den samlede vægt af luftmassen) i den vestre søjle bliver mindre, mens lufttrykket i den højre søjle bliver større.
  6. Hermed har vi fået skabt et termisk lavtryk ved jordoverfladen i venstresøjle, og omvendt et termisk højtryk i den højre søjle.
  7. Ved jordoverfladen vil vindene nu blæse fra højreside mod venstre side ( fra H -> L )
Modellen viser et par almene regler:

  • Hvor luften opvarmes, udvides luften og bliver lettere -> luften stiger til vejrs og der opstår et termisk lavtryk ved jordoverfladen.
  • Hvor luften er kold, trykkes luften sammen og bliver tungere -> luften synker ned og der dannes et termisk højtryk ved jordoverfladen
  • Endelig kan du se at luftmasserne altid bevæger sig (horisontalt) fra højere lufttryk til områder med et lavere lufttryk.

Søbrise

Et dagligdags eksempel på hvordan termiske højtryk og lavtryk opstår, kendes fra Sø- og landbriser.

  • På en varm sommerdag vil landjorden opvarmes hurtigere end havet.
  • Herved bliver luften lettere og stiger op
  • Omvendt vil luften være køligere over havet, hvorved den køligere (og tungere) luft vil synke ned.
  • Herved skabes et relativt termisk lavtryk over land ( luften stiger op) og samtidigt et relativt termisk højtryk over havet (luften synker ned)
  • Luften vil nu blæse fra højtrykket over havet mod lavtrykket over landområdet.

Landbrise

Overvej nu selv hvad der sker om natten?
  1. Hvor vil luften hurtigt blive afkølet og hvor vil luften være varmest?

  2. Hvilket lufttryk dannes over henholdsvis land og hav ?
  3. Og hvordan vil luftbevægelsen nu være mellem land og hav?

    Se svar ...

    1. Luften afkøles hurtigt over land, mens havet holder på varmen
    2. Derfor dannes der nu et højtryk over land hvor den køligere luft synker ned mens den lunere luft over havet stiger op og danner et lavtryk over havet.
    3. Luften vil derfor strømme fra land og ud mod havet = landbrise.

Globale vindsystem

Du skal nu anvende det du har lært om termiske lufttryk til at kunne beskrive det globale vindsystem - se figuren t.h. / nedenfor.
  1. På grund af de høje temperaturer ved ækvator, vil den varme luft stige op, og der dannes et termisk lavtryk ved jordoverfladen.
  2. Omvendt ved polerne , her vil den kolde luft synke ned og danne et termisk højtryk.
  3. Vi kalder disse lufttryk for termiske lufttryk, da de alene er dannet p.g.a. temperaturene - henholdsvis varme og kulde.
Som du kan se på figuren dannes der tillige nogle dynamiske lavtryk og højtryk imellem det termiske højtryk ved polerne og det termiske lavtryk ved ækvator.

Forklaringen herpå er lidt kompliceret, så her og nu kun dette:

Pga. jordens rotation og afbøjes vindene og det er denne kraft - kaldes Coriolus effekten - som er den 'dynamiske' kraft der danner de to 'dynamiske' lufttryk, i form af et dynamisk lavtryk (polarfronten) og et dynamisk højtryk.

Hvad du nu bør vide:

  1. Hvor og hvordan dannes termiske lavtryk og højtryk?
  2. Hvordan bevæger luften sig mellem højtryk og lavtryksområder?
  3. Hvilken kraft eller dynamik skaber de dynamiske lufttryk?
Dette kan illustreres i nedenstående model:
Globale vindsystem - af Otto Leholt
Figur 7.1 : Model af det globale vindsystem og dominerende lufttryk
Video gennemgang (3,5 min)

Coriolus kraften

Som du kan se på overstående model af det globale vindsytem- så afbøjes vindene
  • på den nordlige halvkugle mod HØJRE, og
  • på den sydlige halvkugle mod VENSTRE
Dette skyldes JORDENS ROTATION.

Fordi jorden er en kugleform - vil jordens rotationshastighed falde på de højere breddegrader. Dette kan illustreres således:

Forestil dig at vi ser jorden oppefra - midten af cirklen er nordpolen og den blå linje ækvator
Se svaret..

Animation af coriolis kraften (eng.) 2.5 min.

Vindene afbøjes i forhold til bevægelsesretningen

Fordi jordens rotationshastighed aftager på højere breddegrader, vil vindene afbøjes i forhold til bevægelsesretningen som vist ovenfor.
Eksempler på den nordlige halvkugle:

  • Polarvinden fra nordpolen vil ikke blæse direkte mod syd, men afbøjes mod højre (vest)
  • Vestenvinden vil ikke blæse direkte mod nord / syd, men vil afbøjes mod højre
  • Passatvindene, som blæser mod ækvator, vil ligeledes blive afbøjet mod højre

Hvad har du nu lært?

Du skal nu gerne kunne:
  1. Forklare hvorfor og hvordan termiske lavtryk og højtryk dannes, f.eks i relation til sø- og landbriser
  2. Beskrive hvordan luften cirkulerer mellem højtryk og lavtryksområder
  3. Identificere lavtryk og højtryk på en simpel model, og
  4. kunne beskrive hvordan jordens rotation påvirker det globale vindsystem.

Luftfugtighed og nedbør

Luftfugtighed

Figur t.h. viser sammenhængen (korrelationen) mellem en luftmasses temperatur og hvor meget vanddamp den MAKSIMALT KAN indeholde ved en given temperatur.

Af figurens kurve ses: At jo varmere luften er, jo mere vanddamp kan luften den indeholde.

  • Varm luft kan altså indeholde mere vanddamp end kold luft !
  • Det betyder også, at hvis luftmassen bliver afkølet, vil den ikke kunne indeholde ligeså meget vand. Derfor regner det!
  • Luftfugtigheden beregnes som luftens aktuelle vanddampindhold (g. pr. m3) som procent af luftens maksimale vanddampindhold ved den pågældende temperatur.

  • Den RELATIVE luftfugtighed beregnes således:
  • En relativ luftfugtighed på 50 % betyder, at luften indeholder halvdelen af det maksimale vanddamp indhold ved den pågældende temperatur.
  • Luften dugpunkt eller dugpunktstemperaturen - er den temperatur hvor en luftmasse har en relativ luftfugtighed på 100%.

Regneeksempler ....

  1. Hvis en luftmasse er 30° C, hvor meget vanddamp kan den så maksimalt indeholde?
  2. Hvis den samme luftmasse har en ABSOLUT fugtighed på 15 g/m2 , hvad er så den relative luftfugtighed?
  3. Hvad skal der ske med denne luftmasse hvis luftfugtigheden skal stige?
  4. Ved hvilken temperatur (dugpunktet) vil luftmassens relative luftfugtighed være 100% ?
  5. Hvad vil der ske hvis luftmassen afkøles yderligere?
Svar ...
  1. ca. 30 g /m2
  2. 50 % - den indholder jo kun halvdelen af den mængde vanddamp som den potentielt kunne
  3. Luftmassen skal afkøles ..
  4. Ved temperaturen ca. 13 ° C vil den relative luftfugtighed være 100%
  5. Så vil det begynde at regne, fordi luften ikke længere kan indeholde 15 g. vand / m2

Hvad kan vil lære af det?

For at få dannet nedbør skal en luftmasse afkøles til under dugpunktet

Nedbørstyper

konvektion-nedbør - af Otto Leholt

Konvektionsnedbør

Finder sted når der sker en lokal opvarmning af luften, som herved stiger til vejrs og afkøles -> nedbør.
konvektion-nedbør - af Otto Leholt

Konvergensnedbør

Finder vi rundt om ækvator hvor passatvindene mødes og luften presses til vejrs -> afkøles -> nedbør
stigning-regn - af Otto Leholt

Stigningsregn

Når luften blæser mod en bjergkæde ( eller den jyske højderyg) vil luften blive preset op ad bjergsiden hvorved luften afkøles -> nedbør.
Front nedbør - af Otto Leholt

Frontregn

Varmefront: Når varm luft møder kold luft. Den varme luft er lettere end den kolde, og vil derfor glide op over den kolde luftmasse. Herved afkøles luften -> nedbør

Dette sker langs Polarfronten - og dermed ofte i Danmark. Varmfronten vil ofte give heldagsregn.

Koldfront: Her sker det modsatte . NU er det den kolde luftmasse der bevæger sig mod en varmere luftmasse. Den kolde luft er tungere end den varme, og vil derfor presse sig ind under varmluften. Herved presses den varme luft til vejrs, og afkøles og giver kortvarigt og heftig regn.

Lufttryk og nedbør

Der er en meget simpel sammenhæng mellem lufttryk og nedbør som vist i nedenstående figur.

Kan du se hvad sammenhængen er?

globale lufttryk - vinde og nedbør - af Otto Leholt
Figur 9: model over globale lufttryk, vinde og nedbør

Tjek svaret ...

Det regner kun i områder med LAVTRYK
Globale vandbalance

Overvej nu selv følgende:

  1. Hvorfor er det kun i lavtryksområderne at det regner?
    se figur t.v. /overfor

Tjek dit svar ...

  • For at der dannes nedbør skal luften afkøles (til dugpunktet)
  • Afkøling af luften sker almindeligvis ved, at luftmassen stiger til vejrs
  • Netop i lavtryksområderne stiger luften op -> afkøles -> og danner nedbør
  • Derfor regner det i lavtryksområderne, og ikke i højtryksområderne!
  1. Overvej nu hvilken af de fire former for nedbør ( se figurer ovenfor) som dannes, dels ved ækvator og dels ved de subpolare lavtryk?

Tjek dit svar ...

  1. Ved ækvator dannes KONVERGENS nedbør og ved det subpolare lavryk (polarfronten) dannes FRONTREGN

Når det ikke regner i højtryksområderne , er det fordi luften her synker ned - og derved opvarmes luften og luftfugtigheden falder. Det er derfor vi netop i højtryksområderne finder de store ørkener ( Sahara, Kalahari m.fl.)

Prøv om du kan genfinde mønstret i nedbørsfordelingen i modellen ovenfor på kortet herunder.

GLobale nedbørsfordeling
Figur 10: Den globale nedbørsfordeling - se med lufttryk

Monsunregn i Sydøstasien

Intertropisk konvergenszone

    Fordi jorden hælder 23,5 ° om sin egen akse, følger:
  • at solen i vores sommermåneder bevæger sig op til den nordlige vendekreds på 23,5 ° N, og
  • ned til den sydlige vendekreds 23,5 ° S i vores vinterhalvår.

Med solens 'vandring' mellem den nordlige og sydlige vendekreds, følger også det termiske lavtryk omkring ækvator (se figur 11 og 12).

Det ækvatorielle lavtryk kaldes også for den Intertropiske Konvergenszone eller ITK.

Når ITK bevæger sig op og ned omkring ækvator medfører det to ting:

  • Placeringen af passatvindene som jo blæser ind mod det ækvatorielle lavtryk (ITK). Ingen steder er dette mere tydeligt end i Sydøstasien.
  • Da det altid regner omkring det ækvatorielle lavtryk (ITK), vil denne nedbør så at sige følge ITK's vandring mellem den nordlige og sydlige vendekreds.
En sådan årstidsbetinget nedbør betegnes monsunregn.

Pointen er altså: Regntiden i de tropiske områder , følger med ITK zonens bevægelser mellem nordlige og sydlige vendekreds.

Monsunregn i Sydøstasien

ITK zonens vandring mellem vendekredsene får som sagt afgørende betydning for nedbørsfordelingen i Sydøstasien, i henholdsvis sommer og vintermånederne. Det skal vi se i det følgende:

Lufttryk og vinde i jan.

itk-zonen-jan-måned - W. Dansgaard
Figur 11: Lufttryk og vinde i jan mdr. med ITK-zonens placering syd for ækvator. Se figur med nedbør
Kilde: W. Dansgaard
  • Bemærk højtrykket over det indre asiatiske kontinent. Det er i virkeligheden det polare termiske højtryk, som om vinteren breder sig ned over det asiatiske og nordamerikanske kontinent.
  • Fra dette højtryk strømmer kold, og dermed tør, luft ned over Sydøstasien. Denne luft vil ikke give nogen nedbør.
  • Bemærk også , at over oceanerne ligger der nogle meget stabile dynamiske højtryk , både vinter og sommer.

    Det er fra disse højtryk at passatvindene blæser ind mod ækvator / ITK.

Lufttryk og vinde i juli måned

Omvendt i sommermånederne.
  • Nu ligger det ækvatoriaelle lavtryk ( ITK) langt inde over det Sydøstasiatiske kontinent.
  • Lavtrykket trækker nu varm og fugtig luft ind fra det Indiske Ocean
  • Inde over kontinentet afgiver denne luft nu store nedbørsmængder, enten som konvektions-, konvergens- eller stigningsregn.
itk-zonen-jan-måned - W. Dansgaard
Figur 12: Lufttryk og vinde i juli mdr. med ITK-zonens placering nord for ækvator. Se figur med nedbør
Kilde: W. Dansgaard

Animation af monsunregnen

Åbn i nyt vindue Aktiver FLASH for at køre ...

Se video af animation - UDEN Flash (65 sek.)

Samme animation med mine kommentarer (4 min)

Satelit vejrkort:

Satelit vejrkort - Real Time

Aktuelle vindmønster på Jorden

Satelit vejrkort - real time

Hvad har du nu lært?

Du skal nu gerne kunne:
  1. Beskrive hvilken betydning temperatur og lufttryk har for dannelsen af nedbør

  2. Beskrive på hvilke måder en luftmasse nedkøles -> og danner nedbør

  3. Beskive hvordan der dannes monsunregn i SØ Asien
Tjek op på nedbør og monsun

Klima- og plantebælter

Klima- og plantebælter

Jorden kan som bekendt opdeles i forskellige klima og plantebælter.

Klimabælterne (Polar, Tempereret, subtropisk og tropsik) er alene defineret ved gennemsnitstemperaturen i varmeste eller koldeste måned.

Definitioner:

  • Polart klima < 10 °C i varmeste mdr.
  • Tempereret > 10 °C i varmeste mdr
  • Subtropisk > 20 °C i varmeste mdr
  • Tropisk > 15 °C i koldeste mdr.
Indenfor de enkelte klimazoner findes forskellige plantebælter:

Plantebælter( Tundra, nåleskov, løvskov, maki, savanne, ørken og regnskov m.v.) som primært er bestemt af mængden af nedbør. Plantebæltet forstås som den naturlige plantevækst i området, som jo vil være tilpasset de klimatiske betingelser, først og fremmest temperaturen og nedbøren.

Vahl's klima og plantebælter
Definition på Klima - og plantebælter (efter E. Sander: Alverdens Geografi)
Til at bestemme plantebæltet kan du med forel bruge vægkortet i geografilokalet. Som alternativ kan du anvende et af disse kort:

1) Klima-plantebælter
2) Klima-plantebælter

Hydrotermfigurer

  • En hydrotermfigur viser gennemsnitstemperatur og nedbør for en given lokalitet gennem årets 12 måneder.

  • Temperaturen er vist som en kurve og aflæses på den højre Y-akse, mens
  • nedbøren er vist med søjler for de enkelte måneder og aflæses på den venstre Y-akse.
Se eksemplet herefter. Klimazonen bestemmes ved hjælp af foregående tabel.
Da der i varmeste mdr (feb.) lige er over 20 C, kan klimazonen bestemmes som subtropisk.

Plantebæltet bestemmes ud fra mængden af nedbør.
Som det ses af søjlerne, regner det stort set ikke i Antofagasta.
Fugtighedindeks kan beregnes med formlen : N / F pot , altså her
8 cm / 80 cm = 0.1 . Et fugtighedsindeks på 0.1 fortæller at der er ekstremt tørt. Plantebæltet må derfor være ørken.

Flere hydrotermfigurer ..

Figur 15: Hydrotermfigur for Antofagasta - Chile

Lav en Klimaanalyse:

  1. Find Antofagasta på et kort
  2. Hvilken klimazone ligger Antofagasta i?
  3. Hvilket plantebælte har Antofagasta?
  4. Beregn fugtighedsindeks for Antofagasta..
  5. Hvorfor er det ikke varmere i Antofagasta?
  6. Hvorfor regner det stort set ikke ?

Eksamensopgaven

Eksamensopgave i klimatologi

I klimaanalysen skal du vise, at du kan anvende den almene klimatologi til at beskrive og forklare klimaforholdene i tre lokaliteter.
To af disse er Verkhojansk og Cherrapunji og så vælger I selv mindst én ekstra lokalitet.

Med udgangspunkt i hydrotermfigurerne for de enkelte lokaliteter skal du altså kunne:

  • Beskrive klima- og nedbørsforholdene på en given lokalitet. Dvs. at du skal kunne bestemme;
    Klima- og plantebælte, bestemme om der er nedbørsoverskud / - underskud ved hjælp af et beregnet fugtighedsindex, samt angive forskel på varmeste og koldeste måned ( Fastlandsklima eller kystklima?)
  • Forklare hvorfor temperaturene er som de er (varmt eller koldt, svingende eller stabilt). Her kan inddrages forhold som:
    solhøjde, højde over havet, kolde / varme vinde eller havstrømme.
  • Forklare hvorfor det regner / ikke regner, eller regner meget eller ganske lidt.
    Her kan inddrages forhold som:
    temperatur, lufttryk, vindretning (tørre / fugtige)
OPGAVE i klimaanalyse | DOCX

Hjælpemidler:

Vejledning:

Vejledning til klimaanalyse 1. del 15 min (2021)
Vejledning til klimaanalyse 2. del 7 min (2021)

Noter til klimatologi som skal inddrages i besvarelsen.

Vejl. klimaanalyse PowerPoint |

Ekstra hydrotermfigurer

Det danske vejr & klima

Strømningsvejr - vinde

Karakteristisk for det danske vejr er at det er omskifteligt. Det ene dag regner det og næste dag skinner solen. Det er umuligt at vide mere end en uge frem , hvordan vejret vil blive.

Dette skyldes at Danmark er præget at det man kalder et 'strømningsvejr' - dvs luftstrømme eller vinde. Det afgørende om vejret fra dag til dag , er således fra hvilken retning vindene kommer. Afhængigt af vindretningen kan vinden være enten kold / varm, tør / fugtig .

Den almindelige vindretning i Danmark er vestenvinden. Den kommer fra Nordsøen og Atlanterhavet, og vil derfor altid være fugtig og lun ( hverken kold eller decideret varm)

Det som bestemmer vindretningen er placeringen af de lavtryk som for det meste dominerer vores vejr. Lavtrykkene følger Polarfronten som nogle gange ligger nord for Danmark andre gange syd for Danmark. Dette skyldes at polarfronten er styret af nogle luftstrømme i den øvre atmosfære (kaldet Jetstrømme) som slynger sig op og ned rundt om jorden.

Se aktuelle vindretning over Danmark

Kølige somre, milde vintre

Den koldeste mdr i Danmark er feburar med en gennemsnitstemperatur på ca. 0-1 ⚬C .

De milde vintre har vi fordi vi er omgivet af vand og derfor har kystklima, med kølige somre og milde vintre.

Den fremherskende vindretning er vestenvinden, som fører lunt og fugtig luft ind fra Atlanterhavet. Her spliller Golfstrømmen en vigtig rolle ved at transportere varmt overfladevand langt mod nord, og dermed sikre Nordvesteuropa nogle relative milde vintertemperaturer.

Polarfronten og vestenvinden
Polarfronten og vestenvinden

Sibirisk kulde i Danmark

Når vi ind imellem oplever stærk kulde om vinteren, er det oftest fordi polarfronten og det tilhørende lavtryk for en periode ligger syd for Danmark.

Det betyder at polarvindene nu blæser ned over Danmark og bringer os iskold luft fra Rusland og det nordlige Skandinavien.

Til gengæld vil lavtrykket ligge nede mod Middelhavet og vil derfor bringe dem hårdt tiltrængt nedbør.

Da Polarfronten og den tilhørende jetstrøm slynger sig rundt om jorden omkring 60 ⚬ N, vil en kold vinter i Danmark ofte være sammenfaldende med varmere vejr i Grønland (Gr), som nu får glæde af vestenvindens lune luft.

Polarfronten og  polarvinden
Polarfronten og polarvinden
Sattelit vejrkort
Real Time

Vinterhalvåret

Den fremherskende vindretning i Danmark er Vestenvinden. Om vinteren vil vestenvinden føre mild og fugtig luft ind over Danmark og Vesteuropa, da luften over nordatlanten opvarmes en smule af den varme Golfstrøm.

Hvis vi derimod får vinden fra øst eller nordøst , er det iskold og tør polarluft der rammer Danmark.

Vinde i vinterhalvåret

Sommerhalvåret

Den dominerende vindretning er også her fra vest. Om sommeren bringer Vestenvinden lun og fugtig luft ind over Nordeuropa.

Kommer vinden derimod fra øst eller sydøst er det meget tør og varm kontinentalluft , som giver os meget varme somre.

Vinde i sommerhalvåret

Mine vejledninger:

Ottos PowerPoint til klimatologi (1)

Beregning af solhøjder

Lokale temperaturforhold + klimaopgave 1 (12.5 min)

Om dannelse af termiske høj- og lavtryk

Animation af det globale vindsystem m kommentarer

Det globale vindsystem

Hydrologi:

Hydrologi - 1.del

Hydrologi - 2. del

Eksamensopgaven:

Eksamensopgaven i klimatologi - 1. del (15 min)

Eksamensopgaven i klimatologi - 2. del (7 min)

1. NF projekt - geo vejledning

1. NF projekt

Eksterne ressourcer

Solhøjde og energioverførsel til jorden

Lufttryk, ITK og nedbør animeret (FLASH)

Animeret globe med aktuelle vindsystemer

DMI's vejrkort

Verdenskort - med længde- og breddegrader + zoom

Live vejrkort nordeuropa