Huvudinnehåll

Utforska ett ämne i kunskapsbanken

Meteorologi

Faktapaket: Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

Det svänger om luften

Vore det inte för jordens rotation skulle luften röra sig direkt från högt till lågt lufttryck. I stället strömmar den ungefärligen parallellt med isobarerna. Men denna så kallade geostrofiska jämvikt rubbas ständigt mer eller mindre.

Den här artikeln är en del av en artikelserie skriven av Anders Persson som var meteorolog på SMHI. Artikeln publicerades i Månadens Väder och Vatten 5/2005.

Den yttersta orsaken till vindarna är de horisontella tryckskillnader som uppstår av en mängd olika skäl (geografiskt oregelbunden uppvärmning, bergeffekter mm). Men det är viktigt att understryka att vinden och tryckfältet växelverkar.

I artikeln om den geostrofiska vindlagen beskrivs hur en strömmande vätska i en kanal erhåller en lutande yta, där lutningen är en följd av jordens rotation, corioliseffekten. På samma sätt bidrar luftens rörelser till horisontella tryckskillnader, likaväl som de också är en följd av dessa.

Denna så kallade "geostrofiska balans", som gör att luften ofta strömmar ungefärligen parallellt med isobarerna, är en fundamental mekanism för strömningen i världshaven och i atmosfären. Det kan därför vara skäl att ägna lite uppmärksamhet åt den process där luften från vila accelererar på grund av horisontella tryckskillnader.

Illustration av fysiska krafter som påverkar vinden

En luftvolym i vila accelereras från högt till lågt lufttryck, men avlänkas samtidigt, rakt åt höger, av en corioliskraft som ökar i takt med att vinden når högre hastigheter.

Vinden - en trafikgalning

En vanlig bild i populärmeteorologiska böcker visar en luftpartikel som accelererar från högt till lågt lufttryck i ett konstant tryckfält. Som en boll som rullar i nerförsbacke ökar den sin hastighet. Samtidigt påverkas den av corioliskraften som sakta vrider den åt höger tills den rör sig parallellt med isobarerna.

Läsaren får intrycket att vinden når geostrofisk balans på ett lugnt och "väluppfostrat" sätt som en laglydig bilist som kör ut på en motorväg. Men i verkligheten sker något ganska annorlunda, något som mera liknar en trafikgalnings framfart!

Illustration av fysiska krafter som påverkar vinden

En populär, men vilseledande bild av samspelet mellan vind och ett stationärt tryckfält. Vinden blir geostrofisk (Vg) under en lugn och odramatisk acceleration.

När luften blåser parallellt med isobarerna har den nämligen undergått en ansenlig acceleration och nått den dubbla geostrofiska hastigheten. Eftersom corioliskraften nu är dubbelt så stark som tryckgradientkraften fortsätter luften att böja av åt höger, och strömmar därvid mot högre tryck samtidigt som hastigheten, liksom hos en boll i uppförsbacke, börjar avta.

När den nått ungefär samma isobar som den startade från har dess hastighet gått ner till noll, och processen kan börja om från början. På våra breddgrader tar hela förloppet cirka 14 timmar, detsamma som för att fullborda rörelsen i en så kallad tröghetscirkel.

Illustration som visar att i ett konstant tryckfält följer vinden en cykloidisk bana mellan stiltje och den dubbla geostrofiska vinden (Vg) med en svängningsperiod på cirka 14 timmar på våra latituder.

I ett konstant tryckfält följer vinden en cykloidisk bana mellan stiltje och den dubbla geostrofiska vinden (Vg) med en svängningsperiod på cirka 14 timmar på våra latituder.

Illustration som visar att när vind och tryckfält någorlunda anpassat sig till varandra strömmar vinden i medeltal parallellt med isobarerna, men svängningen runt den geostrofiska vindhastigheten försvinner inte helt, den bara dämpas.

När vind och tryckfält någorlunda anpassat sig till varandra strömmar vinden i medeltal parallellt med isobarerna, men svängningen runt den geostrofiska vindhastigheten försvinner inte helt, den bara dämpas.

Inte alltid så vildsint

För det mesta beter sig luften dock inte så vildsint. Tryckfältet är inte konstant utan söker anpassa sig till vindströmningen som i sin tur söker anpassa sig till tryckfältet osv.

Men tröghetssvängningarna försvinner inte alltid. Luften kommer ofta att ha en liten oscillation kring det geostrofiska jämviktstillståndet och bara under begränsade perioder vara rent geostrofisk. Men ibland, ofta på kvällen, kan vinden bete sig så vildsint som angivet ovan, de så kallade nattliga jetströmmarna.

Mer i detta faktapaket

  • Meteorologi

    Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

    I en artikelserie i SMHIs månatliga tidskrift Väder och Vatten beskrevs luftens och vattnets rörelser från sjöbris till monsun, från tidvatten till...

  • Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

    Norra polcirkeln soligast i världen

    Solen är källan till all energi och allt liv och rörelse på jorden. Om någonstans så märks det i Lappland under somrarna när växtligheten fullständ...

  • Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

    Kall snö strålar värme

    Latituden och årstiden bestämmer hur koncentrerat solljuset blir. Står solen 45° över horisonten fördelas den inkommande solstrålningen på en yta s...

  • Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

    Solen värmer jorden - jorden värmer atmosfären

    Att det är den upphettade jordytan och inte solens strålar som värmer upp atmosfären visar sig bland annat under klara morgnar, då temperaturen kan...

  • Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

    Från sjöbris till monsun

    Genom omblandning fördelas värme mellan de upphettade tropikerna och de avkylda polarregionerna över större områden i atmosfären. Men omblandningen...

  • Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

    Den förunderliga corioliseffekten

    När temperaturskillnader jämnas ut genom att varm luft förs mot kallare nejder, och kall luft mot varmare, sker det inte utan motstånd. Jordrotatio...

  • Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

    Jordrotationens yllemösse-effekt

    Effekten av jordens rotation, den så kallade corioliseffekten, är att varje rörelse böjs av i rät vinkel åt höger på norra halvklotet och åt vänste...

  • Artikelserie från Väder och Vatten om atmosfärens allmänna cirkulation

    Den subtropiska Midgårdsormen

    Som en Midgårdsorm slingrar sig den subtropiska jetströmmen runt jorden på cirka 30° latitud. Det är det kraftigaste och mest omfattande vindsystem...

Relaterade faktapaket

Stormig himmel  med moln

Atmosfärens cirkulation

Havsmiljö

Storskalig oceanografi

En blek sol strålar genom morgondimma.

Strålning