Vad är en Rossbyvåg?

Den svensk-amerikanske meteorologen Carl-Gustaf Rossby gjorde 1939 en epokgörande upptäckt om jordrotationens effekt på atmosfärens rörelser.

Då den svensk-amerikanske meteorologen Carl-Gustaf Rossby (1898-1957) var chef för den meteorologiska forskningen vid Massachusetts Institute of Technology i Boston i mitten av 1930-talet, fick han i uppdrag att utveckla metoder för väderprognoser längre än 24-36 timmar framåt.

Rossbys grupp tog fasta på idéer från tyska meteorologer, som kartlagt det storskaliga vädret genom medelvärdeskartor över 5-dygnsperioder. På dessa kunde man följa hur de storstilade mönstren, azoriska högtrycket, Islandslågtrycket och, om vintern, det sibiriska högtrycket, rörde sig österut, västerut eller låg stilla (se karta nedan).

Genom extrapolation kunde tyskarna göra användbara prognoser av det allmänna väderläget fem dygn framåt. Men Rossby nöjde sig inte med enkla extrapolationer utan ställde också frågan varför det storstilade mönstret inte, som de vanliga vädersystemen, övervägande rörde sig från väster mot öster.

Inbromsande vädersystem

Den svenske oceanografen Vagn W Ekman (1874-1954) gav en ledtråd. Denne hade studerat effekterna av att corioliseffekten ökar med latituden och funnit att havsvirvlar tenderade att dra sig västerut.

Rossby fann att corioliseffektens latitudberoende i atmosfären ledde till en inbromsning av alla vandrande vädersystem på deras bana österut. Rossbys vågformel:

säger att ett låg- eller högtrycks fashastighet (c) bestäms av den storskaliga västvinden i troposfären (U) minus en term som beror av systemets storlek (L) samt corioliskraftens tillväxt mot polerna (β).

För exempelvis stora högtryck, kan L bli så stort att c blir nära noll eller negativ, dvs. högtrycket blir stillastående eller driver västerut. Alla vågmönster som påverkas av denna så kallade β-effekt kallas Rossbyvågor och då i synnerhet de största så kallade planetära vågorna vilka styr mindre vågor.

Svårförståeligt fenomen

I samband med artikeln om Golfströmmen har vi redan berört den bakomliggande mekanismen. Jordrotationen söker inte bara driva in all rörelse i "tröghetscirklar”. Eftersom corioliseffekten ökar med latituden är cirkeln olika krökt i norr och söder och öppnar sig därför västerut, mer ju bredare latitudband tröghetscirkeln täcker (se bild i högerspalten). Detta bidrar till en transport av luft (eller vatten) västerut.

När Rossby 1939 publicerade sina resultat ville han också, tillsammans med sin stringenta matematiska härledning, ge en intuitiv förklaring. Tyvärr var den teoretiskt inkorrekt, men korrigerades i en senare artikel, som få dock verkar ha uppmärksammat. Den beskrivning man ofta finner i böckerna går därför tillbaka på Rossbys första, felaktiga förklaring.

Förvirringen hur en Rossbyvåg egentligen fungerar är därför stor och den framstående brittiske matematikern, statistikern, geofysikern och astronomen Sir Harold Jeffreys (1891-1989) medgav strax före sin död att han aldrig förstått vad en Rossbyvåg var för något