Utbyte och analys av väderobservationer - historik

Meteorologin är beroende av en ständig tillgång till väderobservationer för att kunna göra bra prognoser. Meteorologin var tidigt ute med att byta information mellan olika nationer. Här följer några nedslag i historien hur detta utbyte utvecklats och påverkats av politiska händelser.

Inom meteorologin är snabbt utbyte av väderobservationer helt avgörande för att kunna göra bra väderprognoser. Men det har inte alltid varit enkelt att genomföra detta och ibland har det inte fungerat som tänkt var.

I början av 1700-talet inleddes observationer av vädret med hjälp av de nyligen uppfunna instrumenten barometern och termometern. Men under mer än hundra år användes observationerna mest för lokala studier.

Krimkriget

Detta skulle ändras under andra halvan av 1800-talet. Under Krimkriget förstördes en stor del av den fransk-engelska flottan av en storm på Svarta havet i november 1854. Stormens bana kunde med hjälp av dåtidens observationer följas över Europa och tanken uppkom att det kanske skulle kunna göras prognoser och därmed varningar för denna typ av destruktiva händelser.

Ett för prognoser nödvändigt teknologiskt genombrott var att den elektriska telegrafen hade uppfunnits och att telegrafnätet hade byggts ut kraftigt kring mitten av 1800-talet.

Därmed var det alltså möjligt att samla in observationer från olika delar av Europa och analysera dem på ett snabbt sätt. Men det fanns några hinder kvar att överbrygga innan ett effektivt observationsutbyte kom till stånd och därmed att prognoser kunde göras och distribueras.

Internationellt samarbete

Den första meteorologiska världskonferensen hade ägt rum i Brüssel 1853. Från Sverige deltog Carl Anton Pettersson. Han var officer i den svenska flottan, vilket indikerade var intresset för meteorologin låg på den tiden.

Vid konferensen framfördes förslag att standardisera observationerna och att utföra dem vid fasta tidpunkter så kallade synoptiska observationer. Införandet av dessa idéer tog emellertid tid, men internationell koordination behövs för att kunna göra väderanalyser bortom den egna landsgränsen.  

Temperaturmätningar kan till exempel göras på olika höjder över marken med olika strålningsskydd och rapporteras med olika enheter (grader Celcius, Fahrenheit, Réaumur). Utan standardisering blir det lätt fel.

Redan på 1860-talet började dagliga väderkartor tas fram i Frankrike och ett tiotal år senare gjordes det även i några andra länder i Europa men då vanligen baserade på nationella observationer.

Holländaren Buys Ballot fortsatte jobba för ökat samarbete och utbyte av observationer och la fram ett förslag för enhetliga observationer 1872. År 1873 bildades den Internationella Meteorologiska Organisationen (IMO) och under de följande decennierna utkristalliserades de regler och standarder för observationer och utbyte av dessa som med vissa förändringar gäller även idag.

I Sverige bildades föregångaren till dagens SMHI 1873. Men det dröjde ett antal år innan väderprognoser började spridas i någon större omfattning.

Synoptiska kartor

När samarbetet fungerar byter olika nationer observationer med varandra. Observationerna är så långt som möjligt gjorda enligt samma rutiner. Och de är gjorda vid gemensamma tidpunkter (synoptiska) och rapporteras med gemensamma enheter. På detta vis får alla tillgång till samma information även om olika länder i efterhand räknar om till exempel vindhastigheten från knop till m/s, km/h eller Beaufort.

Den 1 maj 1873 upprättades den första synoptiska väderkartan över Europa av SMHIs föregångare MCA. I Sverige meddelade tio stationer från Ystad i söder till Haparanda i norr sina observationer per telegraf. Dessutom inkom ett tjugotal observationer från utländska stationer. Dessa synoptiska väderkartor låg sedan som underlag till prognos för kommande dygns väderlek. Kartorna kom från 1874 att publiceras och spridas genom den så kallade väderleksbulletinen.

Förr ritades dessa observationer in på ett kartunderlag av en person, kallad kartritare. Därefter analyserades kartan av en meteorolog. Under lång tid innebar detta mest att dra linjer (isobarer) för platser med samma lufttryck. På så sätt kartlades låg- och högtryck.

Nils Ekholm visade i början av 1900-talet på användbarheten av att rita kartor över lufttrycksförändringar (isallobarer) för att göra prognoser. En metodik som levde kvar länge.

Bergenskolan

Strax efter första världskriget utvecklade den så kallade Bergenskolan en konceptuell vädermodell, som fick stor betydelse för att förbättra prognoserna. Här myntades begrepp, som används än idag, såsom varmfront och kallfront.

Vädertelegram och radiorapporter

Omkring 1920 skedde en övergång till att sända vädertelegram via radio. Då fanns vid vädertjänsten endast en uppsättning mottagare, vilken växelvis betjänades av två telegrafister med vardera 6 timmars daglig tjänstgöring, söndag som vardag.

Radiotelegraftrafiken blev efter hand allt livligare och 1924 fastställdes ett internationellt schema för utsändningarna. Spridningen av telegrammen blev därigenom mer effektiv.

Den 19 februari 1924 sändes den första väderrapporten i radio i Sverige. Till en början var det sändning via Stockholms rundradio.

Andra världskriget

Under första och andra världskriget stoppades utbytet av observationer mellan de krigförande parterna. Vilket gav prognosmeteorologerna problem så även de svenska. I arkivet på SMHI finns bevarat de kartor som dåtidens meteorologer arbetade med. På dessa framgår vilka observationer som kom till Sverige från i huvudsak de icke-krigförande länderna. I det följande visas några exempel på hur det såg ut.

Utbrottet av andra världskriget förknippas vanligen med Tysklands angrepp på Polen den 1 september 1939. Nedan visas en typisk synoptisk väderkarta ritad och analyserad ett par veckor före krigsutbrottet, nämligen den 18 augusti 1939.

I Sverige ligger ett litet högtryck och temperaturen (röda siffror) ligger på flera platser i Sverige på behagliga +20 redan klockan 8 på morgonen. Observationer fanns då från större delen av Europa.

Tysklands angrepp på Danmark och Norge 9 april 1940.

Kartan för den 8 april 1940 klockan14 visar att utbytet av data hade upphört från de då krigförande länderna Tyskland, Frankrike och Storbritannien. Observationer kom dock in från Danmark, Norge, Finland och även från då icke krigförande länder såsom Italien och Sovjetunionen.

Givetvis utfördes väderobservationer då de behövdes för egna prognoser, men de byttes inte med fienden. När observationerna skickades gjordes det via kod.

Dagen därpå, den 9 april 1940, försvann observationerna från Danmark och Norge i och med Tysklands angrepp, vilket framgår av kartan för den 9 april klockan 14.

Allteftersom fler länder drogs in i kriget försvann observationerna från alltfler länder på de kartor som finns i SMHIs arkiv. Och många dagar fanns endast svenska observationer att tillgå.

6 juni 1944

Bara ett år från krigsslutet var flertalet länder i Europa indragna och som nämnts fanns ofta bara observationer från Sverige att använda för prognoser och andra meteorologiska underlag.

Men tar vi en titt i arkivet visar det sig att många kartor inte bara innehåller observationer från då neutrala länder, som Spanien och Portugal, men även från hela den tyskockuperade delen av Europa.

Som exempel visas här kartan från den 6 juni 1944 klockan 8. Denna morgon genomförde de allierade landstigningen i Normandie. Notera speciellt de två observationerna ute på Norska havet samt en i Nordsjön. De är sannolikt gjorda av tyska ubåtar. Spanien och Portugal stod utanför kriget och därför finns det observationer till exempel från Azorerna.

Kan det vara så att någon i Sverige hade knäckt den tyska koden eller fick vi av annan anledning ta del av observationerna. Sannolikt var det den första anledningen.

I samband med ockupationen av Danmark och Norge 1940 började Tyskland skicka meddelanden via den telefon- och telegrafledning som gick från Norge till Tyskland via Sverige. Den trafiken avlyssnades och det insamlade materialet dechiffrerades av den svenske matematikern Arne Beurling.

Men om detta var anledningen till att vi finner tyska väderobservationer på våra väderkartor är oklart.

I alla fall hade de svenska meteorologerna under kriget stor glädje av att få tillgång till observationer utanför landets gränser och framförallt från Atlanten. Detta då vädret ofta kommer från väster.

Sent 1900-tal till nutid

Efter andra världskriget bildades WMO (den världsmeteorologiska organisationen) och utbytet av observationer tog ny fart.

Ballongsonderingar

Nya observationstyper hade tillkommit med början under 1930-talet, nämligen ballongsonderingar. Meteorologen var nu inte bara hänvisad till information från marken. Med hjälp av ballonger kunde atmosfärens temperatur, fuktighet och vindar mätas, vanligen upp till 20-30 km höjd.

Flygets snabba utveckling ställde ökade krav på information om väder och vind högt upp i atmosfären. Det mesta av meteorologens arbete var fortfarande analys av manuellt ritade kartor och denna information sammanvägdes med erfarenhet av likande väderlägen. Men en ny era stod för dörren. 

Datorprognoser

Under kriget hade de första datorerna byggts och i början av 1950-talet började meteorologer att använda den nya tekniken. Meteorologiska institutionen vid Stockholms universitet i samarbete med det svenska flygvapnet genomförde de första rutinmässiga numeriska prognoserna i världen på den svenskbyggda datorn BESK (färdigbyggd 1953).

Värdet av dessa första numeriska prognoser kan diskuteras, men stenen var satt i rullning, och med allt snabbare datorer rådde det ingen tvekan om (under 1980-talet) att de datorgenererade prognoserna oftast var bäst.

Globala observationer

Emellertid kräver även prognosmodellerna indata i form av observationer. För korta prognoser på något dygn för Sverige kan det räcka med observationer från Europa.

Ska prognoserna ha någon kvalitet från några dygn och kanske upp till en vecka behövs observationer från hela jorden, från markytan upp till minst 30 km höjd och även för tillståndet i havet.

Med dessa krav var det först med globalt täckande observationsnät, instrument på flygplan och satelliter samt mycket snabba datorer med snabb kommunikation och datakontroll som längre prognoser var möjliga. 

De första stegen på denna väg hade tagits tidigt men det var först under 1980-talet som Europa med ECMWF tog några jättekliv i utvecklingen.

Denna utveckling pågår fortlöpande och vi är nu bortskämda med ständig tillgång till aktuell väderinformation även som privatpersoner. Utan det internationella och globala utbytet av observationer går det inte att göra några bra prognoser. Samarbete och öppenhet är därför av stor vikt inom meteorologin.