Vädrets byggstenar

Varför får vi det väder vi får?

Vädret byggs upp av några byggstenar eller komponenter. Deessa byggstenars förhållande tillvarandra bygger upp vädret. Läget och tillstånden hos dessa olika byggklossar i förhållande tillvarandra använder meterologernas datorer för att tillverka väderleksprognoser.

Vädrets olika komponenter

Strålning
Den elektromagnetiska strålningen från solen, solstrålningen, brukar benämnas kortvågig strålning inom meteorologin och har på jordytan en våglängd i intervallet 0,29-3 µm. Den sammanlagda solstrålningen, direkt eller diffus, som träffar en yta, benämns globalstrålning och kan mätas med en så kallad pyranometer. Variationer i solstrålningens intensitet beror bland annat på molnighet och solstrålarnas vinkel mot jordytan på den aktuella platsen och vid den aktuella tiden.

Även jorden strålar och ger upphov till så kallad terrest strålning, vilket huvudsakligen är strålning med våglängder i intervallet 3-100 µm. Det finns även en infallande strålning i samma våglängdsområde. Detta område benämns i meteorologin som långvågig strålning och mäts med en så kallad pyrgeometer. Den långvågiga strålningen varierar inte mellan dag och natt eller mellan olika årstider. Däremot finns en variation beroende på molnigheten, med förhållandet att molnighet ger högre långvågig strålning jämfört med klart väder.

Strålning är extremt viktig för mänskligheten ur många aspekter. Exempelvis för den energi vi får genom solstrålningen, som förutsättning för fotosyntesen samt för det ljus som den ger, vilket gör att vi kan uppfatta omgivningen.

Temperatur
Temperatur mäts med en termometer.Atmosfärens temperatur (på jorden: lufttemperaturen) är en av de mest studerade och omtalade väderfenomenen. Temperatur är ett mått på rörelserna hos molekylerna och den styrs till stor del av solstrålningen. Vår upplevelse av värme och kyla beror dock inte enbart på temperaturen, utan även av vindens kyleffekt samt strålning och luftfuktighet.

Förutom solstrålning varierar temperaturen med höjd över havet. På högre höjd är lufttrycket lägre vilket leder till fallande temperatur. Å andra sidan kan det även vara kallare i svackor, vilket beror på att den tyngre kallare luften "rinner ner" och samlas i svackan. En annan faktor som påverkar temperaturen är närheten till hav, som har en utjämnande verkan på temperaturen. Även vinden kan påverka temperaturen genom att den kan förflytta kall eller varm luft.

Tryck
Trycket i atmosfären (på jorden: lufttrycket) är tyngden per ytenhet av de gaser som finns i den tänkta pelaren ovanför ytan. Trycket mäts med en barometer och inom meteorologin används vanligen enheten hPA. Medellufttrycket på jorden vid havsnivån är 1013,2 hPa. Trycket minskar med höjden över havet eftersom mängden luft ovanför minskar. Lufttrycket är dock inte konstant vid en viss höjd över havet, utan beror i hög grad på förekomsten av högtrycksområden respektive lågtrycksområden som bildas av uppvärmning av atmosfären från solstrålningen.

Vind
Människan har utnyttjat vinden i långa tider. Här en väderkvarn i Sønderho, Fanø, Danmark.Huvudartikel: Vind
Vind är storskaliga rörelser i atmosfären. Vindar skapas av horisontella skillnader i atmosfärstrycket och kan röra sig i alla riktningar - horisontellt, vertikalt och i virvlar. På jorden har för trakten typiska och årligen återkommande vindar av speciell typ har ofta givits speciella namn, som exempelvis Harmattan, Monsun och Sirocco. Vindhastigheten mäts med en anemometer och anges vanligen i meter per sekund (m/s). Vindstyrka mäter vindens effekter snarare än den aktuella vindhastigheten och kan anges enligt Beauforts skala. Vindriktning mäts med en vindflöjel. Enkel vindmätning kan även ske med en vindstrut som snabbt ger en känsla för vindhastighet och vindriktning.

Vinden har en utjämnande verkan både på tryck och temperatur. Vinden är intressant för möjligheten att utvinna energi ur vindkraften genom exempelvis väderkvarnar och vindkraftverk. Kraftiga vindar kan vara förödande genom stormar, orkaner och intensiva virvelvindar, tromber.

Fuktighet
Fuktighet är ett mått på mängden eller andelen vattenånga som finns i atmosfären. Fuktigheten kan anges antingen som absolut eller relativ fuktighet. När det gäller absolut fuktighet, anges den faktiska mängden vattenånga i exempelvis g/m3. Relativ fuktighet anges andelen vattenånga i förhållande till den maximalt möjliga ångmängden vid aktuell temperatur, i procent. Den maximala mängden vattenånga som luften kan innehålla (100% relativ luftfuktighet) beror på temperaturen. Exempelvis vid +14 grader Celsius är det 12 g/m3 men vid +24 grader är det 22 g/m3. För att mäta fuktigheten används en hygrometer eller en psykrometer.

På jorden skapas luftfuktigheten genom direkt avdunstning från bland annat vattensamlingar, is och marken. Detta kallas för evaporation. Växter avger även vattenånga genom transpiration.

Moln
Moln är iakttagbara ansamlingar av mycket små vattendroppar eller iskristaller i jordens eller någon annan himlakropps atmosfär. Dimma är moln som når markytan och där sikten är mindre än 1 kilometer. Är sikten mellan 1 kilometer och 1 mil talar man istället om (fukt)dis.

Moln kan förekomma i många olika former och även färger. Det finns ett klassificeringssytem som delar upp moln beroende på höjdläge och utseende.

Molnigheten är intressant för människor då den begränsar solstrålningen på marken och leder ibland till nederbörd. Dimma har alltid utgjort problem för människor i trafik både till sjöss och på land.

Nederbörd
Vid låga temperaturer kan fukt i luften kristalliseras på marken och föremål, sk dimfrost. Dimfrost på tältstag vid Pårteobservatoriet.Huvudartikel: Nederbörd
Nederbörd är ett meteorologiskt samlingsnamn för olika former av materia som faller från himlen. På jorden är det framförallt nerfall av vatten som avses. Vattennederbörd förekommer bland annat i form av regn, snö och hagel. Ofta anges mängden nederbörd i millimeter, vilket då syftar till hur högt vattnet (i flytande form) skulle nå ovan marken ifall det inte sjönk undan. 1 millimeter nederbörd är samma sak som 1 liter/m². För att nederbörd ska bildas krävs luftfuktighet, kondensationskärnor och avkylning. Tre viktiga typer av nederbörd är orografisk nederbörd, frontal nederbörd och konvektiv nederbörd.

På andra planeter förekommer nederbörd av annan materia än vatten. Exempelvis tror man att det regnar metan på Titan.[2]

Nederbörden på jorden har avgörande inflytande på allt levande då den har stor betydelse för tillgången av vatten. Samtidigt som regn ibland kan rädda en gröda, kan den en annan gång vara helt förödande. Att prognosticera nederbörd och tekniska hjälpmedel för att styra vattentillgång har blivit mycket viktigt.

Åska
Åska är ljudet från blixtar som är elektriska urladdningar i atmosfären. Dessa elektriska urladdningar alstrar mycket stor värme under bråkdelar av en sekund. Denna värme gör att luftens molekyler sätts i rörelse. Detta upplever vi som åskans karakteristiska ljud (Åskknallar, åskdunder, åskmuller). Åska förekommer ofta i samband med cumulonimbusmoln.

Blixtar kan leda till bränder och kan vid direkt träff vara dödande för människor.

Ovanliga väderfenomen
Bland ovanligare väderfenomen finns bland annat stoftvirvlar, tromber, S:t Elmseld, halofenomen och fata morgana.