Nr. 4-35. årgang November 2013 (137)37) - tidsskrift for vejr og klima

Nr. 4-35. årgang November 2013 (137)37) - tidsskrift for vejr og klima

VEJRET -tidsskrift for vejr og klima Medlemsblad for Dansk Meteorologisk Selskab c/o Kasper Stener Hintz,kasperhintz@gmail.com Giro 7 352263 (indbetallingskort type 01 i netbanken) Fra udlandet: SWIFT-BIC: DABADKKK IBAN: DK45 3000 0007 3522 63 Hjemmeside: www.dams.dk Formand: Eigil Kaas, Tlf. 46 73 10 43, kaas@gfy.ku.dk Næstformand: Sven-Erik Gryning sven-erik.gryning@risoe.dk Sekretær/ekspedition: Kasper Stener Hintz. TLF. 28737129. kasperhintz@gmail.com Kasserer: Kristian Pagh Nielsen Århus Plads 2, st. tv, 2100 København Ø Tlf. 29702506, kristianpagh@gmail.com Redaktion: John Cappelen, (Ansvarh.) Lyngbyvej 100, 2100 København Ø Tlf. 39 15 75 85, jc@dmi.dk Leif Rasmussen - Anders Gammel gaard - Jesper Eriksen - Thomas Mørk Madsen. Korrespondance til bladet stiles til redaktionen evt. på email: vejret.redaktionen@gmail.com Foreningskontingent: A-medlemmer: 250 kr. C-medlemmer (studerende): 150 kr. D-medlemmer (institutioner): 250 kr. Optagelse i foreningen sker ved henvendelse til Selskabet, att. kassereren. Korrespondance til Selskabet stiles til sekretæren, mens korrespondance til bladet stiles til redaktionen. Adresseændring meddeles til enten sekretær eller kasserer. Redaktionsstop for næste nr. : 15. januar 2014 Dansk Meteorologisk Selskab. Det er tilladt at kopiere og uddrage fra VEJRET med korrekt kildeangivelse. Artikler og indlæg i VEJRET er udtryk for forfatternes mening og kan ikke betragtes som Selskabets mening, med mindre det udtrykkeligt fremgår. Tryk: Glumsø Bogtrykkeri A/S, 57 64 60 85 ISSN 0106-5025 Fra redaktøren Vejret 137 starter med at invitere dig til DaMS julemøde, med et unikt norsk foredrag. Vi slipper dog ikke Norge, fordi du finder også en artikel om hvad deres fjelde betyder for vores vejr. Tredje del af Jesper Grønnes flotte fotogene artikelserie finder du tillige. Desuden beskrives en interessant statistisk sammenhæng, hvad angår regnvejr i Botanisk Have. Endvidere får du mulighed for at få lidt baggrundsviden om FN`s klimapanel fra en af de danske medforfattere til den nye IPPC rapport. En gennemgang af sommeren 2013 i tal bliver du heller ikke snydt for. Det er også muligt at få indsigt i vigtigheden i fremadrettet at få assimileret radardata i en vejrmodel. Endelig bliver orkanen der ramte os i slutningen af oktober selvfølgelig ikke forbigået. Den kommer du dog også til at læse meget mere om i næste nummer af Vejret, så glæd dig! Jesper Eriksen Indhold Julemødet 2013...... 1 Læ-lavtryk og skypumper... 2 Tyngdebølger og luftglød......... 8 Hvis det regner i Botanisk have... 18 Bag om FN s klimapanel... 24 Kort nyt... 27 Sommeren 2013... 28 Lavtrykket, der var en HVEPS...31 Nowcasting-modellen RA3 på DMI... 32 Kraftige storme med oprindelse i Nordatlanten 44 Forsidebilledet Supertyfonen 'Haiyan', set fra 36.000 km s afstand af den japanske geostationære MTSAT den 7. november 2013 kl. 0 UTC. Ved kombination af flere kanaler fremtræder billedet i naturlige farver. Foto: Twitter /Anthony Sigliani Bagsidebilledet Orkanen Christian (således navngivet i Tyskland) på vej ind over Danmark mandag den 28. oktober 2013, fanget af VIIRS-instrumentet på Soumi NPPsatellitten, kort tid før det rigtigt gik løs over land. Billedet er nedtaget på DMI af Esben Stigård Nielsen og Lars Ørum Rasmussen.

DaMS's årlige julemøde 2013: Tolkning, brug og kommunikation af online vejrvarsler Tid: 16. dec. 2013 kl. 19.00 Sted: DMI, Lyngbyvej 100, 2100 København Ø. Foredragsholder: Anders Silve, Meteorologisk Institutt, Norge. Foruden den vanlige julevejrudsigt og diverse julegodter, byder julemødet på et spændende norsk foredrag. Læs mere om det herunder. Håber vi ses. Meteorolog Jesper Eriksen Yr (yr.no) er det norske meteorologiske Institut s hovedkanal for publikation af vejrvarsler til almenheden i Norge. Vejrvarslerne giver information, som sætter brugerne i stand til at træffe beslutninger. Hvis folk tolker informationen forskelligt - og anderledes end tilsigtet af Yr - kan dette potentielt have en negativ effekt på deres beslutninger. Målet med undersøgelsen er at forstå, hvordan folk tolker information fra vejrvarsler, og hvordan de bruger informationen, når de tager beslutninger. Studiet har en kvalitativ forskningstilnærmelse. Et blandet udvalg bestående af 21 landbrugere, udendørs malere, turledere og lærere og elever fra videregående skoler blev interviewet. Tidligere erfaringer ser ud til at være nøglen, når vejrinformationen tolkes. De fleste vejrsymboler blev tolket på samme måde, men med nogle interessante nuancer. Disse nuancer er ofte knyttet til de erfaringer, folk har med vejr, men de er også knyttet til, hvordan folk vurderer graden af sikkerhed i vejrvarslet. Muligheden for at vælge mellem forskellige præsentationer (tabeller, diagrammer, tekstvarsler, kort) ser ud til at være en styrke, idet de kan kombineres for at tydeliggøre informationen. Hertil kommer muligheden for at vælge den præsentation, den enkelte bruger bedst forstår og foretrækker at bruge. Den strategi, folk bruger, når de træffer beslutninger, afhænger både af vigtigheden af den planlagte aktivitet og af vejrsituationen. Af og til (som oftest) tages en rask beslutning, som er «god nok», mens man andre gange bruger mere tid på Yr, og en «bedst mulig» beslutning tages. For at kunne tage en rask beslutning («god nok») undlades ofte en vurdering af dynamik (kort, tekstvarsel) og usikkerhed i varslet. I sidste del af studiet er der brugt «eye-tracking» teknologi ved vurderingen af en mere detaljeret brug af vejrvarslerne på Yr. Disse data er ikke færdiganalyseret endnu. Et norsk meteogram fra yr.no Vejret, 137, november 2013 side 1

Hvad de norske fjelde gør for os: Læ-lavtryk og skypumper Af Leif Rasmussen Befinder man sig i Nordjylland ved midsommer, kan man efter solnedgang være heldig i et par minutter at kunne skelne skyggen af de sydnorske fjelde på himlen, hvis der er højtliggende cirrusskyer til stede. Udover denne visuelle, men lidet iøjnefaldende effekt gør Norge også sin indflydelse gældende på mere mærkbar vis. Uden de norske fjeldes funktion som en sten i strømmen ville vinterlige kolde vinde fra nordøst været svagere og mindre modstandsdygtige i forhold til varmefrembrud fra syd, og om sommeren ville vestenvinden gå mindre frisk over Limfjordens vande. De ændrede vindforhold ville afspejle sig i både temperatur- og nedbørmønstre. Tydeligst i landets nordlige egne, naturligvis. Endnu et eksempel på norsk indflydelse som har leveret inspirationen til denne lille artikel - er følgende: Med højt lufttryk over De britiske Øer om sommeren får Danmark en relativt kølig - vind fra overvejende nordvestlige retninger. Dermed vil hele Figur 1. Det boblede kraftigt i lufthavet over Aalborg den 27. april 2013 kl. 12:45, da uvejret nærmede sig. Alle artiklens klokkeslæt er i dansk sommertid. Foto: Morten Mølgaard. side 2 Vejret, 137, november 2013

Figur 2. Modis billede i falske farver fra satellitten Terra kl.13:15. Kilde: NASA. landet være påvirket af det, der gemmer sig i vindretningen hinsides Skagerrak, og som TVmeteorologerne ynder at tale om. Den kølige luft ophobes i varierende grad, afhængigt af dens stabilitet, på vindsiden af den hindring, som Sydnorge udgør, hvor den medfører dannelse af en højtryksryg. Den strømmer også udenom hindringen i form af en blæsestribe ned over det sydvestlige Danmark en blæsestribe af kølig maritim luft, der typisk er præget af skyer som stratocumulus og små cumulus. Derimod er der i læ af hindringen, dvs. over Skagerrak, Nordjylland og dele af Sverige, blokeret for til- Figur 3. Radar-detekteret nedbørfordeling kl.13:50. Blå signaturer markerer lyn over en 10 minutters periode. (Sammenlign med figur 7). Kilde: dmi.dk. Vejret, 137, november 2013 side 3

strømning af den kølige luft ved overfladen. Den således fremkomne temperaturforskel fører til et relativt trykfald, hvor der er varmest et læ-lavtryk udvikles. I dette er vinden typisk ret svag og variabel, tenderende mod at blive nordøstlig i takt med lavtrykkets løsrivelse og langsomme drift sydover. Nedsynkende luft i læ medfører generelt skyopløsning, og vi får en ganske anden og mere behagelig vejrtype end den, der dominerer længere mod syd. Ingen regel uden undtagelse. Det smukke vejr i Nordjylland kan under visse forudsætninger undergå en drastisk ændring. Solen og den svage vind kan så at sige føre til overophedning af jordoverfladen og luften over den. Resultatet kan blive en eksplosiv udvikling af konvektive skyer over land med efterfølgende bygedannelse. Sandsynligheden synes størst i den årstid, hvor temperaturforskellen mellem det endnu kolde hav og det solopvarmede land er størst, dvs. fra april til juni. Tidligere kom en sådan udvikling ofte bag på meteorologerne, fordi den indtræffer relativt sjældent. Dette har de numeriske prognoser lavet om på. Forudsætningerne var øjensynlig opfyldt lørdag den 27. april i år, hvor en kølig nordvestlig strømning var fremherskende i Danmark. Mod middag voksede cumulusskyer hurtigt op i de områder, der lå i læ af de norske fjelde, dvs. i Nordjylland og dele af Sydsverige, da solopvarmningen havde bragt temperaturen op over 10 grader. Figur 1 viser, hvordan dette tog sig ud set fra Aalborg. Cumulusskyerne omdannedes til bygeskyer, cumulonimbus, og der begyndte at falde byger, som stedvis blev intense med torden, hagl og muligvis tøsne. Satellitbilledet, figur 2, er i falske farver, hvor skyamboltene, bestående af iskrystaller, gengives røde, mens de meget mindre vanddråbeskyer vil være hvide. Et kombineret radar- og lynpejlingsbillede, figur 3, viser god overensstemmelse med satellitbilledet. Det er iøjnefaldende, at bygeaktiviteten er koncentreret over det opvarmede land. Selv Læsø er i stand til producere sin egen bygesky, mens der langs vestvendte kyster, tydeligst ved svenskekysten, af søbrisen opretholdes en skyfri zone. Figur 4. Akkumuleret nedbør og temperaturforløb over døgnet den 27. april ved DMI s vejrstation Tylstrup 18 km nord for Aalborg. side 4 Vejret, 137, november 2013

Figur 4 beskriver nedbørintensitet og temperaturforløb i en bygecelle ved DMI s vejrstation i Tylstrup 18 kilometer nord for Aalborg. Den oprindeligt tørre luft og den høje nedbørintensitet i forening betinger det markante temperaturfald, fra 11 til under 3 grader. Resultatet har givetvis været et vinterligt hvidt landskab. De store konvektive celler adskiller sig klart fra mønstret længere mod syd, hvor læeffekten mangler. Her er der frisk vind fra wnw, ingen eller kun meget lette byger fra skygader parallelle med vindretningen og kun fra 6 til 9 grader, koldest ved den jyske vestkyst. Grænsen mellem de to vind- og vejrregimer rykker langsomt sydover, som det fremgår af figur 5. Da den nåede Gedstrup, en landsby mellem Aalestrup og Hjarbæk Fjord, fik familien Bisgaard en noget speciel oplevelse, her citeret fra Ekstrabladets beskrivelse: Familiens børn havde leget på trampolinen i haven, men løb ind, da der kom buldrende lyde i det fjerne. Fra sin gårdsplads kunne Svend Bisgaard se en front mod nord og en front mod vest og siden en regulær skypumpe, som et bananformet tyndt rør ned mod jorden. Der begyndte at falde en blanding af hagl og snefnug. Jeg hørte nogle lyde, som jernplader, der blev hvirvlet op i luften og tænkte først, at det nok var inde fra naboen. Det viste sig at være vores egne tagplader. Jeg var gået i læ, men så med et, at vores trampolin blev løftet op i vejret og slynget rundt i luften. Nu skal jeg i husly, tænkte jeg og løb ind. I sikkerhed indendøre overværede Figur 5. NOAA-satellitbilleder fra hhv. kl. 13:27 og 16:39. Kilde: dmi.dk. Vejret, 137, november 2013 side 5

Figur 6. Skypumpe ved Gedsted vest for Aalestrup. Efter at have droppet dele af et legehus i hegnet fortsatte hvirvlen ud over markerne, synliggjort af ophvirvlet jord. Foto: Johanne Bisgaard. familien, at det begyndte at regne ned med glasskår fra drivhuset, som skypumpen havde smadret og suget til sig. Også tagplader faldt ned på jorden, og hvirvlen løftede legehuset og tog det med sig ud over en mark. Vi kunne følge synet af den 300 meter væk, hvor den først sugede jordstøv op fra marken og så blev opløst, siger Svend Bisgaard. Til sammenligning med det observerede vejr er en korfristet nedbørprognose gengivet i figur 7. I sin artikel om Nowcastingmodellen RA3 (side 32) har Kasper Hintz brugt bl.a. denne vejrsituation til illustration af de muligheder, som inddragelse af fx radardata i beregningsgrundlaget for de numeriske prognoser tilbyder. Dannelse af læ-lavtryk med mulighed for udvikling af instabilitetsfænomener er til stede overalt, hvor der er bjerge. Bygernes intensitet afhænger af den energi, der er til rådighed i atmosfæren, og den er igen betinget af temperaturforskellen mellem de involverede luftmasser og den varme lufts vandindhold. Lokaliteten over alle er naturligvis Tornado Alley i USA, som vil være Vejrets læsere bekendt. En beskeden europæisk pendant finder vi på læsiden (og det vil især sige sydsiden) af Alperne. Her hedder den kølige blæsestribe Mistralen, der blæser i Rhônedalen, og den blokerede varmluft-lomme med potentiale for skypumpe-dannelse finder vi bl.a. over Po-sletten. Den 3. maj i år nåede temperaturen i Bologna om eftermiddagen op på 26,3 grader, hvilket førte til dannelse af kraftige bygeskyer i området. 20 km nord for Bologna ligger San Giorgio di Piano, en lille by med under 8.000 indbyggere. Af disse blev 13 såret, da en skypumpe i tornado-klassen (figur 8) ramte stedet. I løbet af de 10 minutter, den huserede, knækkede den træer, biler blev løftet til vejrs, og en bygning faldt sammen. Bedømt ud fra skaderne blev tornadoen placeret på trin 3 (vindhastighed 71-92 m/s) i Fujita s skala, der går til 5. Til sammenligning må skypumpen i Gedsted nok placeres i kategori F-0 eller F-1 (33-50 m/s). En vinterlig pendant til de nordjyske instabilitets fænomener finder vi i månederne oktober til december, blot flyttet til det sted, hvor det nu er varmest - havet. Vi taler om kattegatbyger, som er et velkendt begreb i de egne, der ligger nedstrøms fra det pågældende farvand. side 6 Vejret, 137, november 2013

Figur 7. Kortfristet nedbørprognose (SKA-modellen) for kl. 14:00. Kilde: dmi.dk. Figur 8. Tornado over Po-sletten ved San Giorgio di Piano den 3. maj 2013. Vejret, 137, november 2013 side 7

Himmelfænomener, del 3: Tyngdebølger og luftglød Af Jesper Grønne Bølger findes nærmest overalt. Lydbølger og elektromagnetiske bølger som lys eller radiobølger kender alle. Fra havets overflade og langt op i atmosfæren findes også de fascinerende tyngdebølger i mange størrelser og former. I det følgende vises nogle forskellige eksempler og et potentielt helt nyt fænomen. Tyngdebølger i vand Smid en sten i en stille skovsø og se ringene brede sig ud fra det sted, stenen ramte overfladen af søen. Et stabilt lag af flydende eller svævende stof, der bliver forstyrret, vil forsøge at genskabe balancen ved hjælp af tyngde- og opdriftkræfter. Stenen, der forstyrrer den stabile overflade af skovsøen, laver en bule i den glatte overflade. Bulen rettes ud igen men lidt for meget. Der skal flere op- og nedture til, før balancen er genskabt, - dermed er der skabt tyngdebølger som vist på billede 1. Bølger i vand har vi alle oplevet mange gange. De skabes af fx havdyr, skibe og vind. Billede 2 er fra Bornholms vestkyst ved Hammershus, juli 2012. Månens tyngdekraft laver tidevandsbølger. De største bølger i havet, tsunami er, skabes af jordskælv, vulkanudbrud og meteoritnedslag. Den meteorit, der ramte Yucatán for 65 mio. år siden (og angiveligt gjorde en ende på dinosaurerne), skabte formodentlig en kilometerhøj megatsunami. Unægtelig voldsommere end stenen i skovsøen, men egentlig præcist det samme.. Havets bølger brækker når de nærmer sig land. Tsunamier rejser sig til store højder, når de nærmer sig kysten, og kan skylle langt ind over lave landområder til stor fare for alt, der måtte stå i vejen. Billede 3 er fra Vesterhavet. Tyngdebølger i troposfæren Den inderste del af atmosfæren troposfæren, indeholder liv og vejr. Skyerne kan være formede af tyngdebølger, der fx opstår, når vinden blæser over bakker og bjerge i landskabet. Luftens opdrift i et kraftigt tordenvejr kan også skabe tyngdebølger i mere stabile luftlag. Bølgerne kan forplante sig opad til de højere dele af atmosfæren. Tyngdebølger er tydelige i cirrusskyerne i billede 4. Farverne opstår ved diffraktion af sollyset i skyernes små vanddråber såkaldt iriserende skyer. Det Billede 1. Tyngdebølger. (Foto: Kristian Henriksen og Maria Grønne). side 8 Vejret, 137, november 2013

Billede 2. Fra Bornholms vestkyst. er faktisk ret ofte, at man kan se iriserende skyer og ofte med tyngdebølger. Problemet er, at de ofte er så tæt på Solen, at man ikke bryder sig om at kigge i den retning. Man SKAL jo også passe på øjnene. Billede 5 viser bølgestrukturer i cirrocumulus skyer ved solnedgang. De fremtræder mørke, fordi Jordens skygge har nået deres niveau. Kort tid efter optagelsen lå også de høje skyer i skygge, men himlen var stadig blå, fordi sollyset i skumringen oplyser den øvre troposfære og stratosfære, hvor de blå farver spredes. Skumringen kaldes også for den blå time. Kondensationsstriber fra fly kan under tørre forhold forsvinde meget hurtigt igen, men i fugtig luft danner de lange skystriber, der er ret stabile og kan modelleres af tyngdebølger som i billede 6, der er fra 1/3 2013. Tyngdebølgernes længde kan variere temmelig meget. Zoomer man ind på billede 6, ser man (billede 7), at disse bølger er meget korte og danner smalle tætte striber, nærmest som om skyen var friseret med en kam. Sollysets spil efter solnedgang i kondensationsstriben i billede 8 afslører en smuk tredimensionel bølgestruktur. Seniorklimatolog John Cappelen & pensioneret meteorolog Leif Rasmussen, DMI, forklarer hvad der sker: Contrails kender vi alle sammen. Det er de skinnende, hvide kondensationsstriber af iskrystaller, som højtgående fly efterlader sig på himlen, når visse atmosfæriske betingelser er opfyldt. Kravet er bl.a. en lufttemperatur på -40 grader eller lavere, som vi om sommeren typisk finder i en højde på ca. 10 kilometer. Er fugtighedsgraden lav, eksisterer striberne ganske kort, eller de opstår slet ikke. En højere fugtighedsgrad forlænger stribernes levetid, så deres udseende med tiden når at afspejle atmosfærens bevægelsesmønstre. Det sker undertiden i en sådan grad, at de ikke mere kan skelnes fra naturligt forekommende cirrusskyer. Billede 3. En vesterhavsbølge brydes Vejret, 137, november 2013 side 9

Billede 4. Irisering. Billede 5. Bølgestrukturer i cirrocumulus skyer. Jesper Grønnes cirrusskyer hidrører med stor sandsynlighed fra fly. Bølgemønstret er et mønster, der især kendes fra naturlige skyer. Der er tale om Kelvin-Helmholtzbølger, som fremkommer, hvor varm luft overlejrer koldere luft, som har en højere massefylde, og hvor der samtidig optræder en forskel i vindhastighed og/ eller vindretning mellem de to luftmasser. Med den rette kombination af massefylde og vind luftmasserne imellem opstår bølgedannelser, der svarer til havbølger, som brydes. Flyet har altså passeret gennem et lag med disse rette egenskaber. Flyet har så at sige 'leveret sporstoffet (vanddampen), men ikke selv bidraget til mønstret. Det næsten samtidige satellitbillede (billede 9) viser et noget rodet mønster af blåhvide cirrusskyer. I hvilket omfang disse stammer fra contrails er ikke til sige, men der kan skelnes enkelte 'friske' striber. De bølgende skumringsskyer (billede 10, optaget 18/10 2013) udstråler en vis ro på himlen. Dagen er ved at være forbi, Solen er gået ned, men kan endnu kaste lidt lys på skyerne. Solen går til ro og lader månen og stjernerne overtage nattevagten på himlen. Tilbage i bronzealderen (1700-500 f.kr.) havde Solen tilsyneladende en gudelignende status mange steder. På den tid havde man formodentlig en forestilling om, at den jordiske grund var flad. Når Solen gik ned rejste den derfor ned i en ukendt underverden. Bronzegenstande og helleristninger fra Danmark side 10 Vejret, 137, november 2013

viser, at Solen om dagen rejste med et skib fra venstre mod højre, ved solnedgang skjulte en slange Solen. Natskibe sejlede mod venstre i underverdenen, med den skjulte eller slukkede sol, efterfulgt af en fisk. Ved solopgang trak fisken Solen op fra natskibet til morgenskibet, som derefter kunne starte en ny dagsrejse mod højre. (Ref. Kaul, Flemming, En solguds mange skikkelser, Nationalmuseets arbejdsmark 2009). Ved den nordlige kyst på Bornholm (billede 11 fra juli 2012) ligger Danmarks største helleristningsfelt Madsebakke. Disse hilsener fra vores forfædre er 2500-3000 år gamle, fra den sidste del af bronzealderen. Tyngdebølger i den øvre atmosfære Når nattemørket har sænket sig over landet, kan man begynde at se efter bølgestrukturer i lysfænomener, der opstår i atmosfærens øvre lag. Over troposfæren og Billede 6. Kondensstriber fra fly, også kaldet contrails, 1/3 2013. stratosfæren findes mesosfæren og termosfæren. I mesosfærens allerøverste lag, mesopausen, kan der lejlighedsvis om sommeren dannes et ganske tyndt lag af iskrystaller, lysende natskyer. I samme niveau eller højere finder vi et andet fænomen: airglow. I begge fænomener optræder tyngdebølger. Billede 7. Udsnit af billede 6. Billede 8. Kelvin-Helmholtz-bølger. Vejret, 137, november 2013 side 11

Billede 9. Satellitbillede, kilde DMI. Billede 10. Solnedgang 18/10 2013. Lysende natskyer I en højde af ca. 83 km over Jorden, dannes disse tilbagevendende rumskyer kaldet lysende natskyer. Fænomenet er nærmere beskrevet i sidste nummer af Vejret (nr. 136 side 1-3). Det ses bedst efter midnat og efter midsommer, hvor Solen ikke befinder sig langt under horisonten mod nord. Derfor kan sollyset ramme det meget højtliggende tynde lag af iskrystaller og fremkalde de nærmest sølvskinnende skyer. Fænomenet opstår i en langt større højde, end selv de højeste tordenskyer. Lysende natskyer ses ofte med de karakteristiske tyngdebølger, der frembringes af forstyrrende kræfter (bølger) fra den lavereliggende stratosfære og mesosfære. Lysende natskyer er et smukt sommerfænomen på himlen. Nogle gange kan man se dem bølge over himlen til den lyse morgen. På billede 12 optaget 25/6 2009, ses både korte og lange tyngdebølger. Se en time-lapse video med nattens bølgende lysshow i lysende natskyer (5MB) på adressen: http://astrophoto.dk/nlc- 2011.mov Den rødfarvning af himlen, man ser nær horisonten på billede 12 skyldes atmosfærens lysspredende effekt. Selv ved midnat står Solen ikke langt under horisonten om sommeren, hvorfor himlen er ret lys. Når Billede 11. Helleristninger på Bornholm. side 12 Vejret, 137, november 2013

Billede 12. Lysende natskyer, 25/6 2009. Billede 13. Månen har (ikke altid) den farve, måner skal have. sollyset passerer atmosfærens mange luftmolekyler og partikler, sker der en vis spredning af lyset. Jo flere partikler lyset passerer, jo mere lys spredes, og de korte blålige bølgelængder spredes nemmest. På en skyfri daghimmel ser man resultatet af lysspredningen de spredte korte bølgelængder maler himlen blå. Det lys, vi ser nær horisonten, skal passere meget mere atmosfærisk luft end det lys, vi ser højere på himlen. Derfor mangler de blå farver nær horisonten de er spredt i alle mulige retninger og når ikke igennem. Atmosfærens spredning af de blålige farver resulterer ikke bare i en blå daghimmel, men også i den rødlige himmel ved solopgange og solnedgange, hvor kun de røde langbølgede farver når igennem atmosfæren den lange vej. Himmellegemernes farve er af samme årsag rødlig (billede 13), når de ses nær horisonten. Også billede 14 illustrerer atmosfærens lysspredende effekt. Billedet af regnbuen er taget kort før solnedgang ved Vesterhavet. Derfor indeholder det sollys, der danner regnbuen, mest rødt lys. Hvidt lys kan spredes i alle regnbuens farver, men det kan rødt lys ikke. Atmosfæren højere oppe, der ses bag regnbuen, indeholder stadig en del spredt blåligt lys. Når Solen står helt lavt over horisonten, danner regnbuen en næsten perfekt halvcirkel. Står Solen højt på himlen, er regnbuen lav eller mangler helt. Billede 14. Når regnbuen kun er rød. Vejret, 137, november 2013 side 13

Billede 15. Airglow, set fr ISS som en tynd skal omkring Jorden. (Foto: NASA). Airglow I området omkring og over mesopausen dannes et lysfænomen kaldet airglow eller luftglød, en svagt lysende glød fra lagene i den øvre atmosfære. Fra rumstationen ISS ses Airglow (billede 15, NASA) som et tyndt selvlysende slør ca. 100 km over Jordens overflade. På billede 16 afslører tyngdebølger tilstedeværelsen af en meget svag airglow over Danmark en usædvanlig klar aften den 24. januar 2012. Samme aften fotograferede norske forskere airglow med bølgestruktur i det nordligste Skandinavien. Det diffuse grønne skær lavt på himlen stammer fra nordlys over Norge, omkring 6-800 km længere nordpå. Kun under ekstremt gunstige forhold kan airglow ses med det blotte øje. Der er beretninger om, at en amatørastronom så airglow fra et mørkt sted på Bornholm i 2005. Lidt lettere er det at fotografere fænomenet, i Danmark dog på ingen måde let på grund af den ret udbredte lysforurening, men det kan lade sig gøre. Lyset fra nordlys og fra airglow opstår på forskellig måde. Kort fortalt opstår nordlys ved, at partikler fra Solen med høj hastighed kolliderer med termosfærens atomer og molekyler. Det foregår i stor højde, fra omkring 400 km og ned til knap 100 km. Kollisionerne tilfører luftens atomer og molekyler energi, de bliver på en måde overenergiske eller hyperaktive, og lige som i børnehaven går det ikke i længden energiniveauet skal normaliseres igen. Nordlyset opstår, når atmosfærens opstemte atomer og molekyler falder tilbage til den normale energitilstand. Det sker under afgivelse af fotoner med en specifik bølgelængde (farve). Airglow har derimod en kemisk oprindelse. Om dagen kan sollysets intense kortbølgede stråling få luftmolekyler til at blive hyperaktive og splitte op. Molekylært ilt splittes op i enkelte atomer, der imidlertid har svært ved hurtigt at re-kombinere til et molekyle. Denne træghed lagrer den kemiske energi, der derfor kan afgives natten igennem. Når molekylerne om natten falder til ro igen, via kemiske reaktioner som fx kemiluminescens, fotodissociation eller resonans, udsender de det svage grønlige, gullige, blålige eller rødlige lys luftens glød, der medvirker til, at himlen aldrig er helt sort. I modsætning til nordlys, der kun ses i de polar-nære områder, kan airglow optræde overalt på Jorden. (Ref.: www.albany.edu og www.iafe.uba.ar/). I billede 17, taget fra Silkeborg den 22. januar 2012, er der ret markante tyngdebølger i multifarvet airglow. Det usædvanligt flotte og sjældne airglow befandt sig over Danmark, mens den grønne nordlysbue over horisonten befandt sig over det sydlige Norge. Rødt airglow stammer typisk fra molekyler af ilt og brint (OH) i en højde af 80-90 km, alternativt fra ilt i en højde af 150-300 km. Øverst til højre ses bølger af grønt airglow, der stammer fra ilt (O) i en højde af 90-100 km. Derunder er der gullige bølger; gulligt airglow stammer fra natrium (Na) i en højde af omkring 92 km. Molekylært ilt (O 2 ) kan give et blåligt lys i en højde af omkring 95 km. (Ref.: www.atoptics.co.uk). Atomer, der kolliderer med hinanden, inden de når at indgå den kemiske reaktion, der resulterer i en lysemission, mister ved kollisionen det tilførte overskud af energi og producerer ikke den kemiske lysemission. Derfor ser man ikke airglow i lavere højder, hvor den meget tættere atmosfære bevirker, at luftens atomer og molekyler kolliderer med hinanden hele tiden. side 14 Vejret, 137, november 2013

Billede 16. Tyngdebølger afslører airglow i billedets øverste halvdel. Billede 17. Markante tyngdebølger i airglow. Nordlys airglow interaktion Selv om tyngdebølger nedefra kan nå helt op i nordlyshøjde, er det usandsynligt, at de kan forme selve nordlyset nævneværdigt. Jordens magnetfelt spiller en meget større rolle i modelleringen af nordlyset - det er simpelthen større kræfter der er på spil. Tyngdebølger har en ret svag påvirkning, og de påvirker og former derfor typisk kun stabile lag i god balance (som airglow og lysende natskyer). Nyeste forskning fra Norge tyder på, at der kan være en sammenhæng mellem nordlys-aktivitet, airglow og bølgestrukturer i den øvre atmosfære. Altså at nordlysaktivitet oppefra måske kan skabe bølgestrukturer i airglow. Den 24. januar 2012 fotograferede norske nordlysforskere på Svalbard, med et helt nyt hyperspektralt kamera, bølgestrukturer i hvad der tilsyneladende er airglow. Forskerne har en hypotese om, at de formentlig fotograferede bølgestrukturer, der er genereret af nordlys. I så fald er det et helt nyt fænomen. Hændelsen er omtalt i en artikel i Science Daily. En udtalelse fra professor Fred Sigernes, Svalbard, lyder: Efter den januar CME (kraftig udladning fra Solen), tror vi at vi så en nordlys-genereret bølge der agerede sammen med airglow. Dette vil i givet fald være et helt nyt fænomen, og hvis det bekræftes, vil det være første gang, at airglow kædes sammen med nordlys. En artikel på OSA, The Optical Society, kan læses på nettet på denne adresse: http:// www.osa.org/en-us/about_osa/ newsroom/newsreleases/2012/ first-ever_hyperspectral_images_of_earths_auroras/ Hvis den nye norske hypotese holder stik, kan bølger i airglow opstå både ved påvirkning fra tyngdebølger nedefra og ved påvirkning fra nordlys oppefra. Fred Sigernes siger om de danske optagelser den 22. januar 2012, at det kan være nordlys-genererede bølgestrukturer i airglow, men at det kan ikke siges med sikkerhed - det er blot én af mulighederne. En fotomontage (billede 18), hvor optagelser fra et par timer gengives i samme billede, viser flere strukturer, bl.a. fjernt højtliggende rødt nordlys og bølgestrukturer i nærheden af (under) den grønne nordlysbue. Vejret, 137, november 2013 side 15

Forskerne kan desværre ikke komme en forklaring meget nærmere uden yderligere optagelser og undersøgelser, der kan eliminere nogle af mulighederne og styrke andre. I et lille videoklip kunne det se ud til, at de lodrette nordlysstråler maler bølgestrukturerne i området omkring det grønne nordlys. Se videoklippet på nettet, på denne adresse: http:// astrophoto.dk/aurora_and_waves-c.mov Billede 18. Fotomontage af airglow og nordlys. Billede 19. Nordlysbue med stråler. Den tydelige grønne nordlysbue befandt sig antageligt omkring 600-800 km længere nordpå, i en højde af omkring 100-150 km. Lige under nordlysbuen ses en svagere, men dog tydelig, bølgestruktur. Disse fjerne bølger opstod tilsyneladende samtidigt med, at lodrette stråler af magnetisk nordlysaktivitet fejede hen over himlen, og de fadede ud igen efter omkring en halv time, mens nordlysaktiviteten også gik lidt i stå. Bølgernes oprindelse og højde er usikker (se videolink længere nede). Billede 19 viser de fjerne bølgestrukturer og nogle af de lodrette nordlys stråler, der stryger hen over himlen. Der er flere mulige forklaringer på disse bølger ifølge den norske nordlysforsker Patrick Espy, der har kigget på optagelserne. De kan skyldes: 1. nordlys, der skaber tyngdebølger 2. nordlys, der oplyser eksisterende tyngdebølger 3. nordlysets opvarmning, der laver en termisk vindtunnel, der former en bølgestruktur i synsretningen 4. at nordlyset selv indeholder strukturerne, forårsaget af en eksotisk plasma bølge; 5. og sikkert mange andre mulige forklaringer. En time-lapse video, der viser udviklingen i airglow- og nordlysaktiviteten i løbet af aftenen, vil måske allerbedst visualisere hvad der faktisk foregik på himlen den aften. Man skal dog være opmærksom på den forholdsvis langsomme udvikling, da det er ret svage lysfænomener, der udvikler sig over flere timer. Først er der god aktivitet i det meget fjerne røde lodrette nordlys, senere i det knapt så fjerne grønne nordlys, til sidst tydeliggøres bølgestrukturen i det nære airglow, mens nordlysaktiviteten fader ud. Videoen (42MB) kan ses på nettet på denne adresse: http://astrophoto.dk/airglow- Aurora_960p.mov Storskala bølge i nordlys zonen Der er undersøgelser, der tyder på, at der kan forekomme en sydgående bølgebevægelse i stor skala, genereret i nordlyszonen. Britiske forskere har studeret dette, det er forklaret i artiklen: The generation and propagation of atmospheric gravity waves observed during the Worldwide Atmospheric Gravity-wave Study (WAGS) Artiklen findes på net- side 16 Vejret, 137, november 2013

Billede 20. Grafisk fremstilling af nordlys og airglow. tet, på denne adresse: http:// www.sciencedirect.com/science/ article/pii/0021916988900189 Artiklen fortæller blandt andet, at målinger indikerer, at Joule heating og Lorenz forcing i undersøgelserne var tilstrækkeligt kraftige til at generere bølger i aftensektoren. Begge viste et naturligt interval, forårsaget af en periodisk variation i magnetosfærens elektriske felt. To begivenheder blev studeret i detaljer med forskellige instrumenter. De indikerer en direkte forbindelse mellem kilden i nordlyszonen og bølger, observeret omkring 1 time senere på sydligere breddegrader. Set med mine ydmyge danske amatør-øjne er det derfor nærliggende at overveje, om en sådan storskala bølgebevægelse, genereret i nordlyszonen, bevægede sig ca. 1000 km sydover på omkring 1 time den 22. januar 2012 og på en eller anden måde indgik i den helt usædvanlige aktivitet og potentielle interaktion mellem nordlys og airglow. Grafikken (billede 20) viser den omtrentlige geografiske placering af det meget fjerne røde nordlys, det knapt så fjerne grønne nordlys og det nære airglow den 22. januar 2012. Se en animeret grafik af forløbet i optagelserne. Først er der god aktivitet i det meget fjerne røde nordlys, derefter flytter den tydeligste aktivitet til den knapt så fjerne grønne nordlysbue. Til sidst fader nordlysaktiviteten ud og det nære airglow bliver tydeligere i strukturen. Det er i hvert fald den udvikling jeg ser i time-lapse videoen af aftenens optagelser. Den animerede grafik kan ses på nettet, på denne adresse: http://hvadihimlen.dk/ wp-content/uploads/2013/09/ Auroral-zone-wave-640.mov Den nye norske hypotese omkring nordlys-genererede bølger i airglow, og den britiske hypotese omkring sydgående storskala bølger, der er genereret i nordlyszonen, kunne begge potentielt være i overensstemmelse med de danske observationer fra den 22. januar 2012. Hvis hypoteserne holder stik, er der en mulighed for, at de danske optagelser kan være de første af det potentielt nye fænomen, som Professor Fred Sigernæs omtaler nordlys genererede bølger med airglow interaktion. Men det er indtil videre bare spekulationer, og det bliver spændende at følge forskernes arbejde på området. Alle artiklens illustrationer er tilvejebragt af Jesper Grønne, hvor intet andet er anført. Vejret, 137, november 2013 side 17

Hvis det regner i Botanisk have.. Af Rasmus Wiuff Fredagsvejr er søndagsvejr eller Tirsdag giver vejr til torsdag er to udgaver af samme populære vejrvarsel. Jesper Theilgaard [kilde 1] har i den fine lille bog 50 vejrvarsler, der (måske) virker undersøgt sandhedsværdien af gamle vejrvarsler. På en skala fra 1 til 5 har Tirsdag giver vejr til torsdag fået karakteren 3. Den relativt pæne karakter afspejler, at varslet passer udmærket i en almindeligt forekommende vejrsituation, nemlig når der kommer frontsystemer fra vest. Jesper Theilgaard skriver: Den hastighed, hvormed frontsystemerne bevæger sig, betyder, at et frontsystem passerer i løbet af en dag, hvorefter der er opklaring, mens højtrykket passerer. Derefter kommer et nyt medlem af familien forbi med en ny omgang regn Det udbredte regnvejr kommer cirka hver anden dag eller hver tredje. Sandheden i mundheldet er altså ikke de præcise ugedage, men mere variationshastigheden. Vi vil i denne artikel undersøge, om man rent statistisk kan eftervise varslets sandhedsværdi. For at gøre det enkelt, vil vi kun se på nedbør, altså hverken undersøge temperatur, sol eller blæst, og vi vil kun se på en enkelt station, nemlig Botanisk Have i København. Der er undersøgt 30 års nedbørsdata fra normalperioden 1961 1990, Cappelen [kilde 2]. Kun data fra juli 1979 mangler, således at det samlede antal observationer er 10.926. De statistiske analyser er også relativt simple, idet vi alene søger svar på spørgsmål af typen: Hvis det regner i Botanisk Have i dag, hvad er så sandsynligheden for, at det regner i morgen, i overmorgen, dagen efter i over morgen osv.? Altså spørgsmål, hvor svaret vil fortælle os noget om sandhedsværdien i varslet: Vejret i overmorgen bliver som i dag. Sådanne analyser af betingede sandsynligheder er stærkt beslægtede med traditionelle autokorrelationsanalyser. Betingede sandsynligheder vil dog for mange være lettere at forstå end fx resultatet af en autokorrelationsanalyse. De fleste kan umiddelbart forstå og forholde sig til udsagn af typen: Hvis det har regnet i dag, så er sandsynligheden for regn i overmorgen 50 %. Regnvejr i Botanisk Have 21. oktober 2013. Hvad er sandsynligheden for regn i Botanisk Have om n dage, hvis det regner i dag? Figur 1 svarer på ovenstående spørgsmål. Sandsynligheden er vist i afhængighed af afskæringsparameteren a, som definerer, hvor meget det skal have regnet, for at et døgn opfattes som et nedbørsdøgn. Afskæringsparameteren a = 1 mm svarer eksempelvis til, at der skal være faldet mere end 1 mm i et døgn, for at vi kalder det et nedbørsdøgn. I dag er vist som dag nr. 0. Værdierne dag 0 svarer derfor til de ubetin- side 18 Vejret, 137, november 2013

Figur 1. Sandsynlighed for regn i Botanisk Have om n dage, givet regn i dag. Afhængighed af a, afskæringsparameteren, i mm. gede sandsynligheder for regn en tilfældig dag i året. Værdien for a = 0 mm er 0,46. Den tilsvarende ubetingede sandsynlighed for tørvejr er pr. definition 1 0,46 = 0,54. Lad os først se nærmere på resultatet for a = 0 mm, altså hvor vi har medtaget alle nedbørsdage, hvilket i praksis betyder mere end 0,1 mm nedbør. Sandsynligheden for regn i morgen er her 0,64 svarende til en oversandsynlighed på 0,18. Figuren viser, at der er en vis oversandsynlighed for regn i op til en uges tid fra i dag. Oversandsynligheden er direkte proportional med autokorrelationen. Der er altså - som vi nok alle har erfaret fra dagligdagen vedvarenhed ( hukommelse ) i vejret. Oversandsynligheden er imidlertid for a = 0 mm konstant aftagende den første uge. Den betingede sandsynlighed for regn i overmorgen er således markant mindre end den betingede sandsynlighed for regn i morgen. Så hov, hvor blev det gamle vejrvarsel af? Ifølge det skulle vi jo opleve en større sammenhæng mellem i dag og i overmorgen, end mellem i dag og i morgen. Inden vi straks forkaster Fredagsvejr giver søndagsvejr må vi huske, at figur 1 ikke viser hele vejret, kun noget om regnvejr. Og da vi yderligere indtil nu kun har set på a = 0 mm, altså nedbør/tørvejr, vil vi undersøge betydningen af afskæringsparameterens størrelse. Hvis vi øger afskæringsparameteren a fra 0 mm til fx 1 mm, altså definerer et regndøgn som et døgn, hvor der er faldet mindst 1 mm, så kan det jo være, at vi får bedre fat i fronterne, idet dage med lidt sjatregn bliver udeladt. I figur 1 er derfor vist resultatet for yderligere seks flere afskæringsparametre: ½, 1, 2, 3, 4 og 5 mm. Vi ser, at både den ubetingede og de betingede sandsynligheder falder, når a øges. Men vi ser ingen tendens til, at dag 2 endsige dag 3 ligger over dag 1. For a større end 2 3 mm ses en lille øgning omkring 5 dage fra dag 0, men det er næppe signifikant set i lyset af tilsvarende svage svingninger i de følgende dage. Det gamle vejrvarsel Fredagsvejr giver søndagsvejr kan altså ikke umiddelbart bekræftes ud fra en simpel analyse af alene nedbørsforholdene mellem i dag og nogle dage frem. Sandsynlighedstræer Men vi giver ikke op! Hvis vi begrænser os til nogle få dage, kan en dybere analyse måske vise nogle mønstre, som alligevel til dels kan bekræfte varslet. Vi vil derfor udvide spørgsmålet fra før til diverse varianter af noget i Dette er ikke en Monet, men regn i Botanisk Have, 21. oktober 2013. Vejret, 137, november 2013 side 19

retning af: Hvis det har regnet for 3 dage siden, og været tørvejr de følgende 2 dage, og det regner igen i dag hvad er så sandsynligheden for regn i morgen? Resultatet af sådanne analyser kan præsenteres i såkaldte sandsynlighedstræer, hvor antallet af grene fordobles, hver gang vi øger med en dag. Dette at finde mønstre i hidtidige vejrforløb og bruge disse til at sige noget om vejret i de kommende dage er en gammel, men i dag noget forkætret disciplin. Vejrvarsler var i mange århundreder menigmands forsøg i den retning. Under oplysningstiden begyndte man mere systematisk at indsamle observationer, men forståelsen af de meteorologiske processer var ringe, så værdien af indsatsen var beskeden. Erik A. Rasmussen [kilde 3] har i sin meget spændende bog om meteorologiens historie beskrevet flere af disse forsøg på at finde mønstre. Eksempelvis Robert FitzRoy (1805-1865), som var chef for det, der udviklede sig til det engelske meteorologiske institut. FitzRoy havde, som Erik A. Rasmussen skriver, udviklet en lang række regler, ud fra hvilke man, suppleret med lokale observationer, kunne danne sig et skøn over de kommende vejrændringer. Udsigterne blev lavet på en times tid og rundsendt til bl.a. The Times. De var vældigt populære, men efter hans død udtalte et udvalg om hans arbejde: Udsigterne var fortvivlende empiriske og uvidenskabelige. Vejrudsigterne blev stoppet i 1866 til stor fortrydelse for mange brugere, som mente, de havde haft gavn af dem. Stormvarsler blev derfor Figur 2. Sandsynlighedstræ for regn i morgen, givet kendte nedbørsforhold de foregående 4 dage. Afskæringsparameter a = 0 mm. genoptaget året efter, men først 10 år senere genoptog man de daglige vejrudsigter. Selvom sporene altså skræmmer, vil vi her ufortrødent fortsætte med at lede efter mønstre, idet vi begynder med et sandsynlighedstræ svarende til a = 0 mm. Vi har allerede ovenfor indirekte fundet den ene af de to grene, som starter ved træets rod. Roden eller den nederste del af træet er den ubetingede sandsynlighed for regn, dvs. 0,46. Denne værdi svarer til, at vi intet ved om nedbøren i dag og de foregående dage. Bedste bud på nedbør i morgen er derfor den ubetingede sandsynlighed. Hvis vi ved, at det har regnet i dag, så har vi før fundet sandsynligheden for regn i morgen til 0,64, dvs. vi har nu den første gren. Hvis det er tørvejr i dag, så kan sandsynligheden for regn i morgen findes at være 0,30. Nu har vi altså den næste gren, og hvis vi fortsætter sådan, ender vi med et træ som vist i figur 2. Forklaringerne til grenene i figur 2 indikerer nedbørsforløbet de 4 dage inden i morgen, hvor R betyder et regndøgn og T et side 20 Vejret, 137, november 2013

tørvejrsdøgn. Den øverste værdi helt til venstre RRRR(R) svarer altså til, at sandsynligheden for regn i morgen, givet regn i de foregående 4 dage, er knap 70 %, eller helt nøjagtigt 0,68. Den anden yderlighed fås nederst til venstre, TTTT(R), hvor vi aflæser, at sandsynligheden for regn i morgen er godt og vel 20 % (0,23), hvis det har været tørvejr i 4 dage. Disse to ydergrene er vist med tyk streg. Flere andre grene er særligt interessante, idet de muligvis afspejler det gamle vejrvarsel. Altså noget med skiftevis regn og tørvejr, dvs. RTRT(R), som er vist med blå stiplet. Den ligger lavt og er ikke overbevisende. Eller jf. Jesper Theilgaard regn hver tredje dag, dvs. tilfælde, som indeholder to tørvejrsdage mellem enkelte regndage, altså TRTT(R), som er vist med prikker. Heller ikke en topscorer. Endelig er RRTR(R) - vist som rød stiplet - interessant, idet den vel også kan tolkes som frontpassager: En enkelt tørvejrsdag omsluttet af regndage. Den har faktisk en relativ høj sandsynlighed. Men, men, den helt dominerende årsag til regn i morgen er ikke et mere eller mindre mystisk forløb af regn/ikke regn i dagene forinden, det er simpelthen et spørgsmål, om det har regnet i dag. Har det det, så er sandsynligheden for regn i morgen 60 % 70 %, uanset nedbørsforholdene i dagene forinden. Og omvendt, har det ikke regnet, så er sandsynligheden kun mellem godt og vel 20 % og godt og vel 40 %. Et generelt anvendeligt vejrvarsel med mange dejlige g-lyde kunne derfor lyde: Regn i går og regn i dag giver regn igen i morgen, eller mere mundret: Regn i går, regn i dag, regn igen i morgen! I et sidste desperat forsøg på at genfinde det gamle fredagsvarsel i statistikken vil vi se på sandsynlighedstræet for a = 2 mm. Vi ser altså igen bort fra dage med lidt småregn under 2 mm pr. dag i håbet om bedre at få fat i frontpassagerne. Resultatet er vist i figur 3, og hov, pludselig springer en kending fra før i vejret som den dominerende hændelse: Den rødt stiplede RRTR(R) ligger markant højest af alle udfald. Der er altså alligevel noget om snakken i det gamle varsel, Det regner stadig. Vejret, 137, november 2013 side 21

mate Data Collection, 1768-2012 with Danish Abstracts. DMI Technical Report No. 13-02. Copenhagen. [3] Rasmussen, Erik A. (2010): Vejret gennem 5000 år, Meteorologiens Historie. Aarhus Universitetsforlag. Figur 3. Sandsynlighedstræ for regn i morgen, givet kendte nedbørsforhold de foregående 4 dage. Afskæringsparameter a = 2 mm. som kan bekræftes af statistikken fra Botanisk Have. Hvis man kæder nedbørsobservationerne sammen med andre parametre, således at man kun anvender varslet i de frontdominerede perioder, jf. Jesper Theilgaards forklaring ovenfor, kunne en modificeret udgave af varslet derfor lyde: Med blæst fra vest giver tirsdagsvejr torsdagsvejr! Nu har vi tilgodeset behovet for en vis evidens og ønsket om både almindelige endelsesrim og bogstavrim. Men hvad så med overskriften til artiklen, altså hvis det regner i Botanisk Have? Ja, så regner det nok derinde igen i morgen. Referencer [1] Theilgaard, Jesper, (2005): 50 vejrvarsler der (måske) virker, Gyldendal. Med illustrationer af Jette de Mylius. [2] Cappelen, John (ed) (2013): Denmark DMI Historical Cli- Efterskrift: Lidt mere om statistikken For afskæringsparameteren a = 0 mm kan antallet af regndage optælles til 4.999 ud af de i alt 10.926 dage. Den gennemsnitlige sandsynlighed for regn en tilfældig dag er derfor US1 = 4.999/10.926 = 0,4575. Denne værdi kaldes også den ubetingede sandsynlighed for regn, for vi har jo ikke forudsat andet, end at det skal regne. Vi ønsker nu at vide, hvor mange gange det har regnet to dage i træk, altså regn i dag og regn igen i morgen. Det kan fx gøres i Excel med brug af den logiske funktion Hvis. Altså, hvis det har regnet i dag og i morgen, så har vi en hændelse. Antallet af sådanne hændelser med regn to dage i træk er 3.196. Den ubetingede sandsynlighed for regn to dage i træk er altså US2 = 3.196/10.926 = 0,2925. Hvis vi ønsker at kende sandsynligheden for regn i morgen kun i de tilfælde, hvor det også har regnet i dag, så må vi dividere antallet af hændelser med regn to dage i træk med antallet af hændelser med regn kun en dag, altså BS2 = 3.196/4.999 = 0,6393. Dette kaldes det betingede sandsynlighed for regn i morgen, givet regn i dag. Helt generelt kan sandsynligheden for den betingede sandsynlighed findes som forholdet mellem de ubetingede side 22 Vejret, 137, november 2013

sandsynligheder, således at der generelt gælder: BS2 = US2/US1 = 0,6393. Fortsætter vi på denne måde, kan vi finde antallet af hændelser med regn i dag og regn om n dage, helt op til 14 dage som vist i figur 1. Antallet af hændelser med regn i dag og eksempelvis om 14 dage er 2.309. Den tilhørende betingede sandsynlighed er derfor BS14 = 2.309/4.999 = 0,4619. Vi ser, at værdien er næsten som US1, den ubetingede sandsynlighed for regn en tilfældig dag. Dette er forventeligt, for jo længere vi fjerner os fra dag 0, jo mindre sammenhæng må der være i nedbørsforholdene. Vi ser her bort fra periodicitet og drift, som komplicerer analysen. Differensen mellem de betingede sandsynligheder og den ubetingede sandsynlighed for regn én dag kaldes oversandsynligheden. Den er altså for regn to dage i træk: OS2 = BS2 US1 = 0,6393 0,4575 = 0,1818, jf. dag 1 i figur 1. Dag 14 er den stort set nul. Dette svarer til, hvad man finder ved brug af autokorrelationen, som derfor skal omtales nærmere. De fleste kender korrelationer og korrelationskoefficienter, altså analyser af sammenhængen mellem to datasæt. Jo større sammenhæng, der er mellem to datasæt, jo større er den numeriske værdi af korrelationskoefficienten, som pr. definition kan gå fra 0 til 1. Er den 0, er der ingen sammenhæng, er den 1, er der fuld overensstemmelse mellem de to datasæt. Det kan fx være sammenhænge mellem levestil og levealder, mellem døgntemperatur og solindstråling eller mellem børnefødsler og antal storke. Autokorrelationen udtrykker noget om sammenhængen inden for et og samme dataset, altså korrelationen med sig selv, deraf navnet. Det er typisk for tidsserier, man finder autokorrelationen, fx målinger af daglige vandføringer i en flod. Man finder her korrelationskoefficienten mellem hele datasættet og datasættet forskudt en dag, to dage, osv. Autokorrelationen viser, om det, der sker i morgen, afhænger af det, som sker i dag. Hvis vandføringen i en flod er stor i dag, vil vi forvente, at den også er stor i morgen. Der er hukommelse i systemet. I vores tilfælde kan man med autokorrelationen vurdere sammenhængen mellem nedbøren i dag og i morgen, i dag og i overmorgen, osv. Da vi har begrænset analysen til kun at omfatte en binær tidsserie, altså bestående af ren on/off, regnvejr eller tørvejr, så kan man vise, at oversandsynligheden er lig autokorrelationen ganget med en konstant. Hvis vi udvider optællingen af hændelser til også at omfatte andet end regn i dag og regn om n dage, kan vi konstruere et såkaldt sandsynlighedstræ, jf. figur 2. Vi har ovenfor fundet antallet af hændelser med regn i dag og regn i morgen til n(rr) = 3.196. Antallet af hændelser med regn i dag og tørvejr i morgen n(rt) kan optælles til 1.803. Sandsynligheden for regn i morgen givet regn i dag er altså: R(R) = n(rr)/(n(rr) + n(rt)) = 3.196/(3.196 + 1.803) = 0,6393. Samme værdi som vi fandt ovenfor. Således kan vi arbejde os sig tilbage i træet, gren for gren. Ved brug af den logiske funktion Hvis i Excel kan man optælle de forskellige kombinationer. Lad os som eksempel se på RTTR(R). Vi finder her antallet af hændelser, hvor det har regnet for 3 dage siden, været tørvejr i forgårs og går, regn i dag og regn i morgen, og vi får n(rttrr) = 203. Antallet af hændelser med det samme forløb, men endende med tørvejr i morgen giver n(rttrt) = 127. Sandsynligheden for regn i morgen, givet regn for 3 dage siden, tørvejr de to følgende dage og regn i dag bliver derfor: RTTR(R) = n(rttrr)/n(rttrr)+n(rttrt) = 203/ (203+127) = 0,615. For hver gang man går en dag tilbage fordobles antallet af beregninger. For dag -3 fås 16 af denne slags beregninger, svarende til de viste 16 grene i toppen af træet. Vejret, 137, november 2013 side 23

Bag om FN s klimapanel Af Jens Hesselbjerg Christensen, DMI Jens Hesselbjerg Christensen, er forskningsleder på Danmarks Klimacenter ved DMI og hovedforfatter på kapitler i FN s 4. og 5. vurderingsrapport. Trods en ofte massiv kritik gennem sine første 25 leveår er IPCC en diplomatisk og videnskabelig bedrift. Selvom klimapanelet har et politisk ophav, så handler panelets store vurderingsrapporter mere om at gøre videnskaben praktisk anvendelig for politikerne end at fremme politiske dagsordner med videnskab. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), også kaldet FN's klimapanel, blev oprettet i 1988 i regi af FN særorganisationerne for meteorologi (WMO) og miljø (UNEP). Oprettelsen var en umiddelbar opfølgning på Brundtland-rapporten "Vores fælles fremtid" fra 1987, opkaldt efter den norske statsminister Gro Harlem Brundtland, som stod i spidsen for udvalget bag rapporten. Panelet fik til opgave at sammenstille og vurdere den videnskabelige litteratur om klimaændringer, deres virkninger, samfundsøkonomiske aspekter, muligheder for tilpasning eller imødegåelse af klimaændringer. Det er således i år 25 år siden panelet blev oprettet. Med hjælp fra førende forskere fra hele verden var opgaven at sammenstille og vurdere den videnskabelige litteratur om menneskeskabte klimaændringer. Siden da er det blevet til fire store vurderingsrapporter i hhv. 1990, 1995, 2001 og 2007. Nu er den femte på vej. IPCC er etableret med et sekretariat ved WMO i Geneve, og arbejdet er organiseret i tre arbejdsgrupper samt en såkaldt task-force. I Danmark koordineres IPCC-arbejdet af DMI i samarbejde med Klima-, Energi- og Bygningsministeriets departement. De tre grupper tager sig af henholdsvis den videnskabelige vurdering af klimasystemet (Arbejdsgruppe I), virkninger af og sårbarhed for klimaændringer samt muligheder for tilpasning (Arbejdsgruppe II) og videnskabelig, teknisk, miljømæssig, økonomisk og samfundsmæssig vurdering af muligheder for at begrænse/afdæmpe klimaændringer (Arbejdsgruppe III). Task-forcen tager sig af IPCC s program for nationale opgørelser af drivhusgasudslip og dræn. Der findes desuden en taskgruppe, som står for distribution af data til forskere, fx klimaobservationer og klimamodeldata. Men disse specialenheder er ikke er en del af denne beretning. Den overordnede koordinering sker i IPCC's plenarforsamling, i Executive Committee og i IPCC-Bureauet, der består af formanden, tre viceformænd, de tre arbejdsgruppers bureauer samt task-forcens formænd, i alt 31 personer. I lighed med alle andre FN forankrede organer lægges der stor vægt på en ligelig repræsentation mellem I-lande, udviklingslande og lande i økonomisk overgang. IPCC færdiggør sin 5. hovedrapport (5th Assessment Report; AR5) i 2013-14. Rapporten vil i lighed med de foregående bestå af delrapporter fra de tre arbejdsgrupper samt en såkaldt synteserapport. Synteserapporten skal færdiggøres på et møde i Danmark i september 2014. Bidraget fra arbejdsgruppe 1 til den 5. hovedrapport blev godkendt på en plenarforsamling i Stockholm i dagene 23. 26. september, og højniveau dokumentet resume for beslutningstagere (summary for policymakers, SPM) blev præsenteret under stor medieopmærksomhed på et pressemøde d. 27. september. Kritik og eftertanke Når klimapanelet træder ind i mediebilledet, så følger kritikerne med og stiller spørgsmål som: Får vi i det hele taget noget ud af de meget omfattende og arbejdskrævende vurderingsrapporter fra FN? Er IPCC ikke bare et politisk organ sat i verden for at producere rapporter med konklusioner, der er givet på forhånd? Foregiver panelet ikke en enighed blandt forskerne, som ikke er til stede? side 24 Vejret, 137, november 2013

Kritikken er til tider hård, og noget af den er mildest talt underlødig. Nogle kritikere adresserer IPCC's arbejdsform og reflekterer over både den til tider ugennemskuelige procedure og det faktum, at IPCC-rapporterne er vurderingsrapporter, som har et politisk ophæng i FN-systemet. Dermed er de ikke rene videnskabelige afhandlinger, lyder kritikken. Hvad angår rapporternes opbygning er dette rigtigt i den forstand, at en videnskabsmand formentlig ville have struktureret det anderledes, hvis der var frie tøjler. Men det gælder ikke selve indholdet. Hvis man i et så stort system, som produktionen af vurderingsrapporterne udgør, samtidig skal fortælle om alle små skridt, så er der en fare for, at selve arbejdet aldrig bliver gjort - alligevel forsøger man, men det kommer jeg til. Og ja, vurderingsrapporterne er ikke selvstændige videnskabelige studier, men sammenstillinger af allerede publiceret forskning. Det er faktisk hele pointen. I årenes løb har flere internationale undersøgelser gransket IPCC s arbejde - senest den internationale sammenslutning af videnskabsakademier Inter- Academy Council (IAC) i august 2010. Dette kom bl.a. som en reaktion ovenpå den såkaldte climategate, hvor offentliggørelsen af en række udvalgte stjålne e-mails fra bl.a. Climate Research Unit (CRU) gjorde sit bedste for at udstille flere forfattere som svindlere. Også lødigheden af IPCC som organ blev sat på spidsen, da nogle graverende fejl blev fundet i bidragene fra Arbejdsgruppe II (især nogle udsagn om smeltende gletsjere i Himalaya og vandstandsstigninger i Holland var fejlbehæftede). Konklusionerne fra IAC var, at IPCC burde gennemføre reformer for at gøre arbejdsprocesserne mere gennemskuelige og desuden etablere procedurer for at håndtere eventuelle fejl, som synes uundgåelige med så mange medvirkende forfattere, som IPCC benytter. IAC er nedsat af The Global Network of Science Academies, som selv består af en kreds af videnskabsakademier i mere end 100 lande Den 5. IPCC vurderingsrapport. verden over. Men samtidig blev det fremhævet, at der ikke kunne sættes en finger på det videnskabelige indhold i IPCC s arbejde. Kritikken gik udelukkende på IPCC s organisation og procedurer. Med andre ord er det vigtigt at holde sig for øje, at IPCC består af to konstellationer: beslutningstagerrepræsentanter; embedsmænd repræsenterende medlemslandene og inviterede eksperter; forfatterne til rapporterne. IPCC tog kritikken til efterretning og indførte nye procedu- Vejret, 137, november 2013 side 25

rer, der blandt andet betyder, at mange af arbejdsprocesserne nu bliver gjort offentligt tilgængelige. Det er en løsning, som ligger lige for, simpelthen fordi der ikke foregår noget egentlig hemmeligt i IPCC. Faktum er, at FN s klimapanel er det bedste, vi har til at varetage den opgave, som er blevet stillet. Omfattende proces sikrer soliditet Vurderingsrapporterne adskiller sig fra andre videnskabelige rapporter på mange måder - ikke mindst i processen omkring deres tilblivelse. Når panelet beslutter at udarbejde en rapport, beslutter IPCC på en serie panelmøder først en ret detaljeret indholdsoversigt. Det vil sige, at det er medlemslandene, repræsenteret ved sine embedsmænd, der står for denne del. Derefter inviteres FN s medlemslande til at udnævne hovedforfattere og reviewere, dvs. eksperter, der kan gennemlæse og indsende videnskabelige kommentarer til de enkelte kapitler i rapporten - kommentarer, som forfatterne så skal svare på i forbindelse med deres revisioner af teksten. Desuden udvælges såkaldte reviewredaktører, der skal assistere i reviewprocessen, som er en integreret del af skriveprocessen. Opgaven her består i at bistå med at holde styr på, om der faktisk svares på kommentarerne, og om svarene evt. er i modstrid med hvad der skrives andre steder i rapporten. Forfatterne gennemtrawler den enorme mængde videnskabelige litteratur, udtrækker relevante informationer og konklusioner og sammenstiller denne information til vurderinger af, hvad man med sikkerhed kan sige, og hvad der er mindre sikkert. Det er en proces med flere trin: Kapitlernes forfatterteams udarbejdet et 0 te udkast, og det sendes til kommentering hos relevante kolleger. Dette er en slags kvalitetssikring af, at emnerne, der vil blive behandlet, også matcher opdraget. På basis af kommentarerne udarbejdes en ny udgave, som er det første reelle udkast, der sendes i formelt ekspert-review og siden i review hos medlemslandene. Landene udvælger nationale eksperter til lande-reviewet, mens der er en åben indkaldelse blandt forskere til at deltage i ekspert-reviewet. De samme eksperter får desuden muligheden igen sammen med regeringseksperterne. Herefter skrives en endelig version. Der kan let komme over 1.000 kommentarer til et kapitel, og hovedforfatterne skal tage stilling til hver enkelt: Skal udkastet ændres, eller skal kommentaren afvises? Ikke sjældent forekommer kommentarer, som trækker i hver sin retning. Kommentarerne med forfatternes svar gemmes i en database, så reviewerne senere kan få oplyst, hvordan deres kommentar er behandlet. Som noget nyt har IPCC besluttet, at denne database gøres tilgængelig på panelets hjemmeside også for andre end reviewerne, når en rapport er færdiggjort og udsendt. Derfor er opgaven for reviewredaktørerne ganske vigtig. Forfatterne skriver også et Resume for beslutningstagere, som er det dokument, der pådrager sig mest opmærksomhed fra medierne. Resumeet er defineret som et policy-relevant, men policyneutralt resume af rapporten. Dette dokument går ligeledes igennem review, men springer direkte til regeringsrunden. Der skrives først på Resume for beslutningstagere, når 1. version af den underliggende rapport har været sendt i review. Dette sikrer at der er nogle understøttende forklaringer at bygge budskaberne på. Når svarene til den sidste review runde finder sted, sker det på en for forskere noget uvant måde. I stedet for at lave skriftlige svar til kommentarerne og revidere teksten, så mødes man med sine reviewere regeringsrepræsentanterne. I stedet for at få reviewernes accept af ændringerne, så gennemgås resume for beslutningstagere linje for linje af landenes repræsentanter sammen med de koordinerende hovedforfattere og enkelte andre centrale forfattere under en plenarforsamling. Man løser redigeringerne i fællesskab. Resultatet offentliggøres umiddelbart efter mødet på en pressekonference. Pointen med den minutiøse gennemgang er at sikre dels resumeets videnskabelig integritet og dels den klarhed, som gør beslutningstagere i stand til at træffe beslutninger om klimaets fremtid. Forfatternes tilstedeværelse sikrer, at resumeet er i overensstemmelse med den underliggende rapport, også selv om teksten bliver tilpasset til beslutningstagerenes behov. Når bidraget fra Arbejdsgruppe I's Resume for beslutningstagere har været igennem vridemaskinen, så er det et dokument, der baserer sig på mere end 9.200 videnskabelige produktioner, hovedforfattere fra 32 lande, flere end 54.000 kommentarer fra flere side 26 Vejret, 137, november 2013

end 1.000 reviewere og en linjefor-linje godkendelse af resumeet for beslutningstagere af op til 195 regeringer. Som sagt: En diplomatisk og videnskabelig bedrift. Se mere om IPCC her: http://www.ipcc.ch/ 5. IPCC vurderingsrapport her: http://www.ipcc.ch/report/ar5/ Kort nyt: I Vejret fra maj 2013 skrev vi om det selvkørende og soldrevne observatorium GROVER (Goddard Remotely Operated Vehicle for Exploration and Research), som amerikanske studerende havde bygget med henblik på afprøvning på den grønlandske indlandsis. Testen blev afviklet omkring den amerikansk understøttede forskningsstation Summit i maj og begyndelsen af juni i år, hvor opgaven var ved hjælp af radar at indsamle data om sneens og isens lagdeling, herunder om muligt at påvise det smeltelag, der måtte være blevet efterladt af varmebølgen i juli 2012 (se Vejret nr. 132, august 2012). Testen havde et positivt udfald, for så vidt som den knap 400 kg tunge robot i løbet af 12 timer tilbagelagde 29 km ad en forud programmeret rute og herunder opsamlede og lagrede de ønskede data. 12 timers drift viste sig dog at være det, som solpanelerne under de barske forhold kunne klare, før en ny opladning blev nødvendig. Det var mindre end forventet, og planerne går nu i retning af at øge antallet af solpaneler. Hertil kommer et ønske om at kunne overføre dataene i real time til basen via satellit. Lora Koenig, en amerikansk glaciolog, der udforsker indlandisen såvel i Grønland som i Antarktis, drømmer om at kunne sende en hel armada af grover e ud over snemarkerne.. Leif Rasmussen Der var god plads til øvelsen, da GROVER en blev testet på toppen af Grønland den 2. juni 2013. Foto: NASA Goddard/ Matt Radcliff. Vejret, 137, november 2013 side 27

Kvartalsvejret: Sommeren 2013 var tør og solrig Af Stig Rosenørn Sommeren 2013 var som helhed temmelig varm i forhold til normalen over perioden 1961-90. Sommeren bød på meget mere sol end normalgennemsnittet over perioden 1961-90 og nedbøren var meget under normalen for perioden 1961-90. Selvom vestenvinde var mest fremherskende sommeren igennem, så blev sommeren alligevel både solrig, tør og temmelig varm. Hyppigheden af blæst var lav, især i juli og august. Junivejret havde et mindre overskud af regn men ellers var junivejret nær normalen i gennemsnit, og vestenvinde var de mest fremherskende. Julivejret var varmt, meget tørt og meget solrigt og vestenvinde var de mest fremherskende. Augustvejret var forholdsvis varmt i forhold til standardperioden 1961-90 og der var overskud af sol og et mindre underskud af regn og vestenvinde var der fortsat mest af. Pr. definition indgår vejret i månederne juni, juli og august i sommerens vejr og for månederne i 2013 blev de vigtigste klimabeskrivende tal de i tabellen viste, idet standardnormalerne for 1961-90 er angivet i parentes. Vejrforløbet i juni I forbindelse med højtryksforstærkning over Nordsøegnene og Norskehavet og siden Skandinavien er vejret tørt og solrigt i den første tredjedel af juni. Dagtemperaturerne ligger overvejende mellem 17 og 20 grader. Omkring den 11. bliver vejret efterhånden mere ustadigt. Fronter trænger ind over landet fra SW og side 28 Vejret, 137, november 2013

W med regn og byger. Det noget ustadige vejr består stor set i den næste uges tid, hvor dagtemperaturerne fortsat ligger op til omkring 20 grader. Omkring den 17-18. passerer en højtryksryg med kortvarig tørt og solrigt vejr, men allerede den 19. passerer en front med regn og torden fra SW. Temperaturerne ligger fremdeles omkring eller lidt over det for årstiden normale. Sct. Hans-vejret om aftenen er stor set tørt. I den sidste uge af juni råder en overvejende nordvestlig luftstrøm, og vejret er køligt for årstiden med byger ind imellem. Juni månedsvejr var således i første tredjedel tørt og solrigt og siden nok så ustadigt. Kun i den sidste uge var vejret gennemgående køligt. Vejrforløbet i juli Julivejret begynder køligt med lidt spredt regn og byger i de første 3-4 dage. Omkring den 5. skifter vejret fuldstændigt karakter. Højtryksforstærkning over Nord- og Østersøegnene medfører tørt og solrigt vejr og stigende temperaturer. Lufttrykket forbliver højt over Nordsøen og Skandinavien, og stedvis når maksimumtemperaturerne over 25 grader, sommerdage, og der er overvejende rolige vindforhold. Det bliver samtidigt langsomt endnu varmere, fra omkring den 17. og fremefter måneden ud registreres mange sommerdage i tørt og solrigt vejr. En svag koldfront fra W giver stedvis regn og kun lidt køligere vejr de sidste par dage af måneden. Juli måneds vejr var således totalt højtryksdomineret med solrigt, tørt og nok så varmt vejr. Figur 1. Sommerens termogrammer fra region Midt- og Vestjylland, der for sommeren som helhed var den koldeste. Sommerens højeste temperatur blev målt til 33,3 C i Karup den 2. august 2013. Sommerens laveste temperatur på 2,4 C blev målt mellem Herning og Silkeborg den 12. juni. Den røde kurve er den daglige maksimumtemperatur, den blå minimumtemperaturen og den grå normalen. Kurverne er baseret på interpolation af stationsdata i et finmasket gridnet over regionen. Grafik: dmi.dk/vejrarkiv. Vejret, 137, november 2013 side 29

Vejrforløbet i august Det varme julivejr fortsætter ind i august ved fortsat relativt højt lufttryk over Østersøegnene. I de første 5 dage registreres der fortsat over 25 grader de fleste steder med endda op over 30 grader lokalt et par dage. En front trænger ind over landet den 5-6. med noget køligere vejr og en del regn. I en overvejende vestlig luftstrøm er vejret ustadigt med til tider regn og byger frem til omkring den 19. Fra den 20. og måneden ud er lufttrykket for det meste højt over Skandinavien, vejret er tørt og nok så solrigt med dagtemperaturer gennemgående over 20 grader op mod månedsskiftet, hvor en koldfront med regn passerer fra W. August måneds vejr var således en blanding af tørt, solrigt vejr og ustadigt vejr i perioder. Det var især varmt i begyndelsen af måneden. Figur 2. Middellufttryk ved havniveau og højden af 500hPa flade for juni, juli og august 2013 beregnet på basis af fire daglige DMI-HIRLAM analyser. Figurerne er produceret af Niels Woetmann Nielsen, DMI. side 30 Vejret, 137, november 2013

Orkan over Danmark: Lavtrykket, der var en HVEPS Af Leif Rasmussen Når et lavtryk nærmer sig under uddybning, skal der varsler op. Det var en af for længst afdøde vejrtjenestechef Leo Lysgaards erfaringsregler, som kunne være taget i anvendelse på det lavtryk, der passerede Danmark mandag den 28. oktober i år. Men gamle vejrregler er ikke nødvendige i EDB-alderen. Lavtrykket startede sin tilværelse som en beskeden bølge på polarfronten sydøst for Newfoundland den 26. oktober, men allerede den 22. oktober var denne bølges fremkomst og videre udvikling forudset og ganske udmærket beskrevet af for eksempel den amerikanske GFSprognosemodel. Vindfeltet omkring et lavtryk, der bevæger sig, er asymmetrisk: den stærkeste vind optræder på lavtrykkets højre side i forhold til bevægelsesretningen, dvs. typisk på sydsiden, med mindre orografiske effekter forstyrrer billedet. Jo hurtigere bevægelsen er, jo større bliver forskellen mellem de to sider. En frontbølge, der bevæger fra Newfoundland til Danmark på lidt over to døgn er, hvad meteorologerne kalder en hurtigløber. Som sådan vil lavtrykket være af relativt beskedne dimensioner, og dets påvirkning af vejret ved den enkelte lokalitet langs banen bliver af kortere varighed. Kort og heftig er da også den beskrivelse, der fandt anvendelse på forløbet den 28. oktober, der indebar en ny danmarksrekord mht. såvel middelvind (39,5 m/s på Røsnæs) som vindstød (53,5 m/s, der blev registreret ved Kegnæs på Als). Mere sigende var det måske, at jernbanedriften blev sat ud af spillet i mere end to døgn i en stor del af landet på grund af væltede træer og løsrevne bygningsdele på skinnerne. Og at undertegnedes asbestholdige tag i Nordsjælland for første gang i dets 54-årige eksistens led nogen overlast i de voldsomme vindstød. Når det gik så galt, hænger det sammen med lavtrykkets struktur. Den var så speciel, at man i visse andre lande har betegnelser for den. I Tyskland taler man - efter isobarmønstret - om en Trog Sturm, i Norge om et lavtryk med en giftig hale. Optegnes vindfeltet fås et mønster, der minder om gedehamsens bagkrop med de stærkeste vindstød ved brodden, hvilket har inspireret til den engelske betegnelse: a sting jet. Stormen har inspireret Sebastian Pelt til at nedfælde et tilbageblik til interessante fortilfælde gennem årene i dette nummer af bladet. Og så har vi fået et halvt løfte om, at der vil blive spundet en ende over den giftige hale i næste nummer af Vejret. Det bliver så i februar. Husk endelig at forny medlemsskabet. Da hvepsen stak ved Kegnæs Fyr. Grænsen for orkan ligger ved 32,6 m/s. Vejret, 137, november 2013 side 31

Nowcasting-modellen RA3 på DMI Af Kasper Steiner Hintz, meteorolog Nudging af radardata i RA3, en numerisk vejrmodel på DMI I de senere år er der generelt kommet mere fokus på vigtigheden af nowcasting. Man kan ikke komme uden om at skybruddene d. 20. august 2007 omkring Gråsten og d. 2. juli 2011 i København, er en del af grunden til dette. I dag har meteorologen mulighed for at nowcaste ved blandt andet at benytte sig af radar- og satellitbilleder. Det bliver dog en forholdsvis upræcis forudsigelse inden for kort tid. CMM (Center for Meteorologiske Modeller) på DMI har udviklet en NWP (numerical weather prediction) nowcasting model kaldet RA3. Det specielle ved RA3 er, at den benytter sig af radardata i modellen. Hidtil har radardata været brugt som et værktøj til meteorologen og er ikke indgået i de numeriske modeller på DMI. I RA3 nudges (nudge: at skubbe/tvinge blidt) radardata ind til hvert tidsskridt i en pre-defineret nudging periode. Anton Almgren og undertegnede har undersøgt i bachelorprojektet A case study of the effect of nudging radar data into the pre-operational DMI NWP nowcasting model RA3, hvordan RA3 performer på nuværende udviklingsstadie. Denne artikel er en forkortet og mindre detaljeret udgave af bachelorprojektet. Jeg kan anbefale at studere den fulde rapport (som kan rekvireres på kshintz.dk/documents/ bsc.html), da flere beskrivelser vil blive givet i en forkortet udgave her og andre helt udeladt. I denne artikel vil nudging-princippet først blive gennemgået, hvorefter det beskrives, hvordan radardata bliver oversat til mere eller mindre nedbør i RA3. Herefter tages de vigtigste problemer og overvejelser op. Til sidst gennemgås flere udvalgte case studies, der belyser fordele og ulemper ved RA3 på nuværende udviklingsstadie. Nudging Nudging (eller newtonian relaxation ) er en 4-dimensional data-assimilationsteknik, der kan bruges i en række pre-definerede tidsskridt efter analysen (kaldet nudgingperioden). Ved hvert tidsskridt findes forskellen mellem det observerede og modellens bud på det observerede. I RA3 s tilfælde vil dette være den observerede nedbørsintensitet, sammenholdt med modellens bud på nedbørsintensiteten på samme sted. Denne forskel bliver vægtet med en empirisk fundet relaksationstid, hvis opgave er at give forceringsleddet (også kaldet nudging faktoren) en passende størrelse. Forceringsleddet skubber, så at sige, modellen mod det observerede. Vægtningen er vigtig, da man ikke er interesseret i, at selv svage radarsignaler giver udslag som byger i modellen, men omvendt skal man sikre sig, at normale byger bliver nudget ind i modellen. Det er kun muligt at nudge prognostiske variable direkte, men andre parametre kan nudges gennem de prognostiske variable, for på den måde at give det ønskede resultat. Et eksempel på, hvordan nudgingfaktoren kan se ud, kan ses på den zonale hastighed (ligning 1), hvor det sidste led er forceringsleddet, der nudger modellen gradvist mod det observerede. I RA3 lægges forceringsleddet til kontinuitetsligningen. På denne måde kan man lave en ændring af divergensen (bestemt ved vindfeltet), så man således kan inducere mere eller mindre divergens/konvergens og på den måde påvirke den vertikale bevægelse. F.eks. kan man ved at øge konvergensen under skybasen skabe mere opadstigende luft og dermed øge nedbørsintensiteten. For at benytte denne metode til nudging må man således overveje, hvordan man oversætter det rå radarsignal til nedbørsintensitet. En anden problemstilling ved nudging metoden er, at der ikke er noget kvalitetscheck på observationerne. Dermed kan side 32 Vejret, 137, november 2013

det ikke undgås, at fejl fra tid til anden nudges ind i RA3. Man filtrerer dog radardataene så vidt det er muligt (mere herom senere). Endvidere er det vigtigt at overveje følgevirkningerne af den nudging, man foretager. Man kan forestille sig, at man opnår den ønskede effekt for én parameter, men at nudgingen med tiden får en negativ effekt på en anden parameter. Divergensfeltets relation til nedbørsintensitet Det skal kort forklares, hvorfor det netop er divergensfeltet, man på DMI har valgt at nudge for at skabe mere eller mindre nedbør, dog uden at det bliver en længere gennemgang af dynamikken i skyer. Man har mest fokus på konvektive systemer, da disse er dårligst beskrevet i NWP modeller. Man nudger også stratiform nedbør, men gevinsten ved dette er ikke lige så stor, som når man nudger konvektive systemer. Nudgingen har oftest størst effekt i situationer, hvor det er usikkert om de konvektive systemer udløses eller ej. Dette kunne eksempelvis være en situation med advektion af varme og fugt ved overfladen kombineret med en inversion og en høj CAPE (convective available potential energy). Dette giver os en betinget instabil atmosfære. I visse tilfælde kan varmeadvektionen være nok til at udløse de konvektive systemer, men ofte skal der flere mekanismer til, der kan løfte den fugtige luft op til dennes LFC (Level of Free Convection). Får vi skabt en konvektiv celle bliver der skabt en updraft. Denne updraft vil skabe konvergens under skybasen. Jo kraftigere updraften er, desto kraftigere vil konvergensen være. Konvergensen advekterer fugt til systemet og er dermed med til at holde konvektionen i gang. Groft sagt gælder, at jo kraftigere updraften er, jo mere fugtighed bliver systemet tilført på grund af konvergens under skybasen. Det vil i sidste ende øge nedbørsintensiteten og dermed skabe en kraftigere downdraft. Downdraften vil ved overfladen skabe en såkaldt gust front, der i visse tilfælde kan være nok til, at løfte den omkringliggende luft, således at nye systemer dannes. Fra denne simple forklaring kan vi udlede en ganske simpel regel: Jo kraftigere updraft, jo større nedbørsintensitet. Situationen kan være den, at man i virkelighedens verden har netop nok løft til at få udløst de konvektive systemer, mens man i modelverdenen ikke får udløst det. Fra kontinuitetsligningen i isobariske koordinater (ligning 2) ses det, at man ved at inducere mere konvergens kan skabe mere opadstigende luft. Det første led er definitionen af divergensfeltet. Hvis det første led er større end 0 (svarende til divergens), så må det andet led være mindre end 0. Da trykket falder med højden, er dp<0. Derfor må være større end 0 (kan vises med finite difference method ved overfladen). Da >0 er ensbetydende med nedadgående luft, kan vi omvendt konkludere, at hvis det første led er mindre end 0 (konvergens) må <0 (opadstigende luft). Hvis radaren måler nedbør, men modellen intet har, vil vi derfor øge konvergensen ved overfladen i området for at skabe mere opadstigende luft. Der nudges også i situationer hvor modellen blot har over- eller underestimeret nedbørsintensiteten. Som tidligere nævnt må man først overveje, hvordan man oversætter det rå radarsignal til nedbørsintensitet. Fra radardata til nedbørsintensitet og lidt om usikkerheder Først og fremmest skal man gøre sig klart, at en radar ikke blot måler nedbør, men alt, der reflekterer den elektromagnetiske puls tilbage. Eksempelvis insekter, fugle, træer og interferens kan også give signaler. Det er klart, at man kun er interesseret i at nudge signaler, der repræsenterer nedbør, ind i modellen, og ikke alle de falske signaler. Derfor filtrerer man så vidt muligt de uinteressante signaler ud, før man bruger radardataene til nudging. Som vi skal se senere lykkes dette ikke altid, og i nogle tilfælde er prognosen ødelagt af forkerte signaler. Radaren måler den returnerede effekt P r. Sammenhængen mellem den midlede P r og reflektivitetsfaktoren af nedbøren, kaldet Z, er beskrevet i radarligningen (Battan 1973 [1]). Denne er også udmærket beskrevet i en tidligere artikel i Vejret nr. 125 af Flemming Vejen, hvorfor jeg henviser til denne for en mere detaljeret beskrivelse. Med radarligningen kan man ved at tage højde for dæmpning, bølgelængde, spred- Vejret, 137, november 2013 side 33

ning, afstand til objektet og den udsendte energi, bestemme Z, der fortæller os noget om nedbørens reflektionsegenskaber. Z skrives (ligning 3) som en sum over dråbediameteren som: hvor D er diameteren af nedbørspartiklerne. Det ses, at reflektiviteten af nedbøren i meget høj grad afhænger af diameteren. 729 dråber med en diameter på 1 mm giver samme reflektivitet som 1 dråbe med en diameter på 3 mm! Derfor giver det også bedst mening at repræsentere Z på et logaritmisk plot. Z bruges til at finde nedbørsintensiteten. Det er blevet vist at relationen mellem reflektivitetsfaktoren Z og nedbørsintensiteten R er på formen (ligning 4): Z = ar b hvor a og b er konstanter, der er empirisk bestemt. De varierer meget efter nedbørstype. Fujiwara [2] fandt, at a=205 og b=1.48 for stratiform nedbør, og a=300 og b=1.37 for byger, men der findes mange forskellige bud på de to konstanter, så der ligger en stor usikkerhed i hvilke værdier, der er valgt. Ideelt set skulle a og b variere i RA3 alt efter vejrsituationen, men det er i praksis svært at lade disse variere efter hvilken nedbørstype, der er tale om. Derfor er a og b konstante i RA3, hvilket selvfølgelig har indflydelse på det signal, der bliver oversat til nudging af divergensfeltet. Er de sat for lavt, kan de nedtone nedbørsintensiteten i byger hvorved nudgingen bliver mindre. En simpel måde at estimere Z-R relationen på er at måle R med en regnmåler i en kendt distance fra radaren. Z kan som tidligere nævnt bestemmes fra den returnerede effekt fra nedbøren. Naturligvis skal pulsen sendes henover regnmåleren i en så lille afstand som muligt, da nedbøren fordamper på sin vej fra skybasen til jordoverfladen. Dette er en usikkerhed, man skal overveje, når man bestemmer a og b. Alligevel er det en fordel at bruge radarer til nudging frem for nedbørsmålere. Nedbørsmålere har en dårlig rumlig opløsning, da den kun giver punkt-observationer. Risikoen er, at en byge kan bevæge sig mellem to eller flere nedbørsmålere, hvorved der ikke vil blive observeret nedbør ved disse. For radarer, der måler reflektivitet for et område, er denne risiko mindre. Modsat har man med radarer, som nævnt, et problem med, at man ikke kan være sikker på, at en måling repræsenterer nedbør. Man filtrerer så vidt muligt de uinteressante signaler væk, inden de bliver brugt til at bestemme nedbørsintensiteten. Dette er ikke muligt i alle tilfælde, men visse falske signaler er lette at genkende og dermed lette at filtrere. Interferens, der skyldes eksterne kilder såsom andre radarer og solen, er relativt lette at filtrere. Man kan rimelig præcist forudsige, hvornår solen står op og effekten og vinklen på indstrålingen, så man ved hvilken slags støj, man kan forvente hvornår. Et andet eksempel er det såkaldte ground clutter. Det er støj, der kommer fra signaler, der er reflekteret af selve jorden eller objekter tæt på jorden. Støjen forekommer oftest tæt på radaren, da radaren måler tættest på jorden her. På DMI filtreres disse signaler med et dopplerfilter, der bestemmer hastigheden af de forskellige signaler. Signaler der ikke bevæger sig, fjernes. En af de sværeste fejlkilder er instrumentelle fejl. De kan skyldes problemer med både hardware og software. Man sikrer sig bedst mod disse ved jævnligt at vedligeholde og kalibrere radarerne. Vi skal senere se, hvordan en sådan fejl kan påvirke RA3. Nedbørsintensitetens sammenhæng med ændring af divergensfeltet Når man har bestemt nedbørsintensiteten et givet sted, er man klar til at bruge denne til at ændre divergensfeltet. Nedbør er en diagnostisk variabel i NWP modellerne, så man kan ikke blot ændre nedbøren direkte. Dette gøres som nævnt gennem prognostiske variable, som i dette tilfælde er vindfeltet, som hænger sammen med kontinuitetsligningen. Man kræver, at der er massebevarelse, når man ændrer divergensfeltet. Det betyder, at hvis man øger konvergensen ved overfladen, øger man divergensen i højden tilsvarende. Dette siger imidlertid intet om nedbørsintensiteten. Ved at antage, at kondensationsproduktet øjeblikkeligt regner ud, kan man skrive ændringen i absolut luftfugtighed som S=E-P, hvor S er sources and sinks (kilder og dræn), E er fordampningen og P er nedbørsintensiteten. Ved endvidere at antage, at det kun er kilder og side 34 Vejret, 137, november 2013

dræn der ændrer den absolutte luftfugtighed, q, kan man argumentere for, at S er lig den lokale tidslige ændring i q. Ved at antage hydrostatisk balance, bruge kontinuitetsligningen og benytte sig af skalaanalyse, kan det vises (se [3]), at sammenhængen mellem forskellen i den observerede nedbørsintensitet og modellens bud på nedbørsintensiteten og ændringen i divergensfeltet er lig (ligning 5): hvor venstresiden er forskellen mellem den observerede nedbørsintensitet og modellens bud på nedbørsintensiteten, og udtrykket i integralet er ændringen i divergensfeltet. En variabel, C(p), proportionel til ændringen i divergensfeltet, bliver fundet ved brug af ovenstående ligning 5. C(p) varierer i hvert vertikale lag i modellen, da vi tidligere har antaget massebalance. C(p) adderes til kontinuitetsligningen som følger (ligning 6. Bemærk dog, at det her beskrives i isobariske koordinater, da det er lettere at illustrere. I RA3 er ligningerne beskrevet i eta-koordinater): Figur 1. Ændringen af divergensen gennem atmosfæren for forskellige værdier af inducerede nedbørsintensiteter. En konstant fugtighed på 1g/m 3 er brugt. Den røde linje viser den højeste inducerede nedbørsintensitet. Figuren er venligst udlånt af U. Korsholm, C. Petersen og H. Vedel (se (6)). I en situation, hvor vi observerer nedbør, men modellen ingen nedbør har, vil vi i nudgingperioden prøve at skabe mere nedbør. Det svarer til en negativ værdi af C(p) i de nedre lag og en positiv værdi i højden. Når C(p) lægges til, må den vertikale bevægelse tilpasse sig momentant, hvorefter det horisontale vindfelt retter ind i næste tidsskridt. Dette er illustreret i figur 1, som venligst er udlånt af Ulrik Korsholm, Claus Petersen og Henrik Vedel fra CMM. Figuren viser ændringen i divergensfeltet for forskellige nedbørsintensiteter, illustreret ved de fire grafer. Den røde og lilla graf viser ændringen i divergensfeltet med højden for henholdsvis en høj og lav nedbørsintensitet. Der er tale om en situation, hvor man skaber konvergens ved overfladen. Ændringen af divergensfeltet er negativ i de nedre lag og bliver lig 0 ved P b, hvorefter der skabes mere divergens i højden for at opfylde kravet om massebalance. Ændringen i højden er størst ved P max, som man antager er 0.2P b +0.8P t. Dette er bestemt empirisk ud fra konvektive celler. Kort beskrivelse af RA3 Ud over den netop beskrevne radar-nudging, der benyttes af RA3, er der naturligvis en række andre detaljer ved RA3, der er værd at kende, før vi skal se på nogle praktiske eksempler. Der tages ikke højde for afstanden mellem radaren og nedbøren i RA3, men det overvejes, om man skal arbejde på at få den implementeret. Men indtil da er det en usikkerhed, at nedbør langt borte ikke bliver målt, fordi radaren simpelthen skyder over. RA3 har udelukkende fokus på nowcasting, hvilket da også tydeliggøres ved det faktum, at en prognose er på 12 timer. Til gengæld foretages en kørsel hver time. RA3 er en udløber fra DMI s model til forudsigelse af glatføre, kaldet R03. Derfor har vi sammenlignet disse to modeller, da de har mange ligheder med undtagelse af radar-nudgingen. Både Vejret, 137, november 2013 side 35

R03 og RA3 har en opløsning på 3x3km med 40 vertikale lag. Radarsignalet, der bliver brugt i RA3, er valgt til at være det maksimale signal. Det er en fordel i et system som i Danmark, hvor flere radarers dækningsområder overlapper hinanden. På den måde sikrer man sig delvist mod udfald fra radarer. Senere skal vi dog se en ulempe som følge af dette, hvor Rømø-radaren har en instrumentel fejl, der giver et kraftigt signal. RA3 kører i tidsskridt af 10 minutter, hvorfor der også nudges hvert 10. minut. Både RA3 og R03 nudger desuden skyer, baseret på satellitbilleder, men hvor det sker med en frekvens på en time i R03, sker det med 15 minutter i RA3. Det foregår ved at justere tendenser i fugt og skyvand. Radar-nudgingen i RA3 foregår i 1.5 time efter analysen. Denne periode kaldes for nudgingperioden. Det vil altså sige, at alle radarsignaler observeret 1.5 time efter analysen bliver brugt til at nudge modellen imod det observerede. Denne tid er valgt på baggrund af, at det ca. tager så lang tid at beregne analysen. Som nævnt beregnes en ny analyse hver time, hvor man bruger et assimilationsvindue på +/- 45 minutter. Prognosen er tilgængelig for meteorologen ca. 2 timer efter analysetidspunktet. Da R03 kun bruges som et automatprodukt, har vi valgt også at sammenligne RA3 med de operationelle modeller S03 og SKA. Egentlig er S03 og SKA næsten samme model, men SKA er en videreudvikling af S03. S03 var i operationel brug d. 2. juli 2011. De store forskelle er, at SKA dækker et større område og har et nyt assimilationsskema for overfladen. Det er dog af mindre betydning for sammenligningerne i næste afsnit. SKA og S03 har en opløsning på 3x3km med 65 vertikale lag. Data-assimilationsteknikken er desuden lidt anderledes, men denne beskrivelse er udeladt her. Beskrivelse af hændelser Vi har udvalgt tre forskellige hændelser, hvor vi sammenligner RA3 med de netop omtalte modeller. Dette gøres for at identificere problemer og ikke mindst fordele ved RA3. Hen ad vejen har vi studeret mange forløb, men udvalgt tre, der beskriver hver sin situation og virker repræsentativ for, hvordan RA3 performer. Vi har valgt dem for at se, hvordan RA3 klarer sig i ekstreme vejrsituationer som d. 2. juli 2011, og i normale vejrsituationer med en betinget instabil atmosfære som d. 27. april 2013. Til sidst skal vi se en situation, hvor der er en instrumentel fejl på Rømøradaren. Figur 2. Øverst til venstre: RA3 2. juli 2011 12 UTC analyse + 1 time (gældende 13 UTC). Øverst til højre: R03 2. juli 2011 12 UTC analyse + 1 time. Nederst til venstre: SKA 2. juli 2011 12 UTC analyse + 1 time. Nederst til højre: Radardata 2. juli 2011 13 UTC. Overgangen fra grå til lysegrønne nuancer markerer skiftet fra mindre end 0.5 mm akkumuleret nedbør over 1 time til mere end 0.5 mm. Lysegul: 1-2 mm. Mørkegrøn: 2-5 mm. Gul: 5-8 mm. Orange: 8-16 mm. Rød: 16-33 mm. Mørkerød: 33-44 mm. Brun: > 44 mm. Denne skala er brugt på alle plots. 2. juli 2011 Pladsen tillader desværre ikke en længere gennemgang af vejrsituationen d. 2. juli 2011 her. For dette henviser jeg til den fulde rapport eller til Vejret nr. 128, hvor Niels Woetmann har givet en detaljeret beskrivelse af vejrsituationen, der er værd at læse. Den pågældende situation blev blandt andet valgt for at vurdere, om det havde været muligt at sende et varsel ud tidligere, end man reelt gjorde, hvis RA3 havde været i operationel brug den- side 36 Vejret, 137, november 2013

gang. DMI udsendte et risikovarsel kl. 0324 UTC, men det første egentlige varsel blev først sendt ud kl. 1646 UTC. RA3 kørsler gældende for 12 UTC, 13 UTC, 14 UTC og 15 UTC blev lavet for at blive sammenlignet med S03 12 UTC. Vi sammenligner ikke RA3 med andre kørsler for S03, siden disse ikke vil være tilgængelige i en operationel situation, eftersom S03 blev kørt hver 6. time. I det aktuelle tilfælde er sky-nudgingen i RA3 slået fra for på den måde at tydeliggøre effekterne af radar-nudgingen. Figur 2 viser 12 UTC analysen+1 time for RA3, R03 og S03, samt det filtrede radarsignal. De radarsignaler, der ses på figur 2, er de signaler, der bliver nudget ind i RA3. Husk på, at kun radardata 1.5 time efter analysen bliver brugt! Radar-nudgingen skulle gerne være ganske tydelig på figur 2. Det ses, at R03 har en celle med kraftig nedbør over Småland, men radaren viser ingen nedbør for dette område. Radardataene nudges ind i RA3, og resultatet er, at RA3 har mindre nedbør i dette område. Det er tydeligt, at RA3 er blevet justeret, eftersom der kun er lidt nedbør tilbage i forhold til R03. Det modsatte ses over Djursland, hvor R03 ikke har noget nedbør, men hvor radaren har en celle her. Det giver sig udslag i RA3, der beskriver cellen udmærket. Dette er forventet 1 time efter analysen, eftersom nudgingen stadig foregår på dette tidspunkt. Også nedbøren i forbindelse med varmfronten over Sønderjylland er nedjusteret i RA3 i forhold til S03. Figur 3 viser analysen 12 Figur 3. Øverst til venstre: RA3 2. juli 2011 12 UTC analyse + 4 timer (gældende 16 UTC). Øverst til højre: R03 2. juli 2011 12 UTC analyse + 4 timer. Nederst til venstre: SKA 2. juli 2011 12 UTC analyse + 4 timer. Nederst til højre: Radardata 2. juli 2011 16 UTC. Figur 4. Øverst til venstre: RA3 2. juli 2011 12 UTC analyse + 7 timer (gældende 19 UTC). Øverst til højre: R03 2. juli 2011 12 UTC analyse + 7 timer. Nederst til venstre: SKA 2. juli 2011 12 UTC analyse + 7 timer. Nederst til højre: Radardata 2. juli 2011 19 UTC. UTC+4 timer. En konvektiv celle er udviklet over Skåne og bevæger sig mod sydvest. På dette tidspunkt vil prognosen have været tilgængelig for meteorologen i omkring 2 timer. Radardata er ikke blevet nudged ind i RA3 i 2.5 timer. Den operationelle Vejret, 137, november 2013 side 37

model S03 har en udviklet celle over Skåne, men placeringen er ikke korrekt. Både RA3 og R03 beskriver situationen bedre end S03 på dette tidspunkt, men RA3 har cellerne en smule mere sydligt end R03, og beskriver dermed nedbørfeltet lidt bedre. Ingen af modellerne kan dog siges at beskrive situationen over Nordsjælland og Kattegat godt. Til gengæld beskriver RA3 cellen over Sydfyn bedst, men S03 kan også siges at beskrive denne tilfredsstillende. I Østersøen øst for Bornholm er der på dette tidspunkt dukket en anden stor celle op, der bevæger sig mod vest. Dette er beskrevet udmærket i RA3 og R03, hvorimod S03 slet ikke har den med. På grund af, at RA3 og R03 er meget ens i dette område, har vi konkluderet, at forskellen mellem RA3, R03 og S03 snarere skyldes, at modellerne er forskellige, end radarnudging. Det ses endvidere, at nedbørsintensiteten over Halland er lavere i RA3 end S03. Det generelle billede er, at RA3 performer en smule bedre end de andre modeller på dette tidspunkt, da RA3 har den mest korrekte placering af cellerne og deres intensitet. Figur 4 viser 12 UTC analysen + 7 timer. På dette tidspunkt har der været meget høj nedbørsintensitet over København i 1.5 time fra forskellige celler (se Vejret nr. 128, Niels Woetmann), og der har været et varsel ude fra DMI i 2.25 timer. På figuren ses en celle over København, der bevæger sig mod sydvest. Både RA3 og R03 har en celle syd for København. S03 og R03 har begge lave nedbørsmængder (relativt til det observerede) med 8-16mm som det højeste. Til gengæld er de højeste værdier over Skåne 16-32mm, hvorfor man kunne tænke sig, at cellerne ville forekomme kraftigst her. Figur 5. Øverst til venstre: RA3 2. juli 2011 14 UTC analyse + 5 timer (gældende 19 UTC). Øverst til højre: R03 2. juli 2011 14 UTC analyse + 5 timer. Nederst til venstre: RA3 2. juli 2011 12 UTC analyse + 7 timer med sky- og radar-nudging. Nederst til højre: Radardata 2. juli 2011 19 UTC. side 38 Vejret, 137, november 2013

Figur 6. Venstre: RA3 27. april 2013 09 UTC analyse + 1 time. Højre: Filtrerede radardata gældende kl. 10 UTC. Figur 7. Venstre: RA3 27. april 2013 09 UTC analyse + 3 timer. Højre: Filtrerede radardata gældende kl. 12 UTC. RA3 har ikke cellerne til at falde sammen unde bevægelsen fra Skåne til København, hvilket er en noget bedre beskrivelse. Ingen af modellerne har cellerne placeret korrekt, men dog rimeligt. Til gengæld har ingen af modellerne indikationer på, hvor meget nedbør der ville falde. Både RA3 og R03 performer bedre end S03, men en tydelig konklusion på om RA3 eller R03 performer bedst er ikke ligetil. Det lader til, at effekten af radar-nudgingen ikke tydeligt kan ses 7 timer efter analysen. Figur 5 viser 14 UTC analysen + 5 timer, samt RA3 12 UTC analysen + 7 timer (nederst til venstre) hvor sky-nudging er slået til. Figur 5 viser altså samme tidspunkt som figur 4, men med den forskel, at analysen er kommet tættere på, og at sky-nudging er slået til på det ene plot. Denne prognose ville have været tilgængelig omkring kl. 16 UTC. Kl. 14 UTC begyndte de første celler at dannes over Skåne, der hurtigt bevægede sig mod sydvest med den generelle strømning. 14 UTC er den første analyse, hvor cellerne over Skåne er blevet nudged ind i RA3 i hele nudgingperioden (i 12 UTC analysen blev fraværet af nedbør nudged ind). RA3 og R03 14 UTC er nogenlunde ens, men der er vigtige forskelle at bemærke. RA3 har kraftigere nedbørsfelter og cellerne er placeret mere korrekt. Det ses også, at RA3 lader cellerne dø ud, når de når Vestsjælland og Fyn, som det også blev observeret d. 2. juli. R03 har en tendens til at bygerne i højere grad fortsætter vestover. Sammenligner man figur 4 og figur 5 ses det tydeligt, at bygerne over Skåne, der er blevet nudged ind i RA3 14 UTC, har haft afgørende betydning for en Vejret, 137, november 2013 side 39

bedre prognose end R03. Endnu bedre bliver resultatet, når sky-nudging bliver slået til. Dette ses nederst til venstre på figur 5. Det viser 12 UTC analysen + 7 timer. Uden sky-nudging var denne ikke signifikant bedre end R03, men med sky-nudging opnår vi en langt bedre prognose. Nedbørsmængderne er stadig for lave, men placeringerne er meget godt beskrevet. Det ses, at hvis radar- og sky-nudging benyttes sammen, er prognosen brugbar mindst 7 timer frem i denne situation. Endvidere er det sandsynligt, at hvis RA3 havde været i operationel brug d. 2. juli ville man kunne have sendt et varsel ud tidligere. Det er også sandsynligt, at man ville opnå et bedre resultat hvis man havde radar-nudging tilgængelig for et større område, eksempelvis ved at inkludere svenske og tyske radardata. Især svenske radardata havde været gavnlige i denne situation grundet strømningen. Dataene er dog ikke helt så lige til at inkludere, som det lyder. Figur 8. Observationer fra Anholt vindmøllepark d. 27. april 2013 fra kl. 09 UTC til 17 UTC. Det ses at vinden ikke veerer, som den gør i RA3 efter nudgingperioden. 27. april 2013 I 2. juli-tilfældet blev det vist, hvordan nudging af radardata forbedrer prognosen fra RA3. Det er sikkert, at RA3 s performance er forbedret kraftigt af nudging af radardata i nudgingperioden, som man ville forvente. Men der er nogle problemer i de efterfølgende tidsskridt - man er ikke garanteret en bedre prognose efter nudgingperioden. De atmosfæriske forhold skal tillade effekterne af nudgingen, for at disse varer ved. Gør de ikke det, forsvinder effekten af radar-nudgingen hurtigt efter nudgingperioden, som forløbet den 27. april viser. I dette kan man også direkte se nudgingens effekt på vindfeltet. Jeg udelader en længere beskrivelse af vejrsituationen her og Figur 9. Venstre: RA3 27. januar 2013 12 UTC analyse + 10 min. Højre: Filtrerede radar data gældende kl. 12 UTC. Radardataene kl. 12 UTC er nudged ind i RA3, og effekterne ses tydeligt på det næste output kl. 12.10 UTC. side 40 Vejret, 137, november 2013

Figur 10. Venstre: RA3 27. januar 2013 12 UTC analyse + 2 timer 20 min. Højre: Filtrerede radar data gældende kl. 14.10 UTC. På dette tidspunkt er der ikke blevet nudged radardata ind i RA3 i 1 time, men effekterne er stadig tydelige. henviser i stedet til artiklen side 2: "Læ-lavtryk og skypumper" af Leif Rasmussen. hvor det er også er muligt at se et output fra SKA denne dag, som ikke er vist her. Se også [3]. D. 27. april 2013 lå Danmark nedstrøms et øvre trug, og et lavtryk var placeret over Finland. Det gav en strømning fra nord. Grundet strømningen over de norske fjelde blev der skabt et nedre trug over Skagerrak, således at der var opadstigende luft over Nordjylland. En radiosondering fra Schleswig 12 UTC (ikke vist) fortalte, at atmosfæren var betinget instabil. Nordjylland og Schleswig befinder sig i samme luftmasse, og derfor anses sonderingen for at være repræsentativ. Denne situation gav flere konvektive celler over Nordjylland, der flyttede sig langsomt mod sydøst med strømningen. Figur 6 viser RA3 09 UTC analysen + 1 time og det tilhørende filtrerede radarbillede (indenfor nudgingperioden). Det ses, at der er celler i RA3 andre steder end blot Nordjylland (over dansk område). Disse ses over Midtjylland. I R03 (ikke vist) ses det, at disse celler har større nedbørsintensitet. Radaren måler ingen nedbør her, hvorfor de er blevet nedjusteret i RA3 ift. R03. I R03 er der generelt meget mere bygeaktivitet over hele Jylland. Det lader altså til, at R03 favoriserer dannelsen af byger. Figur 7 viser RA3 09 UTC analysen + 3 timer. Dette plot er valgt, da det er et af de første brugbare outputs fra RA3 for meteorologen. Det ses tydeligt, at RA3 har mere bygeaktivitet, end der observeres. Det sker relativt kort tid efter nudgingperioden, hvorfor nudgingen ikke har haft en længerevarende gavnlig effekt i denne situation. Det er en af RA3 s største problemer, at nudgingen ikke altid har en effekt langt frem i tid. Denne tendens er desværre set i mange situationer, både ved fravær og tilstedeværelse af nedbør. Det ses dog oftest, når man nedjusterer ved at øge divergensen under skybasen. I dette forløb er det muligt at se effekten på vindfeltet direkte. Den røde cirkel på figur 6 og figur 7 viser det interessante område. Figur 8 viser observationer fra Anholt vindmøllepark denne dag. Det ses at vinden ikke veerer (drejer mod højre) signifikant i denne periode. Sammenligning med figur 6 viser, at RA3 beskriver vindfeltet i dette område godt. I R03 (ikke vist) er vinden fra øst kl. 10 UTC. Det viser, at RA3 i dette tilfælde opretholder det rigtige vindfelt på grund af nudgingen (ved at skabe divergens under skybasen og dermed nedjustere nedbørsintensiteten). Figur 7 viser dog at denne effekt er helt forsvundet 1.5 timer efter nudgingperioden. Vinden er drejet om i øst grundet bygeaktiviteten over Djursland. En af årsagerne til, at nudgingen kun har ringe effekt i dette eksempel, kan til dels være en inversion i mellemhøjde, der kan forklare, hvorfor bygeaktiviteten Vejret, 137, november 2013 side 41

ikke var så udbredt i virkeligheden. Denne inversion var ikke opløst af RA3 s vertikale opløsning. SKA var den model, der beskrev denne vejrsituation bedst. SKA har som nævnt en bedre vertikal opløsning og har således kunnet beskrive inversionen tilfredsstillende. 27. januar 2013 Vi skal kort se på de negative konsekvenser, der er ved at inkludere radardata i en NWP model. Denne sektion omhandler kun effekten af fejl i radarsignalet, og derfor fokuseres der kun på RA3. En varmfront passerede Danmark fra sydvest og gav nedbør til det meste af landet i løbet af dagen. Da nedbørfeltet bevægede sig ind over den sydvestlige del af landet, kunne man på signalet fra Rømø-radaren se en stationær cirkelformet struktur af kraftig nedbør (se figur 9). Denne ring (der populært omtales som Ring of Fire ) var stationær i hele nedbørsperioden. Årsagen til denne struktur kunne ikke identificeres, men den kan skyldes både hardware og software fejl. Det er klart, at en meteorolog, der bruger radarbilledet på figur 9, hurtigt vil opdage, at der er tale om en fejl på Rømø-radaren, og dermed vil det ikke umiddelbart påvirke meteorologens arbejde. Men outputtet fra RA3 er i dette tilfælde ikke brugbart. Signalet blev ikke filtreret og blev dermed nudged ind i RA3, hvilket giver et tydeligt urealistisk nedbørfelt. Det bemærkes, at man ved at benytte sig af det maksimale signal forøger effekten af fejlen i dette tilfælde. Figur 9 viser RA3 12 UTC analyse + 10 min. Det ses, af nudgingen er aktiv og forcerer kraftigt som følge af det forkerte signal fra radaren. Signalet forekommer i hele nudgingperioden og har dermed store konsekvenser for prognosen, eftersom det ikke beskriver et reelt fysisk fænomen. Efter nudgingperioden vil modellen søge mod normale tilstande igen, da den kraftige nedbør ikke er tilladt i atmosfæren på dette tidspunkt. Dette vil dog ikke blive en troværdig prognose på grund af den kraftige forcering i nudgingperioden. Det ses på figur 10, at effekten af nudgingen stadig er synlig 50 min efter nudgingperiodens ophør. Nedbøren er dog ikke helt så kraftig, og ringstrukturen er mere udjævnet. Den kraftige forcering ses tydeligt, og det skulle fremgå klart, hvorfor det er vigtigt, at kun rigtige signaler bliver brugt i nudgingen. Vi så i sidste afsnit, hvordan effekten af nudgingen kunne ses direkte på vindfeltet. Forløbet har illustreret en meget kraftig forcering, hvor den generelle strømning også har haft relativt høje værdier. Ved sammenligning af vindfeltet beskrevet af RA3 og observationer, har vi ikke kunnet identificere større forskelle som følge af nudgingen. Effekterne af nudgingen kan kun ses direkte på vindfeltet, når den generelle strømning har relativt små værdier. Derfor mener vi ikke at nudgingen har ødelæggende indvirkning på vindfeltet. Denne begivenhed viser tydeligt hvor vigtigt det er, at man benytter sig af filtrerede, repræsentative radardata i NWP modeller, når disse bliver brugt til nudging. I denne situation blev modellen næsten ubrugelig til nowcasting. Det er en risiko, man tager, når man benytter sig af radardata til nudging, som ikke skal underestimeres, eftersom der er mange kilder til fejl, der i større eller mindre grad kan ødelægge radardataene. Det ses fra tid til anden, at ikke-repræsentative signaler er nudged ind i modellen. Hvorvidt disse fejl har indflydelse på prognosen afhænger af på hvilket tidspunkt i nudgingperioden, de er blevet nudged ind. Bliver et forkert signal nudged ind i starten af nudgingperioden, vil den efterfølgende nudging kunne justere fejlen med de efterfølgende korrekte data. Bliver der til gengæld nudged forkerte signaler ind i modellen til sidst i nudgingperioden, kan nudgingen ikke nå at rette dette til efterfølgende tidsskridt. Dermed gives modellen ansvaret for at finde tilbage til normale tilstande. Konklusion Tre forløb af forskellig karakter er blevet gennemgået, og fordele og ulemper ved RA3 er blevet identificeret. Det er blevet vist, at nudging af radardata giver en bedre beskrivelse af nedbørfeltet i nudgingperioden. Det er vist, at det er altafgørende, at atmosfærens tilstand i RA3 og i virkeligheden er tilnærmelsesvis ens, for at effekten af nudgingen varer ved i de efterfølgende tidsskridt efter nudgingperioden. På baggrund af studiet af d. 2. juli 2011 konkluderes det, at effekten af nudgingen forbedrer prognosen det første par timer efter nudgingperioden. For de senere tidsskridt kan det konkluderes, at både radar- og sky-nudging er vigtige, og at kombinationen af dem giver det bedste resultat. side 42 Vejret, 137, november 2013

Når både radar- og sky-nudging er slået til, opnås en prognose, der er forbedret op til 7 timer efter analysetidspunktet. Havde RA3 været operationel d. 2. juli 2011, er det sandsynligt, at man havde kunnet udsende et varsel flere timer før. Studiet af d. 27. april 2013 identificerede et af de største problemer ved RA3. Det blev vist, at nudgingen næsten ikke har nogen effekt efter nudgingperioden, hvis tilstanden af atmosfæren i RA3 ikke er konsistent med virkeligheden. Derudover blev det fremhævet, at det var muligt at se effekten af nudgingen direkte på vindfeltet. Disse effekter forbedrer eller forringer vindfeltet. Dog er effekterne små og har ikke ødelæggende indvirkning på vindfeltet. Dette er også underbygget af studiet af d. 27. januar 2013 hvor disse effekter ikke var at finde. Vigtigheden af at bruge korrekte, repræsentative data blev tydeligt vist i studiet af d. 27. januar 2013. Det blev beskrevet, hvordan ukorrekte radardata kan ødelægge hele prognosen. På trods af, at det er et ekstremt tilfælde, er det ikke unikt, eftersom ukorrekte radardata er svære at identificere og ikke altid bliver filtreret. På baggrund af studierne af d. 2 juli 2011 og d. 27 april 2013 er konklusionen, at den bedste performance af RA3 opnås, når nedbør nudges ind i modellen, og ikke, hvor man forsøger at fjerne nedbør. I de tilfælde, hvor man nudger fraværet af nedbør ind i modellen og dermed fjerner nedbør, har modellen allerede tendensen til at skabe nedbør. En forbedring af RA3 kan være at udvide radardækningen ved at inkludere radardata fra for eksempel Sverige og Tyskland. Dette vil øge arealet, hvor der korrigeres som følge af nudging. Dog er det nødvendigt at kigge på RA3 s beskrivelse af den vertikale profil af atmosfæren. Hvis denne ikke stemmer overens med virkeligheden, vil korrektionerne ikke vare ved efter nudgingperioden. Referencer (1) Louis J. Battan. Radar observation of the atmosphere p. 44-85. The University of Chicago press, 1973. (2) Miyuki Fujiwara. Raindropsize Distribution from Individual Storms. Journal of the Atmospheric Sciences, 1965. (3) Anton Almgren & Kasper Hintz. A Case Study of the Effect of nudging Radar Data into the pre-operational DMI NWP Nowcasting Model RA3, 2013. (4) Niels Woetmann. Skybruddet over København d. 2. juli 2011. Vejret nr. 128, 2011. (5) Eugenia Kalnay. Atmospheric Modelling, Data Assimilation and Predictability. Cambridge University Press, 2003. (6) Ulrik S. Korsholm & Claus Petersen & Henrik Vedel. Assimilation of Radar Precipitation in the DMI-HIRLAM now-casting System - Methodology and preliminary Results. Danish Meteorological Institute, 2013. (7) William R. Cotton & Richard A. Anthes. Storm and Cloud Dynamics. Academic Press, Inc., 1989. (8) Per Unden et. al. HIRLAM-5 Scientific Documentation. SMHI 2002. (9) James R. Holton. An Introduction to Dynamic Meteorology. Elsevier Academic Press, 2004. (10) C. D. Jones & B. Macpherson. A latent Heat nudging Scheme for the Assimilation of Precipitation Data into an operational mesoscale Model. Journal of Applied Meteorology, 1997. (11) Niels Woetmann. Technical Report 06-02 - A short Introduction to the Dynamics of severe Convection. Danish Meteorological Institute, 2005. Vejret, 137, november 2013 side 43

Kraftige storme med oprindelse i Nordatlanten Af Sebastian Pelt, meteorologistuderende, Københavns Universitet Mandag den 28. oktober 2013 passerede et kraftigt lavtryk tværs over Danmark fra sydvest mod nordøst og gav ophav til de højest målte vindhastigheder i landet, siden DMI begyndte at foretage observationer i 1874. På Røsnæs blev der registreret en middelvind på 39,5 m/s og ved Kegnæs på Als blev der klokken 15.10 registreret et vindstød på 53,5 m/s (104 knob). Desuden blev der også her målt en 10- minutters middelvindsværdi på 38,7 m/s. Den tidligere rekord var fra orkanen den 3. december 1999, hvor der på Rømø blev målt en middelvind på 38,1 m/s og vindstød på 51,4 m/s, inden stationen blev sat ud af drift på grund af stormflod. I denne artikel sættes der fokus på andre lavtryksudviklinger i Nordatlanten, hvor der også er målt usædvanligt høje vindhastigheder. Kraftige ekstratropiske lavtryksudviklinger generelt Hvert vinterhalvår på den Nordlige Halvkugle dannes adskillige barokline lavtryk ( front-lavtryk ), men nogle udvikler sig langt mere eksplosivt end andre. De mest intense udviklinger er kendt som bombe-udviklinger, hvor lufttrykket i centret falder med mindst 24 hpa på 24 timer hvilket også klassificerer lavtrykket som en klasse-1 bergeron. Generelt skal flere betingelser være opfyldt førend der kan opstå ekstratropisk cyklogenese; baroklin instabilitet, lav statisk stabilitet (jo mindre horisontal udstrækning lavtryksudviklingen har, jo lavere statisk stabilitet kræves der), og gennem hele udviklingen finder der en positiv feedback-proces sted mellem temperaturadvektion i den nedre del af troposfæren og vorticityadvektion i den øvre del. Derudover bidrager latent varmefrigivelse i forbindelse med nedbørdannelsen til at maksimere den positive feedback ved at reducere den statiske stabilitet yderligere, således at positive vertikalhastigheder vokser, hvilket igen medfører øget trykfald ved overfladen med et kraftigere horisontalt vindfelt, og på den måde forstærkes den positive feedback. Jo større baroklinicitet, jo lavere statisk stabilitet, jo mere effektiv tilbagekobling der finder sted, og jo større diabatisk opvarmning jo mere eksplosivt kan lavtrykket udvikles. Derudover spiller tilstedeværelsen af jet streaks i den øvre troposfære en væsentlig og vigtig rolle i udviklingen af lavtrykket, hvilket dog ikke vil blive berørt i det følgende. Selvom latent varmefrigivelse virker intensiverende på ekstratropiske lavtryksudviklinger (se eksempelvis [1] og [2]), så kan dannelsen i teorien sagtens finde sted i en atmosfære helt uden vanddamp. Den energi, der er til rådighed ved dannelsen af ekstratropiske lavtryk, kaldes den tilgængelige potentielle energi (Available Potential Energy APE), og kan konverteres til kinetisk energi i lavtrykkets vindfelt, når der sker en omlejring af luftmasser med forskellig densitet. Det vil med andre ord sige, at en termisk direkte cirkulation transformerer potentiel energi til kinetisk energi. Der er en klar sammenhæng mellem den oprindelige temperaturforskel mellem de to luftmasser (og dermed også størrelsen af den potentielle energi) og den mængde kinetisk energi, lavtrykket kan få i sit horisontale vindfelt. Selvom aspektforholdet for ekstratropiske lavtryk viser, at den vertikale udbredelse er langt mindre end den horisontale, er det den vertikale omlejring af luftmasser, der giver udslag i den energitransformation, der finder sted, og som leverer den mængde kinetisk energi til lavtrykkets vinde. Lavtrykkets 'giftige hale' og de kraftigste vinde ved overfladen Styrken af vindfeltet omkring et ekstratropisk lavtryk er ikke fuldstændig homogent, men der er derimod oftest et maksimum i side 44 Vejret, 137, november 2013

vindhastighed på lavtrykkets sydside eller nærmere på højre side set i lavtrykkets bevægelsesretning. I kraftige bombeudviklinger afsnøres der ofte en lomme af varm luft omkring lavtrykscenteret, og under denne proces intensiveres en kraftig low level jet (LLJ). Denne er til tider omtalt som lavtrykkets giftige hale [3], og det er hér de kraftigste vinde forekommer. Jetten opstår i første omgang normalt ved lavtrykkets nordøstlige kvadrant, men breder sig rundt om centeret mod syd i en spiralerende bevægelse mod uret. Risikoen for vindekstremer ved overfladen vokser i takt med, at skydråber fra skybåndet associeret med LLJ'en fordamper under indflydelse af den såkaldte tørre intrusion (et område med tør luft, der i mellemhøjt niveau breder sig ind over området ved frontzonen, med oprindelse fra den arktiske tropopause), som er med til at destabilisere troposfæren og gøre den potentielt instabil. Derved øges muligheden for konvektion, og som før nævnt medvirker fordampning af nedbørspartikler til at maksimere størrelsen af eventuelle downbursts, der ved overfladen mærkes som kraftige og ødelæggende vindstød. I meget voldsomme tilfælde taler man endog om begrebet sting jet, hvor der forefindes en så intens LLJ at vindstødene ved overfladen kan nå ekstreme værdier på >50 m/s. Det er ikke alle bombeudviklinger, hvori der udvikles en sting jet. Eksempler på usædvanligt kraftige ekstratropiske lavtryksudviklinger I starten af det 20. århundrede var der langt færre meteorologiske målestationer, og generelt var datidens anemometre af ringere kvalitet end i nutidens, hvilket naturligvis medfører, at der er en signifikant reduktion af observationsdata til sammenligning med det målenet, som findes nu til dags. Af ovennævnte årsager er kraftige storme og orkaner rent observationsmæssigt væsentligt ringere belyst, og det må også forventes, at der findes en større usikkerhed på de målinger, der alligevel er foretaget. Der kan derfor være en tendens til, at de kraftigste vinde omkring stormene i den første del af det 20. århundrede ikke er toppet i nærheden af en målestation, og de maksimale vindhastigheder i forbindelse med stormene kan derfor med større sandsynlighed være indtruffet i et område, hvor der ikke har været placeret en målestation. I det følgende omtales et antal udvalgte, usædvanligt kraftige bombeudviklinger fra Nordatlanten. Figur 1. Vejrkort fra den 25. december 1902 kl. 21 dansk tid. Et kraftigt lavtryk på 720 mm Hg ~ ca. 960 hpa, passerer lige nord om landet og giver middelvinde af orkanstyrke over det sydlige Skandinavien. Fra [4]. Julestormen 1902 En af de første, der ramte landet i det 20. århundrede, er sidenhen blevet kendt som Julestormen (figur 1). Den hærgede landet natten mellem den 25. og 26. december 1902. Der er ikke mange meteorologiske data fra stormen, men en enkelt måling fra en ballonstation fra Hald i Midtjylland meldte om en time-middelvindsværdi på hele 35 m/s, hvilket er usædvan- Vejret, 137, november 2013 side 45

lig højt for en indlandsstation. Til sammenligning var den højeste time-middelvindsværdi ved Kegnæs ved orkanen den 28. oktober 2013 på 33,9 m/s. Der er derfor stor sandsynlighed for at de kraftigste vindstød i forbindelse med julestormen har nået 50 m/s eller derover. Ved Kullen Fyr i Sverige måltes en 10-minutters middelvind på hele 40 m/s i forbindelse med orkanen, men her er der ikke vindstødsdata [4]. Oktoberstormen 1967 I løbet af oktober 1967 passerede en lang række lavtryk tæt forbi landet og medførte, at måneden blev den mest nedbørrige nogensinde målt i landet med i alt 177 mm. Ét af de mange lavtryk, der passerede forbi, udviklede sig dog langt mere eksplosivt end de andre og endte med at give os en meget kraftig storm. Lavtrykket bevægede sig under kraftig uddybning fra sydvest mod nordøst tværs gennem landet og gav især den sydøstlige del af landet meget voldsomt vejr. Ved Kegnæs måltes der en middelvind på 31,4 m/s, og især er det ekstremt, at der i Kastrup Lufthavn og ved Værløse blev målt 10-minutters middelvinde henholdsvis på 28,8 m/s og 27,8 m/s hvilket svarer til stærk storm og storm. Det er middelvinde, der på de pågældende stationer ikke er målt højere hverken før eller siden. Ved Værløse blev der desuden meldt om vindstød på >40 m/s, da vindmåleren satte ud, og i Kastrup >35 m/s. Begge steder har vindstødene sandsynligvis toppet med værdier mellem 40 og 45 m/s. Senere, da lavtrykket fortsatte sin bevægelse mod nordøst, blev Figur 2. Overfladekort fra 16. oktober 1987, 06 UTC, der viser lufttryk og placering af fronter, samt enkelte vindobservationer. The Great Storm har netop kulmineret over det sydvestlige England, og lufttrykket er analyseret til at være 960 hpa. Fra [7]. der på sydspidsen af den svenske ø Öland målt en middelvind på 40 m/s, hvilket til dato er den højest målte verificerede middelvindsværdi i Sverige ved en målestation udenfor bjergområder [5]. The Great Storm of 1987 Natten mellem den 15. og 16. oktober 1987 udviklede et baroklint lavtryk sig meget voldsomt sydvest for de Britiske Øer, og under hastig uddybning bevægede det sig mod nordøst i retning af Kanalegnene (figur 2). Lufttrykket nåede et minimum på 953 hpa, da lavtrykket nåede sin maksimale uddybning. I det sydøstligste England blev der igennem 4 timer målt vindstød på over 36 m/s, og ved Pointe du Roc i Normandiet (Frankrig) blev der registreret et vindstød på hele 60,3 m/s, se [6]. Ligesom ved oktoberstormen 20 år tidligere i Danmark ramte 1987-stormen landområder, mens der endnu var en del løv på træerne, hvilket førte til omfattende ødelæggelser på især løvskove. De ekstreme vindstød i forbindelse med stormen kan med stor sandsynlighed tilskrives en meget intens sting jet, der har passeret ind over Kanalegnene SSV for lavtrykscenteret. Nytårsorkanen 1992 Nytåret 1992 vil i det vestlige Norge og nordlige Skotland mestendels blive husket for en ekstremt kraftig storm, der fejede ind over ovennævnte områder. Allerede nytårsaftensdag 1991 tegnede lavtrykket sig til at udvikle sig særdeles eksplosivt. På satellitbilleder kunne man således genfinde et såkaldt skyhovede, der er et sikkert tegn på en usædvanlig kraftig lavtryksudvikling, og det var tydeligt, at der på vestsiden af lavtrykkets projicering på overfladen var et skyfrit område, hvilket indikerer tilstedeværelsen af den tidligere omtalte tørre intrusion. Under orkanens passage regi- side 46 Vejret, 137, november 2013

strerede Meteorologisk Institut i Norge rekordhøje vindhastigheder. Således blev der ved Svinøy og Skalmen Fyr målt middelvinde på 46 m/s og vindstød på 62 m/s, hvilket selv for kraftige ekstratropiske orkaner er usædvanligt høje værdier. Intensitetsmæssigt er det ækvivalent med en kraftig tropisk kategori-2 orkan. Uofficielt blev der endda meldt om vindstød på over 67 m/s på Shetlandsøerne. I kølvandet på orkanen har det norske Meteorologiske Institut vurderet, at en lignende orkan først vil ramme landet igen om 200 år. [8]. The Braer Storm of 1993 Den orkan, der siden er blevet kendt som The Braer Storm of 1993, er til dato det mest intense ekstratropiske lavtryk, der er registreret på den Nordlige Halvkugle (figur 3). Den 10. januar 1993 om aftenen nåede overfladetrykket en værdi på mellem 912 og 915 hpa, hvilket er en trykværdi, der normalt kun forefindes i meget kraftige tropiske cykloner. Fra dets dannelse den 8. januar til dets fuldt udviklede stadie var der en gennemsnitlig negativ tryktendens på næsten 2 hpa/time, eller mere præcist 94 hpa på 48 timer. Da orkanlavtrykket kulminerede, herskede der vinde af kulingstyrke over det meste af Nordatlanten fra New Foundland til Spanien og fra den norske vestkyst til den grønlandske østkyst. Den ekstreme udvikling skete i et område med usædvanlig stor baroklin instabilitet og med tilstedeværelsen af en meget kraftsig jet streak i den øvre troposfære. Lykkeligvis kulminerede orkanen langt ude over havet, men det betød, at der var få egentlige vindobservationer i forbindelse med det. Ud fra teoretiske beregninger af den geostrofiske vind(se faktaboks) er de maksimale middelvinde vurderet til at være på mindst 53 m/s [9] og [10]. Braer-stormen fik sit navn efter en stor olietanker ved navn 'Braer'. Den gik på grund ved Shetlandsøerne og lækkede massive mængder olie i havet. Orkanerne i december 1999 I december 1999 udviklede tre ekstratropiske lavtryk sig så voldsomt, at de alle nåede middelvinde af orkanstyrke. Det første der herhjemme er kendt som decemberorkanen 1999 og af tyskerne som Anatol blev det kraftigste af de tre, og der er bred konsensus om, at det er den kraftigste storm, der har ramt Danmark i den tid, hvor der har været meteorologiske målinger. På Rømø måltes middelvinde på 38,1 m/s og samme sted vindstød på 51,4 m/s, inden måleren blæste i stykker. På boreriggen Mærsk Endeavour i Nordsøen blev der (i 48 meters højde) målt middelvinde på 51,4 m/s og vindstød på 59,2 m/s [12]. Under passagen af landet nåede lufttrykket en værdi på 952,4 hpa, og orkanen er sidenhen af DMI klassificeret som en landsdækkende kategori-4 storm, W4 [13]. I slutningen af december blev der med blot halvandet døgns mellemrum dannet to meget kraftige storme, der i Tyskland fik navnene hhv. Lothar og Martin. Begge bevægede sig ind over Frankrig og det sydlige Tyskland og resulterede i store ødelæggelser. I forbindelse med Lothar blev der målt vindstød på 51,1 m/s og ved Martin 55 m/s ved den franske atlanterhavskyst. Figur 3. Satellitbillede fra den 11. januar 1993 06Z, morgenen efter at den ekstreme Braer-storm har kulmineret i Nordatlanten med et centertryk på 912 hpa. Foto: EUMETSAT (Meteosat-4). Fra [11]. Stormene i januar 2005 Som i slutningen af december 1999 udvikledes to storme sig med kort mellemrum i starten af januar måned 2005. Den før- Vejret, 137, november 2013 side 47

Faktaboks: Den geostrofe vind Den geostrofiske vind er den vind der blæser langs med parallelle isobarer, og fremkommer ved at isolere v i ligningen for den geostrofe balance f*v = ( 1/dens )*( p/ n ), hvor f betegner coriolisparametret, "dens" luftens densitet, og dp/dn, den horisontale trykgradient. Den geostrofiske balance forekommer sjældent i atmosfæren, da isobarerne normalt krummer, og gælder ideelt set kun, hvis krumningsradius på isobarerne går mod uendelig (R -> ). I virkeligheden er det mere korrekt at benytte gradientvinden, hvor bidraget fra centrifugalaccelerationen også er inddraget, hvorimod den geostrofiske balance, kun er balanceret af trykgradientkraften og corioliskraften, men den geostrofiske vind er en god approksimation til hvor meget det 'kan' blæse mellem tryksystemer, når man kender trykfaldet over en respektiv afstand. Det skal i øvrigt bemærkes, at den geostrofiske vind blæser over det atmosfæriske grænselag, da der ved overførsel af angulær impuls fra atmosfæren til overfladen via friktion sker en reduktion af vindhastighden, samt et ophør i den geostrofiske kraftbalance. Den geostrofiske vind er derfor i teorien ikke den egentlige vind, vi måler ved overfladen. ste, der den 8. januar også ramte Danmark, er i Skandinavien kendt som Gudrun, da den især medførte meget store ødelæggelser i de sydsvenske skove (figur 4). De højeste vindhastigheder i forbindelse med lavtrykket blev målt i Hanstholm, hvor middelvinden toppede ved 35 m/s og vindstødene ved 46 m/s. Usædvanligt var det, at stort set hele landet var ramt af storm. Blandt andet blev der målt vindstød af orkanstyrke (>32,6 m/s) fra Skagen i nord til Kegnæs i syd, og fra Blåvands Huk i vest til Hammer Odde på Bornholm i øst. Stormen fik senere hen kategorien W3. Tre døgn senere blev en anden kraftig storm dannet vest for Irland og fik navnet Gero. Orkanen ramte Nordirland og Skotland, og i sin mest intense fase nåede centertrykket en værdi på 944 hpa. I Skotland og på Hebriderne blev der målt vindstød på mellem 45 og 50 m/s, men flere steder blæste anemometrene i stykker i forbindelse med den kraftige storm. Afslutning I artiklen er der blevet gjort rede for en række kraftige ekstratropiske lavtryksudviklinger i Nordatlanten. I kølvandet på den lokale, men meget kraftige storm, der ramte landet den 28.oktober i år, var det derfor interessant at sammenligne med andre meget kraftige storme. Stormen den 28. oktober var usædvanlig, dels fordi den var meget kortvarig og passerede tværs gennem landet på kort tid, dels fordi der blev registreret rekordhøje vindhastigheder i Danmark. Sidstnævnte skyldes formentlig tilstedeværelsen af en meget kraftig sting jet, der via konvektion og fordampning fra nedbørspartikler medførte meget kraftige vindstød ved overfladen i et geografisk smalt bælte SSV for lavtrykscenteret. Figur 4. Omfattende skovfald i Skåne efter den kraftige storm Gudrun den 8. januar 2005. Fra [14]. side 48 Vejret, 137, november 2013

Set i større perspektiv er stormen stadigvæk meget kraftig, men på ingen måde rekordagtig sammenlignet med de mest intense ekstratropiske lavtryksudviklinger, man har registreret i Nordatlanten. I de voldsomste af slagsen forekommer der middelvinde på omkring 50 m/s og vindstød på op til 65 m/s samt trykfald til under 930 hpa. De lavtryksudviklinger, der er kort beskrevet i ovenstående, er valgt subjektivt ud, da listen af kraftige storme er meget lang. To kraftige orkaner, der ikke er medtaget, ramte Færøerne hhv. den 7. marts 1997 og den 15. januar 1999. Ved begge begivenheder måltes der ved Mykines Fyr middelvinde på 50,0 m/s og i 1997 sågar vindstød på 66,9 m/s [15]. Det skal dog i den forbindelse nævnes, at Mykines Fyr befinder sig mere end 10 meter over havniveau. Den usikkerhed, der som omtalt knytter sig til vindmålingerne fra (især) første halvdel af det forrige århundrede, og som beror på både målernes antal og den anvendte teknik, betyder, at der teoretisk set kan have været målt højere vindstød end 53,5 m/s både i 1902 og i 1967, samt i 1999, hvis vindmåleren ikke var stoppet med at virke på Rømø. Referencer [1] Nielsen, Niels Woetmann og Bent Hansen Sass, 2003. A Numerical, high-resolution study of the life cycle of the severe storm over Denmark on 3 December 1999. [2] Høgsholt, Danny og Pernille Kirstein Hansen, 2010. Case studies of the effect of latent heat release on extratropical cyclogenesis. [3] Nielsen, Niels Woetmann, 2008. Udviklingsmønsteret i kraftige extratropiske lavtryk, del 4. VEJRET 117, s. 12-20. [4] SMHI, 2011. Den stormiga julen 1902. http://www.smhi. se/kunskapsbanken/meteoro- logi/den-stormiga-julen-1902-1.5693 [5] http://www.smhi.se/kunskapsbanken/meteorologi/vaderrekord-1.5782 [6] Metoffice, 2008. The Great Storm of 1987. [7] Metoffice, 2012. How did the 'Great Storm of 1987' develop? http://metofficenews. wordpress.com/2012/10/12/ how-did-the-great-storm-of- 1987-develop/ [8] Fra Meteorologisk Institut i Norge: http://met.no/?mod ule=articles;action=article. publicshow;id=1080 [9] http://en.wikipedia.org/wiki/ Braer_Storm_of_January_1993 [10] Burt, Stephen, 1993. Another new North Atlantic low pressure record. [11] Burt, Christopher C, 2011. Super Extra-tropical Storms; Alaska and Extra-tropical Record Low Barometric Pressures. [12] http://www.dmi.dk/vejr/arkiver/normaler-og-ekstremer/ [13] Cappelen, John og Stig Rosenørn. Storms in Denmark since 1891. http://www.dmi.dk/fileadmin/user_upload/stormlisten/ storme-2.pdf [14] http://www.civil.se/frg/media/stormen-gudrun/ [15] http://www.dmi.dk/faeroeerne/arkiver/vejrekstremer/