Sejlerkursus/Basisteori 2012-2013 SEJLER meteorologi Tirsdag, den 26. feb. 2013 Rasmus Hjorth 1
SEJLER meteorologi SSK TEORI Faget formål: Indhentning af vejr til sejlplanlægning, så I kan færdes sikkert i indre og kystnære danske farvende. (indhentning vejroplysninger, farligt vejr, o.l.) Ekstra stof: Basalt kendskab til vejrsituationer Udnyttelse af vejret Appetitvækker til egen daglig interesse.. vinden er vort brændstof vinden er sejlerens muligheder for oplevelse. 2
SEJLER meteorologi SSK TEORI Lærebog? Den perfekte lærebog til jer findes ikke. Men nogle muligheder: Himmel og Hav Svend Albrechtsen, 2003, 188 kr. Bogen bruges bl.a. til at dække yachtskipper-3 pensum Sejlermeteorologi Svend Albrechtsen, 2006, 125 kr. (hos Dansk Sejlunion) Almen bog for lystsejlere Meteorologi og Oceanografi.. Mette Hundahl, 2003, 625 kr. Bogen. Lærebog for søfartsuddannelser. 3
SEJLER meteorologi SSK TEORI Her følges ingen af de nævnte bøger. Læs Duelighedsbogens afsnit om vejr. s90-s94. Præsentationen lægges på internet. Mail med link udsendes. Læs parallelt om emnet f.eks. i nævnte bøger, på www.sejlsikkert.dk Vejret og bølgerne, læs evt. uddybende omkring fysik, geografi og begreber på wikipedia.com mv. 4
SEJLERmeteorologi SSK TEORI Foregående år 4-5 lektioner, omhandlende: 1. Bøger. Vejroplysninger. 2. Fysik- og geografitimen. Globalt vejr. Fontsystemer. 3. Det danske vejr, Lokale vejr- fænomener. 4. Oceanografi. Bølger. Strøm og tidevand. 5. Hårdt og ekstremt vejr hvilket er betydeligt mere omfattende end pensum til Duelighedsprøven. I år holder vi os til pensum hvis interesse, så kan vi tage en aften med sejlermeteorologi. 5
1.Lek Denne lektion 1. Sejlerens vejroplysninger 2. Lidt kendskab til vejrets opståen. 3. Høj- og lavtryk, fronter. 4. Nogle lokale vejrfænomener 6
Hvordan bliver vejret? Indhentning af sejlervejr 7
1.Lek Indhent dit vejr Eksempel: Kaffetur på Silkeborg Søerne WWW.DMI.DK Danmark: se grafikoversigt, læs forudsigelse Vejrkort (forudsigelser) a. Vind animation b. Nedbør animation Danmark Regional Østjylland /Vestjylland (forudsigelser) Danmark Byvejr Silkeborg Forventet vejr vind vindstød - nedbør (forudsigelser) 8
1.Lek Indhent dit vejr Eksempel: Sejlweekend i det Sydfynske www.dmi.dk Danmark Vejrkort (forudsigelser) a. Vind (animation) b. Nedbør (animation) ifm.fcoo.dk FCOO (tidl. www.frv.dk) Sejladsudsigt DK. Vind/Vindhastighed bølger Udvikling www.wetterzentrale.de Bodenanalyse (DVD) Udskriv aktuelt og forudsigelser 36t 108t 9
1.Lek Vejrtjenester observationer, analyse og formidling Observationer fra titusindvis af landbaserede målestationer, godt 3000 vejrbøjer, skibe i oceandrift. Løbende indsamling, min. hvert 30 minut. Satelitter. Løbende indsamling. Vejrsonder. Relativt få men vigtige, opsendes hver 6.time. Ajour data (højst 30-40 minutter gammel) er tilgængelig for alle. 10
1.Lek Vejrtjenester observationer, analyse og formidling Analyse Videnskab Manuelt Beregningsmodeller 11
1.Lek Vejrtjenesten i Danmark Nu samlet i DMI (Danmarks Meteorologiske Institut). Tidligere opdelt I DMI (videnskab og forskning) og Flyve- vejrtjenesten (praktisk og ajour vejrinformation). Dækker området Danmark, Færøerne og Grønland. Et (usædvanligt) velfungerende internationalt samarbejde. Gratis service (også ved personlig henvendelse, ring for- beredt og du kan forvente kvalificeret hjælp) 12
1.Lek Vejrtjenester observationer, analyse og formidling Formidling Uanset hvem der formidler vejrdata er det de samme observationer der ligger til grund. Og i stor udstrækning samme analyser. Den populære og tilgængelige (ikoner, byvejr, timenyheder,..) Den situationsbeskrivende (vejrkort, landsoversigt, ) Specialudsigter (f.eks.: maritim, flyvning, skisport) (bølger, vind, ) 13
1.Lek Tilgang til vejrinfo Radio (langbølge/mellembølge/fm og kortbølge) Telefon (1853-00451853) Podcasts (www.dmi.dk) Tekst TV (side 4xx) VHF (Lyngby Radio, kanal 16) Internet (mange klider, bl.a.:) www.dmi.dk (Generelt og maritimt vejr) ifm.fcoo.dk (Maritimt vejr) Udenlandske services (Vejrkort) App s (mange klider, bl.a.: DMI) 14
1.Lek Vejrinfo DMI www.dmi.dk www.dmi.dk App s til smartphones, se mere: (Generelt og maritimt vejr) http://www.dmi.dk/dmi/index/nyheder/nyheder- 2012/en_byge_nye_muligheder_til_smartphone.htm Podcasts fra DMI, se mere: http://www.dmi.dk/dmi/index/danmark/rss_og_podcasts_fra_dmi.htm Landsudsigten Regionaludsigten Byvejr Farvandsudsigten Metar og Taf (lufthavne, METAR=aktuelt vejr og TAF=forudsigelse, Ajour data, data kan tolkes via: oversætter ) 15
1.Lek Vejrinfo FCOO ifm.fcoo.dk ifm.fcoo.dk (Maritimt vejr) Sejladsudsigt 16
1.Lek Vejrinfo udenlandske services www.wetterzentrale.de (Vejrkort) Vælg Bodenanalyse (DWD) http://www.wetterzentrale.de/pics/dwdana.html Engelsk vejrservice: http://www.weathercharts.org/ukmomslp.htm 17
1.Lek Privat formidling En fin hjemmeside: http://www.vejrhesten.dk/fi_vejrsider/fi_vejrkort/fi_isobar_vejrkort.html 18
1.Lek Vindhastighed Måles i m/sek, knob, beaufort vindstyrke. Vindstyrken i vejrmedlinger er et gennemsnit observeret over 10 minutter Læg mærke til den oplyste vindhastighed og mærk dig vindhastigheden i naturen, så du får opbygget et sikkert referancegrundlag. 19
1.Lek Indhent dit vejr Generelt: Følg vejret, så du har udviklingstendens og ikke kun et aktuelt situationbilledet. o Ser du på historik status forudsigelser? o o o Sammenling hele tiden de vejrinformationer du får med det vejr du oplever selv! (vind, bølger,..) Markro til mikro, altså overblik og derefter detaljer. Brug kilder hvor din erfaringsopbygning kan bruges sejlende. 20
Vejrets opståen 21
2.lek Hvor foregår vejrprocesserne Hvor? Motoren = Mekanikken = Vejret udfolder sig i troposfæren (nedereste tynde lag af atmosfæren kun ca 1:1000 af jordens diameter!!!) og.. de øverste 10-20 cm af jordens faste overflade. og vanddækkede områder af kloden (hydrosfæren). Solen Vands egenskaber. Jordens rotation om sig selv og om Solen. Jorden og Månen. Stoffers egenskaber. 22
2.lek Atmosfæren - troposfæren Tropopausen ligger i 8-9 km (polerne) til 16-17 km højde (ækvator) næsten alle vejr-processer foregår i troposfæren Om Atmosfæren Om Hydrosfæren 23
2.lek Lidt fysik og naturlære: Energi Energi I fysikken betegner energi evnen til at udføre arbejde eller opvarme noget. Energi kan omdannes fra en form til en anden, men hverken opstå ud af ingenting eller tilintetgøres. Den samlede energi i universet er således konstant. (Og den samlede energi i et isoleret system er konstant) Måles i: Joule, kalorier, watt-timer, elektronvolt Om Energi 24
2.lek Naturlære: Solen, Jorden og Månen Jorden døgnets gang Solen og Jorden Døgnets længde i årets løb (http://astro.unl.edu/naap/motion1/animations/seasons_ecliptic.swf) Jorden roterer om sin egen akse ca. en gang i døgnet (23:56). Der er - ideelt 24:00 timer fra solnedgang til solnedgang. Dagens længde i løbet af året (http://astro.unl.edu/classaction/animations/coordsmotion/daylighthoursexplorer.html) Jorden akse hælder 23,5 grad. Om siderisk omløbstid 25
2.lek Naturlære: Solen, Jorden og Månen Jorden og Månen - tidevand Masse tiltrækningen mellem Jorden og Månen (og Solen) danne tidevandet. Et månedøgn er 24 timer og 50 min = 12 timer og 25 min mellem flod og flod. Brug tabeller. Om tidevand 26
2.lek Resume: Jordens energibalance Solen tilfører Jorden energi (via kortbølget stråling lys), i uens mænger over året og gennem døgnet. Jorden afgiver energi via langbølget stråling afhængig af overflade temperatur. Jordens netto energiforandring pr måned Energiforandringerne og energiomsætning er motoren i vejrprocesserne. 27
2.lek Fysik: Tilstandsformer Stoffer har flere tilstands- former, 3 mest kendte: Dampform damp fordamper - kogepunkt Flydende form vand størkning - frysepunkt Fast form is Om Tilstandsformer 28
2.lek Fysik: Tilstandsformer Forskel: Bindingen mellem molekyler og atomer Tilstandsform Binding Særligt Dampform Ingen bindinger Kan komprimeres. Fylder meget i rumfang. Ændring af fra flydende til fast Energientensiv Flydende form Klynger Kan ikke komprimeres. Typisk ca. samme rumfang som fast form. Ændring fra fast til flydende Fast form Fast mønster. Energiintensiv Kan ikke komprimeres. 29
Fysik/kemi: Vands egenskaber Overgang mellem is-vand-damp Tilstandsform Binding Faktor Særligt Vanddamp Ingen bindinger 100grC vand til 100grC damp 540 Vand Bindinger, men ikke faste 1 Kan komprimeres. Fylder ca * vand. 1 1 g vanddamp opvarmes 1grC pr tilført 1 kalorie. Der skal tilføres 540 kalorier pr g vand der skal blive til damp. Kan ikke komprimeres. Udvider sig ca 4% fra 10 100 grc. 1 g vand opvarmes 1grC pr tilført 1 kalorie. 0grC is til 0grC vand 80 Is Bundet sammen i fast mønster. 1 Der skal tilføres 80 kalorier pr g is der skal blive til vand Kan ikke komprimeres. Udvider sig ca 10 % i forhold til vand 1 g vand opvarmes 1grC pr tilført 1 kalorie. Om Vand 30
Fysik/kemi: Vand - absolut fugtighed Max. vandoptagelse i atmosfærisk luft altså hvor meget vand kan luft indeholde ved en given temperatur? ved 0 o C kan der være 5 g i 1 m 3..10 o C kan der være 10 g i 1 m 3.. 20 o C kan der være 17 g i 1 m 3.. 30 o C kan der være 33 g i 1 m 3 varm luft kan indeholde meget vand, kan have en stor absolut fugtighed. kold luft kan ikke indeholde så meget vand. Om Vands damptryk Om Dugpunkt Om Vanddamp 31
Naturlære: Havstrømme Globale havstrømme Om Den termohaline cirkulation 32
Naturlære: Havstrømme Globale overflade havstrømme 33
Naturlære: Havstrømme Golfstrømmen Væsentligt bidrag til N-Europas vejr. 55 km3/sek = ca 45.800.000 svømmehalsbassiner pr sekund!! Om Golfstrømmen 34
Fysik: Coriolis-kraften Corioliskraften er en tilsyneladende kraft. Altså en fiktiv kraft. Ck synes at påvirke legemer, der er i bevægelse i forhold til et koordinatsystem, der roterer jævnt i forhold til et initialsystem. Om Corioliskraften Om Corioliseffekten 35
2.Lek Cirkulation Forskellig indstråling Forskel på energibalancen Temperaturforskelle Trykforskelle Trykudligning = Cirkulation Hvis Jorden ikke roterede rundt! Om Vind 36
2.Lek Planetarisk vindsystem Jorden roterer (1660 km/t ved Ækvator, 0 km/t ved polerne) + Udligning af tryk(cirkulationen) Corioliseffekten (afbøjning) = Det (teoretiske) planetariske vindsystem. Hvis Solen altid stod over Ækvator og Jorden var dækket af vand! Om Det planetariske vindsystem 37
2.Lek Dominerende vinde pr årstid Solen står ikke fast over Ækvator!. Temperaturforskelle.. Jorden er ikke kun dækket af vand! og der sker en energitransport! (havstrømme og cirkulation i atmosfæren) Bemærk forhold omkring Danmark.. og f.eks. Sydindien 38
2.Lek Vand og vejret Forholdet mellem hav og land. 70, 8% af overfladen er hav!.. Hvis Jorden blev planeret ville vi være dækket af 2 km vand! Kort sagt! = enorme mængder af vand = enormt energilager <-- DK Meget forskellig fordeling af forhold mellem hav og land afhængig af hvilken breddegrad man befinder sig på! Bemærk forhold omkring vore egne breddegrader 39
Høj- og lavtryk Fronter 40
Den nordlige polarfronts vandring Solen står ikke fast over Ækvator!.. Jorden er ikke kun dækket af vand!.. og der sker en energitransport (havstrømme og cirkulation i atmosfæren)! Bemærk forskellen i vandring hvor der er meget land og hvor der er meget vand.. Bemærk Golfstrømmens ind- flydelse! 41
2.Lek Fronter - dannelse Friktion skaber en bølgebevægelse. Om Frontsystemer 42
2.Lek Frontsystemet 43
2.Lek Fronter - frontsystemer En front er grænseområdet mellem luftmasser med forskellige egenskaber. Varmfornt: Koldfront: Animation: http://www.suu.edu/faculty/colberg/hazards/weather/05_cnwfronts.html 44
3.Lek Fronter - varmfronter Ved en varmfront erstatter en relativt varmere luftmasse den eksisterende luftmasse. Før varmfronten: Langsom skifte i vejret. Tiltagende skydække og stadig lavereliggende skybase. Aftagende lysgennemtrængning. Ca halvt inde under varmfrontsystemet begynder nedbør. Støvregn > finregn -> regn. Faldende tryk. Ved passage: Højredrejende vind. Temperatur stigning. Varm diset luft. Animation: http://www.suu.edu/faculty/colberg/hazards/weather/05_cnwfronts.html Om Varmfront Mere om varmfronter 45
2.Lek Fronter - koldfronten Ved en koldfront erstatter en relativt koldere luftmasse den eksisterende luftmasse. Lige før koldfronten: Hurtigt skifte i vejret. Lodret skyopbygning. Bygeagtige regn. Ved passage: Pluslige vindskifte mod højre Byger. Torden. Temperatur fald God sigt (udenfor byger). Efter passage: Gadvis udtynding I skymængde (Bagsidevejr) aftagende hyppighed af byger. God sigt. Stigende lufttryk Stor forskel på nat- og dagtemperatur Animation: http://www.suu.edu/faculty/colberg/hazards/weather/05_cnwfronts.html Om Koldfront Mere om koldfronter 46
2.Lek Fronter - Okkulsion Okklusionen er det område hvor koldfronten har indhentet varmfron- ten. Varmokklusion: Koldokklusion: Om Okkulsion 47
3.Lek Fronter bevægelse Den typiske bevægelsesbane for danske frontsystemer Den faktiske bane er bestemt af højtryksplacering. En typisk bevægelseshastighed over hav: 15-50 km/t 360-1200 km/døgn Hastigheden konstant over hav, opbremsning over land. 48
3.Lek Høj- og lavtryk Lavtryk (cyklon) = område med relativt lavt lufttryk i forhold til omgivelserne Højtryk (anticyklon) = område med relativt højt luftryk i forhold til omgivelserne. Sker der markante ændringer i lufttrykket over kort tid, er den kraft der skaber vind stor, hvis det ikke allerede blæser kraftigt, vil det med stor sandsynlighed snart komme til det.. Tryk måles i hpa (hektopascal) 49
3.Lek Højtryk (på den nordlige halvkugle) Et Højtryk er kendetegnet ved: Nedsynkende luft (i en spiral med uret) = ingen eller få skyer = energibinding (flydende luft) = stjerneklart, stor temp.forskelle dag/nat. H Relativt små trykforskelle (stor afstand mellem isobarene) = ofte svage vinde, stabilt vejr = bider sig ofte fast / flytter sig langsomt = stor geografisk udstrækning Tiltrækkes af højtryk (smelter måske sammen til højtryksryg). 50
3.Lek Lavtryk (på den nordlige halvkugle) Et Lavtryk er kendetegnet ved: Opstigende luft (i en spiral mod uret) = (massive) skydannelse (konvektion), nedbør, ustadigt vejr = energifrigivelse (damp flydende) = overskyet, fugtigt, ringe temp.forskelle mellem dag/nat. Holdes i live over vand og går i opløsning over land Relativt store trykforskelle (lille afstand mellem isobarene) = kraftige vinde = vandre, afbøjer for veletablerede og kraftige højtryk = stor geografisk udstrækning Tiltrækkes af lavtryk (smelter måske sammen). L 51
3.Lek Isobarere En isobar er den linie der dannes når man indtegner punkter med samme lufttryk. http://www.vejrhesten.dk/fi_vejrsider/fi_vejrkort/fi_isobar_vejrkort.html 52
3.Lek Hvad bestemmer vindhastigheden? Trykgradient Trykforskel pr. længdeenhed. Angives på vejrkort ved hjælp af isobarer. Lille isobarafstand angiver stor trykgradient og dermed kraftig vind. 53
3.Lek Høj- og lavtryk på et vejrkort 54
Lokalt vejr 55
4.lek Dis og tåge Udstålingståge Nedkøling af jordoverfladen. Mosekonebryg. Ofte i dalsænkninger. Vindstille. Advektionståge Varm fugtig luft ind over en kold land/hav. Havtåge. Kystegne og havområder med kolde strømme. Fronttåge: Nedbør ned gennem varmluft = køling og forøget luftfugtighed. 56
4.lek Dis og tåge Benævnelser 57
4.lek Sø- og landbrise Søbrise: Om dagen kraftigst midt på dagen. Pålandsvind. Udstrækning: Få km til 10-50 km omkring Danmark 58
4.lek Søbrise - identifikation 59
4.lek Sø- og landbrise Landbrise: Om natten. Fralandsvind. 60
4.lek Termik Konvektion Opvarmning ved jordoverfladen instabil luftmasse = opstigende luft Sug i bunden hvor der er overfladekontakt. 61
4.lek Torden I forbindelse med Cumulunibus (Cb) skyer. Spændingsudligning. Bevægelsesretning 62
4.lek Torden Lynnedslag Personskade, brand og eksplosion ved lynnedslag skyldes elektrisk modstand. Sørg for god jordforbindelse fra vanter og stag til søen. 63
4.lek Sand og relativ vind Fartøjet fart og retning Relativ vind og retning = observeret vind Sand vind 64
4.lek Overisning Koldt skib.. stabiliteten! 65
Tak for i aften Link til præsentation udsendes via mail Spørgsmål: Rasmus Tlf: 20346722 Mail: rasmus.hjorth@datadan.dk 66