Se for deg at det er en grå og trist januarmåned. Du gleder deg til påskeferien med skiturer i sola, men hvor skal ferien gå for å sikre det perfekte været?
I dag varsles været om lag to uker fram i tid, men forskere har funnet en metode som kan si noe om påskeværet allerede i januar.
– Det er mulig at vi i fremtiden sjekker langtidsvarselet før vi bestemmer oss for ferietidspunkt og destinasjon, sier professor Peter Näsholm, ved Universitetet i Oslo og Norsk seismologisk forskningssenter, NORSAR.
Näsholm er en av forskerne som har jobbet med å forstå det som skjer i stratosfæren. Han forklarer det slik:
– Tidligere studier har vist at det er statistiske sammenhenger mellom det som skjer i stratosfæren, 10 til 50 kilometer oppe, og været her i troposfæren, forklarer Näsholm.
Stratosfære og troposfære
Atmosfæren er laget av gasser som omgir jordkloden. Atmosfæren er delt i fire lag: troposfæren (nærmest jordoverflaten), stratosfæren, mesosfæren og termosfæren.
Stratosfæren befinner seg mellom 10 og 50 kilometer over jordens overflate. Ozonlaget, som beskytter jorden mot UV-stråling fra sola, befinner seg i stratosfæren.
Kilde: Store norske leksikon
Vind i stratosfæren påvirker været på bakken
Spesielt fenomenet polarvirvelen, en form for vind, påvirker været hos oss. Forstyrrelser i virvelen vil, statistisk sett, gi endringer i værregimet hos oss, ifølge Näsholm.
– Hvis virvelen splittes, eller forskyves, får vi en periode vinterstid hvor det blir høytrykk og kaldt hos oss i Skandinavia. Lengre ned i Vest-Europa blir det typisk kaldere og høyere risiko for snø, sier Näsholm.
Näsholm mener at vindmålinger i stratosfæren vil kunne forbedre langtids-værvarslingene. Han og de andre forskerne ville teste om det var mulig å måle denne vinden ved å analysere lyden av den.
Kan vinden måles med lyd?
– Infralyd er lydbølger med veldig lange bølgelengder og lav frekvens som et menneskeøre ikke kan oppfatte. Det er ingen som har laget en kobling mellom modeller av stratosfæren og denne typen spesifikke globale infralydmålinger. Det har vi lykkes med nå, sier Näsholm.
– Og det fungerte forbausende godt, legger han til.
Näsholm forteller at det har vært kjent en stund at stratosfærens vind påvirker vårt vær. Det har bare ikke vært mulig å måle det på en god måte før:
– Vi har manglet globale vindmålinger i stratosfæren, fordi etablerte teknologier ikke klarer å måle så høyt opp, sier han.
Kan forutse påskeværet i januar
– Om det skjer endringer i polarvirvelen i januar kan det være større sannsynlighet for at været havner i gitte værregimer. Det er ikke én til én, men dreier seg om sannsynligheter, forklarer Näsholm.
Det betyr at fagfolk i januar vil kunne si noe om sannsynligheten for påskeværet i mars.
Han forteller at vi i dag har en brukbar langtidsvarsling på et par uker.
Annonse
– Med bedre data fra stratosfæren tror jeg vi kan pushe den grensen lengre frem. Kanskje med én dag eller to, med liknende sikkerhetsmargin som i dag, sier han.
Dette kommer i tillegg til å si noe om sannsynlige værforhold et stykke frem i tid.
– Denne formen for varsling kaller vi for subsesong til sesongvarsling, sier han. Det er noe som ligger midt imellom værvarsling og klimavarsling.
Peter Näsholm forsker på stratosfæren og dens betydning for bedre værvarsling.(Foto: Elina Melteig)
Overvåkning av atombombesprenginger viste seg å bli nyttige i værvarsling
Ingen har lyttet til vinden for å få bedre værvarslinger, men infralyd har blitt brukt en annen type målinger i lang tid.
– Infralydmåling er et internasjonalt nettverk som overvåker at avtalen om prøvesprengning av atombomber overholdes. Stasjonene lytter i jorden, i havet og i atmosfæren, sier forskeren.
Det er flere typer teknologier i nettverket, slik at ingen skal kunne detonere en atombombe uten at det blir oppdaget. Dette gjør at vi har globale infralydmålinger tilgjengelig i sanntid, forklarer han.
I forskningen har de brukt data fra tre av disse lyttestasjonene – i Nord-Norge ved Bardufoss, på Grønland og i Alaska.
Den spesifikke typen infralyd som er brukt kommer heldigvis ikke fra atomprøvesprengninger, for slike sprengninger skjer ikke hver dag.
Istedet bruker de mikrobaromer. Det er den lavfrekvente infralyden som hele tiden lages av havet.
Lyden fra havet kan vise hva som skjer 50 kilometer oppe i atmosfæren
– Vi trenger en kilde som lager lyd hele tiden hvis vi skal kunne overvåke vinden konstant. Derfor har vi brukt det som kalles mikrobaromer. Det er lyden som lages av sjøbølger, sier Näsholm.
Annonse
Bølgene møter hverandre i en viss struktur, det er som en gigantisk høyttaler som pumper ut lyd. Denne infralyden kan forplante seg veldig langt. Mange tusen kilometer hvis kilden er sterk nok, forklarer han.
Uansett hvor på jorda du er, vil du kunne fange opp en bakgrunnslyd på 0,2 hertz, ifølge Näsholm.
– Mennesker er ikke i stand til å høre denne lyden, ettersom frekvensen er en dyp, brumlende bass, langt under nivået våre ører kan oppfatte, forklarer Näsholm.
Det som skjer i stratosfæren gir endringer i lyden
Når lyden fra havet treffer stratosfæren, vil noe av den reflekteres tilbake. Dette kan måles. Ulike situasjoner i stratosfæren har ulike lydsignaturer, fordi lyden påvirkes sterkt av vind og temperatur.
– Vi måler retningen, og styrken, på mikrobaromene, sier Näsholm.
Deretter har de koblet de best tilgjengelige modellene for stratosfærisk vind sammen med data fra lyttestasjonene.
Ved hjelp av maskinlæring har de kommet fram til data-drevne sammenhenger mellom situasjonen i stratosfæren, og det målingene av mikrobaromene viser.
Første gang noen har fått til å lage en slik kobling
– Vi har sett på modeller av stratosfærevirvelens styrke i over fem år. Deretter ble en modell trent til å lenke dette til mikrobarom-målingene på lyttestasjonene, sier forskeren.
Så brukte de to år for å se om modellen basert bare på mikrobarom-målingene kunne forutse hva som skjedde i polarvirvelen.
– Da så vi at vi kunne fastslå, med 12 sekundmeters margin, styrken på denne virvelen, sier Näsholm.
Annonse
Han forteller at det er første gang noen har fått til å lage en slik kobling.
– Det som er interessant, er at vi bare har brukt tre av stasjonene. Globalt finnes det rundt 60 slike stasjoner som alle måler infralyd i sanntid, sier Näsholm.
Videre forklarer han at polarvinden, som forskerne har undersøkt i denne omgang, er mest interessant for været i nord.
Det finnes andre slike stratosfæriske vinder som kan påvirke andre værfenomener på kloden. Disse er ikke undersøkt i dette prosjektet.
Modellene kan bli bedre
– Vi måler en funksjon av det som skjer i stratosfæren og av lydkilden. Kanskje forstår vi enda mer om stratosfæren hvis vi også tar med modeller av hvordan kilden til havlyden varierer, sier Näsholm.
Han forteller at de har brukt de best tilgjengelige modellene for stratosfærisk vind. De er dessverre ikke er så gode som forskerne skulle ønske, og de er ikke tilgjengelige i sanntid.
– Modellene som finnes av stratosfærevind er basert på målinger som finnes nå. Hvis vi kunne koble historiske data fra lyttestasjonene vil vi kanskje kunne lære mer om klimatologiske aspekter av dynamikken i stratosfæren, sier han.
En annen fordel med våre data er at vi måler en form for gjennomsnitt over store områder i den øvre stratosfæren, utdyper han.
Dette til forskjell mot andre vindmålinger i den øvre stratosfæren, hvor for eksempel det finnes noen få LIDAR-systemer som måler punktprofiler av vinden.
Näsholm mener at det mest interessante er at de har klart å lage en modell som gjør det mulig å måle endringer i den stratosfæriske polarvirvelen, direkte fra infralyd-data.
Ambisjonen er nå å utvikle såkalte dataassimilerings-systemer som gjør det mulig å ta inn denne nye typen målinger i atmosfære- og værvarslingssystemer, slik at vi kan oppnå faktiske forbedringer i langtidsværvarsling.
Prosjektet er finansiert av Forskningsrådet og heter MADEIRA: Middle Atmosphere Dynamics: Exploiting Infrasound Using a Multidisciplinary Approach at High Latitudes. Prosjektet er avsluttet. Prosjekteier: NORSAR.
