Högfrekventa tryckvariationer under de senaste århundradena

Abstract

Long time-series of pressure measurements often have high quality because the early instruments
are more or less the same as the modern ones. A time-series from Lund consisting of three daily
measurements from 1780-1997 has been homogenised and is therefore suitable for analysing
possible influences of the enhanced greenhouse effect. According to a two-layer model of the
atmosphere one finds a shift in the frequency of baroclinic instability due to an increased
temperature gradient caused by the increasing CO2. Baroclinic instability over the Atlantic Ocean
is the main cause for frontal zone production, causing cyclonic activity over the southern part of
Scandinavia. Changes to the baroclinic instability would therefore be traceable in the time series
from Lund. The period 1859-1997 was analysed by spectral analysis. The measurements are
unevenly sampled so prior to applying various techniques of spectral analysis it was necessary to
interpolate the time series to a regular grid. The series showed large variability with time but no
clear trend was evident.

Abstract (Swedish)

Populärvetenskaplig sammanfattning: Solen värmer jordytan olika mycket på olika platser dels beroende på om ytan är land, hav eller is och dels beroende på den breddgrad ytan är belägen på. Denna ojämna uppvärmning ger upphov till regionala ojämnheter i lufttrycket. Det är dessa tryckojämnheter som styr vindriktningarna i atmosfären och därmed vart alla vädersystemen rör sig. Det är alltså den ojämna uppvärmningen som är drivkraften bakom både havens och atmosfärens cirkulation.

Vädret i Skandinavien påverkas främst av de lågtryck som kommer in från Atlanten. Lågtrycken bildas i regel av något som kallas baroklin instabilitet, vilket är en slags instabilitet som växer exponentiellt i luftlagren när speciella förutsättningar råder i atmosfären. Så småningom utvecklas instabiliteten till en frontzon med ett tillhörande lågtryck. Förutsättningarna för bildandet av baroklin instabilitet har ändrats under det senaste århundradet p g a den ökade växthuseffekten. Sedan industrialismens intåg i mitten av 1800-talet har en stor mängd växthusgaser tillförts atmosfären. Bl a har koldioxidhalten stigit med närmare 30 %. Syftet med examensarbetet är att undersöka hur den ökade mängden växthusgaser påverkar de lågtryck som passerar Skandinavien.

För att studera hur lågtrycken påverkats av den ökade växthuseffekten, har en tidsserie med lufttrycksmätningar från Lund med mätningar från år 1780 och framåt studerats. Tyvärr har endast mätdata från och med år 1859 kunnat användas i studien. Om de tidigaste mätningarna använts hade de statistiska analyserna blivit alltför komplicerade att utföra. Den använda tidsperioden omfattar dock nästan hela den period som klimatet påverkats av människan i någon större utsträckning.

För att utröna hur växthuseffekten skulle kunna påverka lågtrycken analyserades en enkel klimatmodell som simulerade baroklin instabilitet. Den ökade växthuseffekten borde ge fler tillfällen med baroklin instabilitet, men det gick inte att påvisa att någon sådan förändring skett utifrån de resultat som uppnåddes.

Resultaten från undersökningen visar att det inte skett så stora förändringar av vädret i södra Skandinavien under det senaste århundradet. Antalet lågtryck har varierat ganska mycket under det senaste seklet, men man kan inte se några tydliga trender som kan kopplas till den ökade växthuseffekten. Stormbyar brukar vara vanligare i anslutning till djupa lågtryck. Tidigare undersökningar har visat att det skett en viss ökning av antalet stormtillfällen under de senaste 30 åren, men i början av seklet var antalet stormtillfällen lika många som nu, så variationerna måste anses vara naturliga.

Den ökade halten koldioxid - 30 % - påverkar inte förutsättningar för bildandet av baroklin instabilitet speciellt mycket. I en betydligt mer komplicerad modell än den som analyserats i detta examensarbete tredubblade man CO2-halten i atmosfären. Då fick man en liten påverkan på den baroklina instabiliteten. Alltså bör man begränsa användandet av fossila bränslen för att inte CO2-halten ska stiga för mycket över dagens nivå.

• author: Almkvist, Esben
• supervisor: Lars Bärring
• organization: Dept of Physical Geography and Ecosystem Science
• year: 1999
• type: H1 - Master's Degree (One Year)
• subject: Physics and Astronomy; Earth and Environmental Sciences
• keywords: physical geography, fysisk instrumentering, metrologi, physical instrumentation, metrology, carbon dioxide, koldioxid, Skandinavien, växthuseffekten, geomorphology, pedology, cartography, climatology, naturgeografi, geomorfologi, marklära, kartografi, klimatologi
• publication/series: Lunds universitets Naturgeografiska institution - Seminarieuppsatser
• report number: 56
• language: Swedish
• id: 1330153
• date added to LUP: 2005-05-26 00:00:00
• date last changed: 2011-11-28 11:49:21