Hva er NAO – den nordatlantiske svingning?

Det følgende er et redigert utdrag fra boken hva er KLIMA, av Øyvind Paasche og Erik Kolstad

Den danske misjonæren Hans Egede Saabye (1746–1817) holdt til på Grønland i siste halvdel av 1700-tallet, og i et berømt dagboknotat kom han med en interessant observasjon:

Alle Vintere i Grønland ere haarde, dog med Forskjel. De danske lægge Mærke til, at naar Vinteren har været streng, som vi kalde det, i Danmark, har den grønlandske på sin Maade været mildere, og omvendt.

Dette er den første kjente referansen til en systematisk forskjell mellom været på Grønland og været langt borte. I 1811 ble det publisert en tysk studie som innhentet informasjon fra flere dagbøker fra Grønland og Tyskland, og fra dette materialet har det blitt laget en tabell over vintre som var kjennetegnet av store forskjeller mellom disse stedene. Her kan vi for eksempel se at vinteren i år 1709 var «veldig mild» på Grønland og «ekstraordinært streng» i Tyskland. Et eksempel på det motsatte forekom i år 1756, hvor vinteren var «veldig barsk og streng» på Grønland og «veldig mild» i Tyskland.

Først hundre år senere hadde naturvitenskapen utviklet det statistiske rammeverket som var nødvendig for å kunne beskrive forskjellene mellom Grønland og Danmark eller Tyskland på en robust måte. Det ble gjort av østerrikeren Felix Exner (1876– 1930) i 1913. Da publiserte han en studie, hvor han regnet ut korrelasjonen (samvariasjonen) mellom observasjonspunkt på den nordlige halvkule på vinterstid. En av de største antikorrelasjonene, et tegn på svingning i motfase, finnes mellom Stykkishólmur på Island – hvor vi har kontinuerlige målinger fra helt tilbake til 1845 – og flere stasjoner lenger sør i Nord-Atlanteren: Ponta Delgado på Azorene, Alger i Algerie og Lisboa i Portugal. Når trykket er uvanlig lavt på Island, er det gjerne samtidig unormalt høyt lenger sør, og vice versa.

Slike lufttrykkmønstre har konsekvenser for temperaturen. Når trykket er lavere enn normalt ved Island, føres det mild luft opp til Nord-Europa fra sørvest. Samtidig ledes kalde luftmasser ned fra nord i områdene vest for Island, altså på Grønland. Det var denne forskjellen Saabye hadde notert seg i sine dagbøker.

Nord-Atlanteren har altså sin egen pendel som svinger frem og tilbake. Pendelens oppførsel kan minne om det mønsteret som Gilbert Walker oppdaget på tvers av Stillehavet, og det var nettopp han som i 1924 gav dette fenomenet navnet The North Atlantic Oscillation («Den nordatlantiske svingning»), eller NAO, som vi for korthets skyld kaller den i fortsettelsen.

Lisboa og Stykkishólmur blir brukt for å skape de lengste måleseriene av det vi kaller NAO-indeksen. Dette er enkelt og greit forskjellen mellom lufttrykket på de to stasjonene. Ved hjelp av kun to målepunkter kan vi beskrive en stor del av værbildet i hele den vestlige delen av Europa, på Grønland, det nordøstlige USA og til og med det nordvestlige Afrika.

NAO-indeksen er positiv for en gitt måned eller årstid dersom det var flere lavtrykk enn normalt ved Island og høyere trykk enn normalt lenger sør i Nord-Atlanteren.

Her til lands er vi til de grader påvirket av NAO. Når vi lister opp hvor stor innflytelse NAO-indeksen har på den målte nedbøren ved en lang rekke stasjoner i Europa, kommer Bergen som oftest på førsteplass. Vinteren 2019–20 hadde den høyeste positive NAO-indeksen i nyere tid, og samtidig falt mer enn halvannen ganger så mye nedbør som normalt i Bergen. Dette var også første gang det ikke ble målt et eneste døgn med gjennomsnittstemperatur under null grader gjennom vinteren i Bergen. Vinteren etter, altså 2020–21, har vært nevnt tidligere som en kald vinter. Da var NAO-indeksen på sitt laveste siden 2009–10, og det kom kun 62 % av den normale nedbørsmengden.

Den nordatlantiske svingningen er viktig. Et av de store spørsmålene er derfor: Hva er den egentlig for noe? Vi kan beskrive hvordan den arter seg i form av lufttrykk-, vind- og nedbørsmønstre, men hvorfor er det slik?

Det viser seg at NAO er koblet til polarvirvelen i stratosfæren. Om vinteren er den kaldeste lufta på den nordlige halvkule konsentrert i polområdene. Lufta er tung og trykkes sammen i den nedre delen av atmosfæren. Det betyr at de høyere luftlagene fra stratosfæren og oppover inneholder relativt lite luft, og det er ensbetydende med at det er et lavtrykk der oppe. Som oftest er dette lavtrykket ganske symmetrisk over polområdene. Og som rundt alle lavtrykk på den nordlige halvkule roterer luftmassene rundt dette lavtrykket, mot klokken. Vinden er sterkest i ytterkantene av lavtrykket, slik at det vanligvis blåser temmelig kraftig fra øst mot vest over Norge, med et maksimum rundt 60 grader nord, rett over Bergen og Oslo. Det er denne vinden vi kaller polarvirvelen, og selv om den manifesterer seg langt over hodene våre, har den en betydelig innflytelse på været vårt om vinteren.

I den nevnte milde og våte vinteren i 2019–20 var vindene i polarvirvelen oppe i høyden unormalt sterke, samtidig som lavtrykkene nede på bakken ble styrt inn mot Norge og brakte med seg mengder av varm og fuktig luft. De kalde vintrene i både 2009–10 og 2020–21 brøt virvelen sammen, samtidig som det nesten ikke kom et eneste lavtrykk inn mot kysten vår.

Den sistnevnte vinteren begynte mildt i desember 2020, og det så ut til at vi skulle få enda en vinter med en sterk virvel og en høy NAO-indeks, som vinteren før. Men så kom det plutselig meldinger i romjulen om at værvarslingsmodellene antydet at virvelen kom til å bryte sammen tidlig i januar. Dermed økte sjansene for at vinteren kom til å utvikle seg i kald retning. Og sannelig, 5. januar 2021 brøt virvelen sammen på spektakulært vis. Temperaturen i stratosfæren over Nordpolen økte med nesten 60 grader på noen få dager. Dette er en klar indikator på at virvelen bryter ned, ettersom det er den vanligvis kalde lufta over polområdene som er drivkraften til virvelen. Vi kaller de hendelsene der polarvirvelen bryter ned, for «brå stratosfæriske oppvarminger».

ENSO precipitation maps

We will probably soon make our way out of an unusually long La Niña episode (2 years so far). During a La Niña spell, the ocean surface is colder than normal in a large part of the eastern tropical Pacific, starting off the coast of South America and stretching far out to the open ocean. It is likely that an El Niño episode will start within a few years.

Both La Niña and El Niño influence weather more or less everywhere. The map below illustrates the linkage between precipitation (rain and snow) and El Niño/La Niña. The blue colours show areas that are usually wetter-than-normal during El Niño and drier-than-normal during La Niña. For instance, the current drought in East Africa, where the food security of millions is at risk, is linked to the ongoing La Niña. In the map, red colours indicate where El Niño episodes are dry and La Niña periods wet. Feel free to share and reuse.

Correlation between annual Niño 3.4 index and annual precipitation, using ERA5 reanalysis data from 1959 to 2021. The data were not detrended. Data downloaded from the Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store, doi: 10.24381/cds.f17050d7

Read more about the El Niño & La Niña (El Niño-Southern Oscillation) phenomenon here.

Here’s the same map but with a detrended Niño 3.4 index:

Correlation between linearly detrended annual Niño 3.4 index and annual precipitation (not detrended), using ERA5 reanalysis data from 1959 to 2021. Data downloaded from the Copernicus Climate Change Service (C3S) Climate Data Store, doi: 10.24381/cds.f17050d7

The difference is marginal.

Hva er orkaner?

For å ha det klart fra starten: Tropiske orkaner som Harvey og Irma kan aldri treffe Norge. Vi opplever også av og til stormer som kalles for orkaner, men dette er en helt annen type uvær. De tropiske orkanene er de desidert mest ødeleggende stormene på jorden.

Ordet «orkan» ser ut til å stamme fra ordet «juracán», som Taíno-folket på Puerto Rico brukte for å beskrive forferdelig uvær. Puerto Rico er en øy i Karibien som i skrivende stund trues av orkanen «Irma». Spanjolene gjorde det om til «huaracán», som igjen gav opphav til ordene «hurricane» på engelsk og «orkan» på de germanske språkene.

irma_vir_2017248
Her er orkanen Irma, sett fra en satellitt 5. september 2017. Bilde fra NASA. I dagene etter dette beveget Irma seg omtrent rett mot Puerto Rico.

Kort sagt er orkaner kjempestore og kraftige lavtrykk. Det som skjer, er at luften over en den varme havoverflaten i tropene blir varmet opp nedenfra og begynner å stige. Det samme skjer når du varmer opp vann i en kjele. Luften blir stadig varmere, og stiger opp med økende intensitet. Årsaken er at varm luft er «lettere» enn kald luft. (Det som er riktigst å si, er at varm luft har lavere tetthet enn kald luft.) Og ettersom luften rundt den oppvarmete luften er kaldere, blir den varme luften nødt til å stige.

Det er derfor treplanker, fjær, plastposer og mennesker flyter i saltvann; de er lettere (har lavere tetthet) enn vannet. Hvis du noen gang har lurt på hvorfor det er kaldest på gulvet og varmest på hemsen på en hytte, eller hvorfor røyken fra bålet i en peis går opp i pipen, så skjønner du det nå. Varm luft har lav tetthet.

Tilbake til orkaner. Når den varme luften over havoverflaten stiger, må det strømme inn luft fra sidene. Den blir også varmet opp og begynner å stige. Det er for øvrig lavere trykk i sentrum av orkanen, og luft strømmer alltid fra høyt trykk mot lavere trykk. Dette er en naturlov som vi benytter oss av når vi støvsuger. Ved hjelp av elektrisk strøm skaper vi lavere trykk inni støvsugeren, og da må det strømme luft inn i røret, fordi det er høyere trykk ute i rommet vi støvsuger.

Luften som stiger over havoverflaten tar med seg mye fuktighet fra havet. Vannet fordamper nemlig og blir tatt opp i luften. Dette skjer også når vi varmer vann i en kjele. Jo varmere vannet er, jo raskere fordamper det. Men så skjer det noe som kanskje ikke er like lett å forstå. Den stigende luften blir kjølt ned etter hvert som den stiger. Og jo kaldere den blir, jo mindre evner den å «holde på» fuktigheten. Til slutt blir vanndampen gjort om til vanndråper (i en prosess som heter kondensasjon), og disse faller ned som regn.

Orkaner kan produsere episke mengder nedbør. Som figuren under viser, dumpet Harvey noen steder nærmere en meter regn i løpet av en uke. Dette førte naturlig nok til store problemer i et flatt område. Vannet hadde ingen steder å gjøre av seg.

closeup_harvey_imerg_23-29_august_2017_with_track
Akkumulert nedbør fra 23. til 29. august 2017, basert på data fra NASA-satellitter.

I tillegg til de ufattelige nedbørsmengdene, fører den sterke vinden i orkaner til store ødeleggelser. Målinger gjort med fly av orkanen Irma viste vindhastigheter på opptil 270 km/t. Dette er det høyeste som noensinne er målt i orkaner i Nord-Atlanteren. I det vestlige Stillehavet, der orkanene kalles «tyfoner», har det blitt målt vind på over 300 km/t. Og så er det sånn at potensialet for ødeleggelse går som vindhastigheten i tredje potens. Det betyr kort sagt at 300 km/t er 37 % mer ødeleggende enn 270 km/t.

Det går egentlig ikke an å forestille seg slike vindstyrker. For at en storm skal kalle seg en orkan, må vinden være oppe i minst 118 km/t (se Beauforts skala). Dette er vindhastigheter de færreste i Norge har opplevd. Jeg har selv opplevd noe i nærheten, men det var i en vindtunnel på NTNU. Det var nesten umulig å stå på beina. Men la oss anta at den sterkeste vinden du har opplevd var på omtrent 100 km/t. Det tilsvarer det som kalles «full storm». Irma med sine 270 km/t var da 1868 % mer ødeleggende enn din verste vindopplevelse.

Og likevel er det ikke alltid hverken vinden eller nedbøren som gjør mest skade. Stormflo er noen ganger den mest fryktede effekten av orkaner. Havet stiger foran en orkan av flere årsaker. Her er de to viktigste: For det første skyver den sterke vinden vannet opp foran seg, og for det andre gjør det lave lufttrykket at havet stiger (fordi det er mindre luft som trykker ned på det ovenfra). Alt i alt kan havet stige med mange meter. Den katastrofale orkanen Katrina i 2005 førte til en maksimal havnivåstigning på 8 meter.

Og nå er vi inne på noe viktig. Mange lurer på om orkaner blir kraftigere i fremtiden, og om orkaner som Harvey og Irma er mer ødeleggende enn de ville ha vært uten global oppvarming. Det som er helt sikkert, er at havet allerede har steget mange steder, og at det vil fortsette å stige i løpet av dette århundret. Det er to hovedårsaker til dette:

  1. Isbreer på land smelter og vannet renner ut i havet. Da blir det mer vann i havene, og overflaten stiger. Merk at smeltende havis ikke har denne effekten, fordi isen som smelter allerede er i vannet. (Prøv å fylle et glass med vann og ha tre isbiter i og sjekk om vannet stiger når isen har smeltet. Hint: det gjør det ikke.)
  2. Vannet i havet, i likhet med luften i atmosfæren, har blitt varmet opp og kommer til å bli ytterligere varmet opp i årene som kommer. Det har den effekten at vannet utvider seg. Som med luft som varmes opp, minker tettheten når vannet blir varmere. Dette betyr at samme masse med vann tar opp mer plass.

Med en stigende hav, blir stormfloen i forbindelse med orkaner enda høyere enn dersom havet ikke hadde steget. Dette gjør at lavtliggende områder, som for eksempel Florida, kommer til å bli mye hardere rammet i fremtidens klima.

I tillegg vil tropiske orkaner i fremtiden gi mer intenst regn enn i dag. Dette er fordi luften varmes opp, og som nevnt kan varm luft holde på mer fuktighet enn kaldere luft. Når det først regner, vil det regne mer.

Hva så med Norge? Tropiske orkaner kan kun dannes over vann som har en overflatetemperatur på ca. 26 grader eller mer. Dette skjer aldri på våre breddegrader. I tillegg kan ikke orkaner oppstå lenger nord enn ca. 30 grader fra ekvator (Bergen og Oslo ligger på 60 grader nord). Dette har med jordens rotasjonshastighet å gjøre.

nyttaarsorkanen
Dette bildet viser Nyttårsorkanen på vei inn mot kysten på morgenen 1. januar 1992.

Vi er med andre ord forskånet fra de tropiske orkanene. Men de aller kraftigste stormene våre kalles også gjerne for orkaner. Nyttårsorkanen, som traff Nordvestlandet natt til 1. januar 1992, har rekorden som den kraftigste stormen i Norge i moderne tid. Satellittbildet til venstre viser to lavtrykk, hvorav Nyttårsorkanen er den som er lengst sør. Den ligner bittelitt på en tropisk orkan med sine spiralformete skyer.

Det som kreves for at en storm skal kalles en «orkan», er at vindstyrken blir målt til minst 118 km/t, som tilsvarer orkan styrke på Beauforts skala. Den kraftigste vinden under Nyttårsorkanen er antatt å ha vært på ca. 160 km/t. Det førte til store ødeleggelser, men heldigvis gikk ingen liv tapt.

Jeg får ofte spørsmål om stormene i Norge vil bli kraftigere i fremtiden. Eller rettere sagt, mange tar det for gitt at de blir det. De tror at alt blir mer ekstremt. Varmere, våtere, villere. Men akkurat det siste er vi mer usikre på. Det er ikke så mye som tyder på at stormene blir villere med tanke på vindstyrke. Til gjengjeld blir de nok våtere, av samme grunn som orkanene (luften blir varmere og kan derfor holde på mer fuktighet).

 

Kronikk i BT om klimatjenester

Her er en kronikk jeg hadde på trykk i BT i dag (klikk her for papirutgaven i PDF):

Det er lett å glemme i det tørre vinterværet, men i fjor ble det faktisk satt ny nedbørsrekord i Bergen. Var det en forsmak på fremtiden? Blir det vanlig med mer enn tre meter nedbør i året? Nærmere 300 dager med regn?

Det korte svaret er: Ja, nedbørsmengdene vil øke. Den enkle forklaringen er at luften varmes opp grunnet økt drivhuseffekt, og ettersom varm luft er i stand til å inneholde mer fuktighet enn kald luft, vil det regne mer når det først regner. Men, og det er heldigvis et «men» her, det er lite som tilsier at det kommer til å regne oftere enn det gjør i dag.

En årsnedbør som i 2015 blir mer og mer sannsynlig i nær fremtid, men den kanskje viktigste konsekvensen av økte nedbørsmengder er en økende risiko for flom og skred. I oktober 2014 gikk Vangsvatnet på Voss så langt over sine bredder at det ga skader for flere titalls millioner kroner. Blant annet fikk det nye kulturhuset fra 2011 gjennomgå av vannmassene.

Det er likevel liten grunn til å kritisere Voss kommune for dette. Kulturhuset var bygget 30 centimeter over NVE sitt nivå for 200-årsflom, men det gikk altså bare drøye tre år før det ble rammet av flom. Et av de store problemene med klimatilpasning i dag er at det fremdeles brukes fortidens data til å beregne fremtidens risiko.

Hvorfor regner det?

Men la oss ta det fra begynnelsen. All luft inneholder en viss mengde vanndamp, selv midt i Sahara. Dampen er vann i gassform, og den er usynlig. For at dampen skal gå over til vann i flytende form, må den kjøles ned. Da dannes det bittesmå vanndråper, og disse er ikke usynlige. Når du for eksempel åpner et baderomsvindu etter å ha dusjet, ser du at det dannes en tåke; dette er damp som har gått over til flytende form. Denne prosessen kalles kondensasjon: det motsatte av fordampning.

Kondensasjon er grunnen til at det regner mer i Bergen sentrum enn på øyene i vest. Vi kan tenke oss en «pakke» med luft som blir ført inn mot land fra Atlanterhavet. Luftpakken vår har et visst volum, en viss temperatur, og en viss mengde vanndamp. Når den nærmer seg Ulriken, føres luftpakken oppover i høyden, hvor lufttrykket er lavere. Det blir med andre ord mindre og mindre trykk på pakken vår fra luften rundt på alle kanter etter hvert som den stiger, og den vil gradvis utvide seg (volumet øker). Dette koster krefter, og energitapet gjør at temperaturen til luftpakken går ned. Og som vi har sett, hvis temperaturen minker, vil vanndampen gå fra å være en gass til å bli vanndråper (eller iskrystaller).

Jo nærmere fjellene vi befinner oss, jo mer regner det. I Brekkedalen på Gullfjellet målte meteorolog og regnentusiast Roar Inge Hansen knappe 5,5 meter nedbør i fjor, mot ca. 3 meter i Bergen sentrum. I Blomvåg i Øygarden ble det kun målt rundt 1,9 meter.

Fremtidige endringer

Så var det dette med fremtiden, da. Temperaturen både globalt og på Vestlandet har økt med ca. én grad de siste hundre årene. Hovedårsaken til dette er at atmosfæren inneholder stadig mer CO2, metan og andre drivhusgasser. Disse gassene tar opp noe av den varmen som stråles bort fra jorden til enhver tid, og så stråler de noe av denne varmen tilbake mot jordoverflaten.

Tenk hvor kaldt det blir en stjerneklar vinternatt. Det at det er klarvær betyr at det er lite vanndamp i luften, og ettersom vanndamp også er en drivhusgass, mangler vi det isolerende laget som vi har dersom det er skyet og luften inneholder mye vanndamp. Da blir det kaldt, og i Sahara dannes det dugg på bakken i løpet av natten.

Et annet eksempel: Har du lagt merke til at temperaturen en regnfull dag om høsten omtrent er konstant gjennom hele døgnet? Solstrålene på vei inn blir blokkert, og mye av varmen som stråles ut fra bakken kommer ned igjen som et resultat av drivhuseffekten fra vanndampen og skyene. Den konstante temperaturen på slike dager skyldes at det er en balanse mellom innkommende og utgående energi.

Dagens atmosfære sett er ikke i balanse. Vi blir ikke kvitt like mye varme som da konsentrasjonen av drivhusgasser var lavere, og det gjør at vi har et økende overskudd av energi nederst i atmosfæren. Dette overskuddet har gitt en økende temperatur nede ved bakken, og denne trenden vil fortsette og tilta i intensitet med mindre vi klarer å få ned utslippene. Til tross for den viktige Paris-avtalen i fjor, er det lite som tyder på at vi skal klare å begrense oppvarmingen til +2 grader (vi er allerede på +1).

Normalt øker innholdet av vanndamp i atmosfæren med 7 % per grad med oppvarming. I løpet av det siste århundret har Bergen som sagt blitt ca. én grad varmere, men i den samme perioden har nedbørsmengdene økt med 15–20 prosent: langt mer enn det man skulle ha forventet kun ut fra en økning i vanndampinnholdet.

Hva skyldes endringene?

Vi vet ennå ikke helt hva som ligger bak den enorme økningen i nedbøren på Vestlandet, men det skyldes ikke oppvarmingen av atmosfæren alene. Endringer i regionale vindmønstre har også spilt en betydelig rolle. Det har for eksempel mye å si om den dominerende vindretningen er fra vest, sørvest eller sør.

Sikkert er det i alle fall at vi trenger å vite mer om hvilke fremtidige nedbørsendringer vi må forberede oss på. De mest oppdaterte prognosene fra Norsk klimaservicesenter (som består av Meteorologisk institutt, NVE og Bjerknessenteret gjennom Uni Research Klima her i Bergen) antyder en ytterligere økning på 5–10 % fra dagens nivå frem mot 2050 på Vestlandet.

Slike tall gir oss et greit utgangspunkt for noen typer tilpasning, men det er åpenbart at oppdatert og detaljert informasjon om lokale klimaendringer er essensielt i klimatilpasningsarbeidet. Det er lite sannsynlig at nedbørsendringene blir identiske over hele Vestlandet, fra Gullfjellets topp til Vangsvatnets bredder. Endringene vil også være ulike gjennom året. Så langt er det vinternedbøren som har økt mest, men vi vet ennå ikke hvordan de fremtidige endringene vil fordele seg mellom årstidene.

Forebygging lønner seg

Økonomisk sett er tilpasning og forebygging en gullgruve. Idar Kreutzer i Finans Norge mener at man får en avkastning tilsvarende 1000 % på de pengene som brukes på forebyggende tiltak. Noen ganger trenger ikke slike tiltak en gang å koste noe. Hvor mange millioner hadde ikke Voss kommune spart på å bygge kulturhuset på høyere grunn?

Dessverre er Norge i ferd med å sakke akterut i tilbudet av klimatjenester både til det offentlige og til næringslivet, dersom vi sammenligner oss med resten av Europa. Det er for eksempel uklart hvor en norsk kommuneansatt skal henvende seg med spørsmål om klimatilpasning og -forebygging, mens det tyske senteret for klimaservice i Hamburg er veletablert og betydelig mer profesjonelt.

Hvor mange ganger må Vangsvatnet og Opo flomme over, eller Bergensbanen og E16 stenges på grunn av skred, før vi våkner? Enda noen ganger til, ser det ut til.

Drittværet i et klimaperspektiv

Her er en kronikk jeg skrev for Bergens Tidende 4. juni 2015:

Hjemme hos oss holder til og med meteorologen på å bli værsyk. Hver morgen står det sju grader på termometeret, og årets hittil varmeste dag var 20. april. Tjue grader kan vi se langt etter.

I perioder som dette, som på vinteren 2009–2010, da det lå snø på bakken på plenen utenfor Geofysen i mer enn nitti dager i strekk, har vi klimaforskere et pedagogisk problem. Hvordan skal vi forklare de lave temperaturene når forventningen er et klima i tydelig endring mot et varmere regime?

Først vil jeg minne om at alle månedene det siste året utenom mai og juni i år har vært varmere enn «normalt» (og spesielt juli i fjor, som var 4,7 grader over normalen), men ettersom hukommelsen vår når det gjelder vær i beste fall strekker seg til forrige uke, skal jeg prøve en annen forklaringsmodell.

Temperaturen i Bergen har gått opp med ca. én grad de siste hundre årene, helt gjennomsnittlig i forhold til jorden sett under ett. Tenk deg at denne graden har fordelt seg helt jevnt gjennom året og døgnet. Da ville været i dag fremdeles ha svingt på samme måte som for ca. hundre år siden, fra dag til dag, uke til uke og årstid til årstid, fra det begredelige til det fantastiske, bare alltid én grad varmere. Så enkelt det ikke i virkeligheten, men et slik tankeeksperiment kan likevel illustrere hvordan klimaendringene oppleves.

Den elendige begynnelsen på sommeren blir litt lettere å svelge med denne tankemodellen. De hadde dårlig vær før i tiden også. Den høyeste temperaturen som ble målt i juni 1962 var for eksempel 18,2 grader, og på Voss var juni 1923 4,3 grader kaldere enn det som er dagens normal (altså gjennomsnittet for 1961–1990). Den junimåneden var med andre ord nesten like kald som juli i fjor var varm i Bergen.

Det er viktig å ha et visst perspektiv på klimaendringene. Den ene graden kloden til nå har blitt varmere, er ikke så dramatisk isolert sett. Det er de endringene som kommer i løpet av de neste tiårene som virkelig kommer til å merkes. Idealister og optimister sikter seg inn på å begrense oppvarmingen til to grader (sett i forhold til ca. år 1900), men det er lite eller ingenting som tyder på at dette er realistisk med mindre det settes i verk store og raske utslippsreduksjoner de neste årene.

La oss heller tenke oss at oppvarmingen blir på tre grader i løpet av dette århundret, for enkelhets skyld to grader varmere enn dagens normaler. Det vil blant annet bety at årets kaldeste måned i Bergen, januar, får en gjennomsnittlig temperatur på 3,3 grader. På Voss blir da fremtidens januar som dagens desember med –2,7 grader som normal. De dagene med én minusgrad og snø i dag, vil få én plussgrad og sludd.

Temperaturendringer er én ting, men jo varmere luften blir, jo mer vanndamp kan den holde på før den danner nedbør, faktisk hele 7% for hver grad luften varmes opp. For Bergen sin del betyr det at luft som nærmer seg Ulriken vil inneholde mer damp i fremtiden enn en tilsvarende luft i dag, og dermed vil den også kunne gi fra seg mer nedbør. En videre temperaturøkning vel med andre ord føre til mer intens nedbør enn det vi har vært vant til.

Men inntil videre er oppvarmingen altså kun på ca. én grad. Det er dermed fullt mulig med (nesten) like elendige somre som den i 1928, da sommeren fra juni til august var 2,8 grader kaldere enn dagens normal.

Svingningene fra år til år er større enn den ene graden det har blitt varmere. Noen ganger er juni mye kaldere enn normalt, andre ganger er den mye varmere (noen som husker 2007?), men i snitt avviker junimåneder i Bergen med ca. 1,3 grader fra en gjennomsnittlig junimåned. Da blir det vanskelig å skille langvarige tendenser fra naturlige svingninger fra år til år.

En annen faktor som gjør det vanskelig å se skogen for trær er svingninger over lengre perioder. Mange husker eller har hørt at det regnet mer på 80- og 90-tallet enn på 50- og 60-tallet, og perioden mellom 1999 og 2009 var mer enn en hel grad varmere enn de relativt sett kalde årene 1977–1987.

Det er ikke lett å skille mellom vær og klima. Vi pleier å si at «klima» er været i gjennomsnitt over perioder på ca. 30 år. Med en slik definisjon er det enkelt å se at klimaet er i endring mot en varmere og våtere tilstand, mens været fra time til time, uke til uke, år til år, og til og med fra tiår til tiår, er like omskiftelig som det alltid har vært.

La det ikke være noen tvil. Klimaendringene vil få katastrofale konsekvenser for mange områder i verden i løpet av århundret. Likevel har jeg lyst til for en gangs skyld å trekke frem noen hyggelige momenter.

Som tidligere nevnt kan nedbørsmengdene variere fra tiår til tiår. Nedbøren øker ikke jevnt fra år til år, så vi har garantert lengre perioder med tørrere vær foran oss. Perioden etter ca. 1980 har vært en god del våtere enn det som kunne forventes ut fra temperaturøkningen alene. Nedbøren er følsom for vindretningen, og sørvestlige vinder inn mot kysten er som regel dårlige nyheter for de som ikke liker regn. Slike vinder har vi hatt mye av de siste tiårene. Vi kan håpe at vi snart går inn i en midlertidig tørrere periode.

Så var det denne sommeren da. Går det an å si noe oppløftende? Mai var kald og juni har vært kald, men betyr det at juli også blir kald?

Generelt er det ikke så stor sammenheng mellom temperaturen fra en måned til den neste i Bergen, med unntak av noen tider på året. Februar og mars har for eksempel en tendens til å bli ganske lik måneden før. Det samme gjelder august. Forklaringen på dette er trolig at vinteren og sommeren er de tydeligst definerte årstidene. At det vi kaller «persistens» fra en måned til den neste faller av i mellomårstidene vår og høst, er ikke så overraskende.

I Bergen er juni ofte mer som en vårmåned enn en sommermåned å regne. Det gjør at det kun er en svak sammenheng mellom temperaturen i juni og juli. Vi finner et godt eksempel på det i 1927, året før den kaldeste sommeren i Bergen de siste vel hundre årene. Da var juli utrolige 6,4 grader varmere enn juni. Håpet er lysegrønt.

Færre fronter fremover

Varmere, våtere, villere. I følge mange journalister er det sånn fremtiden blir. Men vi som forsker på klima er ikke så veldig sikre på det siste V-ordet.

Varmere: Ja, det blir, som på jorden ellers, varmere i fremtiden. Dette skyldes økte mengder av drivhusgasser i atmosfæren.

Våtere: Tja, det meste tyder på det. Det er nemlig slik at varm luft har større evne til å holde på fuktighet enn kald luft. Nettopp dette er grunnen til at det regner i nærheten av fjell. Luften blir presset opp og dermed nedkjølt, og da slipper den noe av fuktigheten i form av nedbør. Vi bergensere vet alt om det.

MEN: Det kan tenkes at det blir ført mindre fuktighet inn mot Norge i fremtiden, som en følge av at lavtrykkene (stormene) flytter seg sørover. Dette er temaet i en ny artikkel som ser på det vi kaller fronter i fremtidens klima (i følge klimamodeller) sammenlignet med dagens klima. Her er hovedfiguren deres:

Skjermbilde 2014-11-25 kl. 08.58.11

(Figur fra Catto m.fl.: Atmospheric fronts in current and future climates. Geophysical Research Letters, 2014)

Den viser forventete endringer i antall fronter mot slutten av århundret (2080-2100) i forhold til slutten av forrige (1980-2005). En front er kort sagt den delen av lavtrykket som har mest nedbør. Årsaken er at Arktis varmes raskere opp en tropene, og da blir det mindre «behov» for lavtrykk (som har som oppgave å utjevne temperaturforskjeller mellom nord og sør).

Men selv om det blir færre fronter, kan det hende at hver enkelt front gi mer nedbør (fordi luften blir varmere). Andre studier har vist at klimamodellene indikerer kraftigere ekstremnedbør og mer nedbør generelt i Norge i fremtiden. Her er for eksempel en figur fra den siste rapporten til FNs klimapanel:

spm7_tfs_final draft

Figuren til venstre viser endringene i henhold til et veldig optimistisk utslippscenario (RCP2.6), mens den til høyre viser hva som er forventet å skje hvis vi turer på som nå (RCP8.5). Det er kun på figuren til høyre at endringene er «signifikante», det vil si at klimamodellene under ett antyder en tydelig endring (vist med prikker og skravering på figurene).

Dette eksempelet viser at det er vanskelig å si noe fornuftig om klimaendringer i Norge i fremtiden. På den ene siden antyder modellene færre fronter i fremtiden, men samtidig gir de en økning i nedbøren. Det kan la seg forklare med mer intens nedbør når den først kommer, men færre nedbørsdager i løpet av året.

Og til slutt: Villere? Nja, færre lavtrykk betyr normalt svakere vind, eller i hvert fall færre episoder med sterk vind. Her vet vi for lite ennå.

Berit

Bildet til venstre er et kult satellittbilde av ekstremværet Berit på vei inn mot Norge natt til fredag 25. november (klikk på bildet for å se en større versjon). Enhver storm er et lavtrykk, og dette lavtrykket her er riktig imponerende. Senteret, altså der det er aller lavest lufttrykk, befinner seg på bildet rett øst for Island, og har en nydelig spiralform. Luftmassene beveger seg mot klokken rundt lavtrykkssenteret, så de «flekkete» skyene vi ser sør for Island er kald luft som strømmer ned fra Grønland. Grunnen til at skyene ser sånn ut er at den kalde luften strømmer ut over havet, som er mye varmere enn luften, slik at den varmer opp luften nedenfra. Da stiger luften, og det dannes skyer. Det er i grunn det samme som skjer når du koker vann uten lokk. Vannet er mye varmere enn luften, og det blir dannet «skyer» over kjelen. Bildet under viser lufttrykket og «frontene» ved midnatt mellom torsdag og fredag, omtrent tre timer før satellittbildet ble tatt.

Det kalles en «analyse» fordi det har blitt tegnet opp i ettertid, basert på alle tilgjengelige observasjoner. Det laveste trykket i Berit er beregnet til 944 hPa (eller millibar, mb), og det er veldig lavt for et lavtrykk på være breddegrader. Til sammenligning er rekorden for lavt lufttrykk i Bergen på 936 hPa, satt helt tilbake i 1907. Det laveste trykket som er målt siden det var 946 hPa den 29. januar i år 2000 (ekstremværet Reidun).

Den blå, taggete saken som strekker seg fra Vestlandet og ned til De britiske øyer er «kaldfronten». Den markerer grensen mellom de kalde luftmassene som jeg nevnte tidligere (sør for Island) og litt mildere luftmasser. Vi kan gjerne tenke oss at de kalde luftmassene presser seg inn mot den varme luften over Nordsjøen. Og ettersom kald luft er tyngre enn varm luft, vil den skvise seg inn under den mildere luften og dermed presse den varme luften oppover i atmosfæren. Da kan det bli dannet voldsomme skyer, og det blir gjerne lyn, torden og haglbyger langs slike kaldfronter. Nå i morges haglet det som bare det da kaldfronten passerte over Bergen. Vi ser kaldfronten tydelig på satellittbildet også, i form av et avlangt skysystem som strekker seg helt ned til den nordvestlige tuppen av Spania.

Ut fra analysen kan vi også lett se hvor den sterkeste vinden forekommer. Vindstyrke er nesten utelukkende avhengig av de lokale trykkforskjellene, og de er størst der hvor isobarene (de svarte kurvene på analysebildet) er tettest. (Merk at det ikke er der hvor trykket er lavest, men der hvor forskjellene er størst.) Altså, den sterkeste vinden ved midnatt var på Island og ned mot Færøyene. Det blåste godt her i Bergen også, opp mot 30 m/s (nesten orkan styrke) ble målt på Ulriken:

(Klikk her for alle observasjoner fra Geofysisk institutt i Bergen). Dette til tross for at vi var ganske langt fra de tetteste isobarene. Vinden er mye lavere inne i byen fordi Ulriksmasten naturlig nok er mer eksponert enn måleren inne i byen (mindre friksjon). Under ser vi varselet for midnatt mellom fredag og lørdag:

Lavtrykket skal da ligge rett utenfor Lofoten, og det vil komme veldig sterk vind i Midt- og Nord-Norge. Kaldfronten har for lengst flyttet seg østøver, så det vil ikke komme så mye nedbør i Sør-Norge. Det blir spennende å se hvor sterk vind som blir målt. Det blir nok ikke like ille som Nyttårsorkanen på Nyttårsaften 1991–1992, som er den voldsomste stormen i Norge i nyere tid. Da ble det målt hele 46 m/s, som er langt over orkan styrke, og flere vindmålere ble rett og slett konket ut.