Meteorologi — en kunst og en videnskab

AF VÅGN OP!-SKRIBENT I STORBRITANNIEN

Den 15. oktober 1987 ringede en kvinde til en britisk tv-station og fortalte at hun havde hørt at der var en orkan i anmarch. Den vagthavende meteorolog havde beroliget seerne med at det var der ikke. Men samme nat blev det sydlige England ramt af en orkan der beskadigede 15 millioner træer, kostede 19 menneskeliv og anrettede skader for over 11 milliarder kroner.

HVER morgen tænder millioner af mennesker for radioen eller fjernsynet for at høre vejrudsigten. Betyder skyerne at der kommer regn? Varer solskinnet hele dagen? Vil temperaturen stige så meget at sneen og isen smelter? Vejrudsigten er som regel afgørende for hvordan man klæder sig, og om man tager en paraply med.

Men fra tid til anden bliver vejret som bekendt helt anderledes end forudsagt i vejrudsigten. Prognoserne er i de senere år blevet væsentligt mere troværdige, men meteorologi er og bliver en fascinerende blanding af kunst og videnskab med en vis fejlmargen. Hvordan udarbejdes vejrmeldinger, og hvor pålidelige er de? Lad os først se på meteorologiens historie.

Under vejr med vejret

På Bibelens tid måtte man stort set forlade sig på hvad man kunne iagttage med det blotte øje når man ville vurdere vejrets udvikling. (Mattæus 16:2, 3) Nutidens meteorologer har et opbud af avancerede instrumenter til rådighed. De grundlæggende instrumenter måler lufttryk, temperatur, luftfugtighed og vindstyrke.

I 1643 opfandt den italienske fysiker Evangelista Torricelli barometeret, et ukompliceret instrument der måler lufttrykket. Inden længe fandt man ud af at lufttrykket stiger og falder i takt med omslag i vejret, og at faldende lufttryk ofte varsler uvejr. Hygrometeret, der måler atmosfærens luftfugtighed, blev udviklet i 1664. Og i 1714 fremstillede den tyske fysiker Gabriel D. Fahrenheit det første kviksølvtermometer, der muliggjorde nøjagtig temperaturmåling.

Omkring 1765 foreslog den franske videnskabsmand Antoine-Laurent Lavoisier at man hver dag registrerede lufttrykket, luftfugtigheden, vindstyrken og vindretningen. Han udtalte: „Med alle disse oplysninger vil det næsten altid være muligt med rimelig nøjagtighed at forudsige vejret en til to dage frem.“ Desværre skulle det vise sig at det langtfra var så ligetil.

På sporet af vejret

I 1854 sank et fransk orlogsskib og 38 handelsskibe under en voldsom storm ud for havnebyen Balaklava på Krim. De franske myndigheder satte Urbain-Jean-Joseph Leverrier, der var direktør for observatoriet  i Paris, til at undersøge omstændighederne ved ulykken. Da han granskede en række vejrrapporter, opdagede han at stormen var opstået to dage før katastrofen og var fejet hen over Europa fra nordvest til sydøst. Hvis man havde rådet over et system til at kortlægge uvejrets kurs, kunne fartøjerne være blevet varskoet. Som følge heraf oprettede man en national stormvarslingstjeneste i Frankrig. Dette lagde grunden til den nyere tids meteorologi.

Det var naturligvis nødvendigt på kort tid at kunne transmittere meldinger fra fjerne steder. Redskabet hertil fandt man i Samuel Morses nyligt opfundne elektriske telegraf, hvormed observatoriet i Paris i 1863 kunne begynde at offentliggøre de første vejrkort i moderne udgave. Det Britiske Meteorologiske Institut fulgte efter i 1872.

Jo flere data meteorologerne indsamlede, jo mere gik det op for dem hvor mange sammenhængende faktorer der har indflydelse på vejrforholdene. Derfor udtænkte man nye grafiske metoder der gengav yderligere oplysninger om vejret. For eksempel er en isobar en linje på et vejrkort gennem de steder der har samme barometerstand. En isoterm er en linje gennem de steder der har samme temperatur. På vejrkort indføjes der desuden symboler som angiver vindretning og vindhastighed. Desuden angiver streger hvor de varme og kolde luftmasser mødes.

Med tiden er der blevet fremstillet avanceret udstyr. Nu til dags opsender hundreder af vejrstationer på hele kloden balloner med radiosonder, instrumenter der registrerer forholdene i atmosfæren og transmitterer målingerne tilbage pr. radio. Og ved hjælp af radarstråler som tilbagekastes af regndråber og snefnug, kan meteorologerne spore uvejr.

Det var et gigantisk fremskridt hen imod mere præcise vejrobservationer da verdens første vejrsatellit, TIROS I, i 1960 begyndte at sende billeder fra sit indbyggede tvkamera. I dag kredser nogle vejrsatellitter omkring Jorden fra pol til pol, hvorimod de geostationære satellitter har en fast position og uafbrudt overvåger det samme underliggende udsnit af Jordens overflade. Begge typer transmitterer billeder ned til Jorden.

Prognoser for vejret

Ét er at vide nøjagtig hvordan vejret arter sig nu og her; noget ganske andet er at forudsige hvordan det vil udvikle sig i løbet af en time, en dag eller en uge. Kort efter Første Verdenskrig blev den britiske meteorolog Lewis Richardson klar over at atmosfærens fænomener følger fysikkens  love, og at man derfor kan opstille matematiske modeller for vejrets forandringer. Men formlerne var så indviklede, og beregningerne så omfattende, at vejrfronterne var borte inden meteorologerne kunne fuldføre beregningerne. Desuden baserede Richardson sine data på målinger der var foretaget med seks timers mellemrum. Og som den franske meteorolog René Chaboud siger, „forudsætter en blot nogenlunde præcis prognose at der foretages målinger med maksimalt en halv times mellemrum.“

Med computernes indtog blev det muligt at udføre de kolossale beregninger hurtigt. På grundlag af Richardsons kalkulationer udarbejdede meteorologerne en indviklet numerisk model, en række matematiske ligninger der indregner alle kendte fysiske love som bestemmer vejrets udvikling.

Meteorologerne anvender disse ligninger på hvert af de felter som de inddeler jordoverfladen i. Det Britiske Meteorologiske Instituts nuværende globale model inddeler Jorden i felter der er cirka 80 kilometer på hver led. Atmosfæren over disse tilnærmelsesvis firkantede områder kaldes en gitterboks; og heri bliver vinden, lufttrykket, temperaturen og luftfugtigheden målt i 20 forskellige højder. En computer analyserer data fra vejrstationer overalt på kloden (der findes over 3500) og udarbejder en prognose for vejret rundt omkring i verden det følgende kvarter. Ved at gentage dette forløb det ønskede antal gange kan en computer på blot et kvarter udarbejde en global seksdøgnsprognose.

Det Britiske Meteorologiske Institut benytter en regional vejrprognosemodel der inddeler Nordatlanten og Europa i mindre felter af knap 50 kilometers længde og bredde. En lokal model dækker kun De Britiske Øer med omliggende farvande. Den har 262.384 skæringspunkter med cirka 15 kilometers afstand, og i højden er den inddelt i 31 niveauer.

Meteorologen — den menneskelige faktor

Meteorologi er ikke kun nøgtern videnskab. The World Book Encyclopedia formulerer det på følgende måde: „De formler computerne benytter, er kun omtrentlige beskrivelser af forandringerne i atmosfæren.“ Desuden kan det være at en ellers nøjagtig prognose for et stort område ikke tager hensyn til det lokale terræns indflydelse på vejret. Derfor rummer meteorologi et islæt af kunst, og her kommer meteorologen ind i billedet. På grundlag af sin erfaring og dømmekraft tager han stilling til de data han modtager, så han kan udarbejde en mere pålidelig vejrudsigt.

For eksempel dannes der ofte et tyndt skylag når luft der er blevet afkølet over Nordsøen, bevæger sig ind over Europas landmasse. En temperaturforskel på blot ganske få tiendedele af en grad afgør om dette tynde skylag betyder regn over den kontinentale del af Europa, eller om det fordamper som følge af solvarmen. Ved at bearbejde de foreliggende data i lyset af sin erfaring med lignende vejrforhold kan meteorologen fremsætte en pålidelig vejrudsigt. Denne kombination af kunst og videnskab er uundværlig for en pålidelig prognose.

Hvor pålidelig er vejrudsigten?

For tiden hævder Det Britiske Meteorologiske Institut at 86 procent af deres etdøgnsprognoser rammer rigtigt. Femdøgnsudsigter fra European Centre for Medium-Range Weather Forecasts præsterer en træfsikkerhed på 80 procent og overgår dermed de todøgnsprognoser man udarbejdede først i 1970’erne. Det er imponerende, men langtfra ideelt. Hvorfor er vejrudsigterne ikke mere nøjagtige?

Af den enkle grund at vejrfænomenerne er overordentlig indviklede. Det er derfor umuligt at foretage alle de målinger det kræver at udarbejde fejlfri prognoser. Fra vidtstrakte områder af verdenshavene får man  ingen vejrdata. Og kun i få tilfælde svarer vejrmodellernes gitterpunkter til vejrstationernes beliggenhed. Desuden har videnskaben endnu ikke indblik i alle de naturkræfter der danner vejrtyperne.

Men der sker til stadighed fremskridt. For eksempel blev prognoser indtil for kort tid siden hovedsagelig udarbejdet på grundlag af observationer af atmosfæren. Men eftersom 71 procent af klodens overflade er dækket af hav, interesserer forskerne sig mere og mere for hvordan energi oplagres i havvandet, og hvordan den overføres derfra til luften. Ved hjælp af et omfattende net af bøjer formidler det såkaldte Globale Ocean Observationssystem oplysning om selv små og lokale udsving i vandtemperaturen der kan få vidtrækkende betydning for vejret langt derfra. *

Patriarken Job blev spurgt: „Hvem forstår egentlig skyernes lag, bragene fra [Guds] hytte?“ (Job 36:29) Selv i dag er det forholdsvis begrænset hvad vi mennesker ved om de fænomener der fremkalder vejrtyperne. Men vor tids meteorologi er pålidelig nok til at vi bør tage den alvorligt. Så husk for en sikkerheds skyld paraplyen hvis vejrudsigten lover regn.

[Fodnote]

[Illustrationer på side 13]

Leverrier

Et gammelt glastermometer

Torricelli

Lavoisier i sit laboratorium

[Kildeangivelser]

Billeder af Leverrier, Lavoisier og Torricelli: Termometer af brødrene Brown:

© G. Tomsich, Science Source/Photo Researchers

[Illustrationer på side 15]

Meteorologer benytter sig blandt andet af satellitter, vejrballoner og computere

[Kildeangivelser]

Side 2 og 15: Satellit: NOAA/Department of Commerce; orkan: NASA photo

Commander John Bortniak, NOAA Corps