Hjem

Geofysisk institutt

Temperatur og fuktighet

Hvorfor er temperaturen ved elver / innsjøer og andre søkk i terrenget lavere enn omgivelsene rundt?

Svar: Når det er vindstille, siger den kaldeste lufta ned i dalfører og søkk i terrenget. Det kan ofte bli store temperaturforskjeller mellom f.eks. nederst i en innelukket dalbotn og litt høyere opp i lendet - spesielt i langvarige kuldeperioder vinterstid.
Jan Kristian Jensen, Vervarslinga på Vestlandet.

 

Hvorfor blir det så ekstremt kaldt i innlandet kontra kysten? Kuldegradene kan skille mye på korte geografiske avstander. Hva er det som påvirker dette?

Svar: Først et annet eksempel, som er beslektet med det problem du nevner: Du har sikkert lagt merke til at hvis du kommer i skade for å sette en tom kjele på en kokeplate som yter en bestemt varmeeffekt (f.eks. en kiloWatt) så stiger den tomme kjelens temperatur mye raskere enn hva den gjør hvis den er fyllt med vann. Temperaturstigningen avhenger nemlig av både tilført effekt (1 kW) og varmekapasiteten til den massen som øker sin temperatur pga. denne tilførte effekten. En kjele fyllt med vann har en mye større varmekapasitet enn hva en tom kjele har! Når temperaturen utendørs faller, fordi det pågår et varmetap der ute, har vi en viss analogi. Selve varmetapet (regnet i Watt pr kvadratmeter) kan godt være noe større på den milde kysten enn hva det er i det kalde innlandet! Temperaturen faller likevel mye langsommere på kysten enn hva den gjør i innlandet! Grunnen til dette er at varmekapasiteten til den masse som "deltar" i temperaturfallet, er langt større på kysten enn i innlandet. På kysten er det tale om temperaturfall i atmosfæren (med beskjeden varmekapasitet!) og i tykke vannlag (med enorm vamekapasitet!). I innlandet er det derimot tale om temperaturfall i atmosfæren og i det øverste jordlaget (begge med moderat varmekapasitet). I tillegg kommer at den avkjøling som atmosfæren utsettes for i innlandet gjerne gir temperaturfall i et tynnere luftlag nærmest bakken enn hva som er tilfellet på kysten (hvor det gjerne blåser mer). For samme avkjøling bidrar også dette til et raskere temperaturfall i innlandet enn på kysten.
Arvid Skartveit

Finnes det noen tommelfingerregel mht hvilken temperaturforskjell som kan påregnes pr. 100 m høydeforskjell?

Hvis vi har det vi kaller tørradiabatisk temperatursjiktning (f.eks. under et skydekke og sterk vind), faller temperaturen med 0.98 C pr 100 m.
Aktuell temperatursjiktning varierer imidlertid en del, spesielt nær bakken. Mellom 1 og 5 km over bakken faller temperaturen med mellom 0.48 og 0.65 C pr 100 m i seks såkalte standardatmosfærer, som til sammen dekker store områder av kloden.
Arvid Skartveit

 

Hvorfor er det ikke varmere jo høyere opp man kommer,f.eks. i et fly eller på et høyt fjell?

Svar: Atmosfæren, som nær sagt alt annet her på jorden, holder varmen praktisk talt utelukkende pga av solen, og da skulle man jo tro at temperaturen skulle stige oppover i atmosfæren desto nærmere sola man kommer! Den i og for seg fornuftige tanke, om at temperaturen stiger oppover i atmosfæren, er faktisk riktig for den øvre atmosfære, den såkalte termosfæren fra knapt 100 km og oppover. Her er den direkte soloppvarming av atmosfæren sterk, og vi observerer temperaturer 500 - 1500 grader Celsius (varierer med solaktiviteten)!
Begrenser vi oss imidlertid til de nederste 10 - 15 km av atmosfæren, den såkalte troposfæren, er temperaturens variasjon med høyden her langt mindre påvirket av direkte soloppvarming. Det er i hovedsak bakken som soloppvarmes, og atmosfæren varmes i sin tur opp nedenfra av den soloppvarmede bakken. Denne oppvarmingen nedenfra forårsaker imidlertid en stadig og god vertikal blanding av lufta i troposfæren. Denne vertikalblandingen er den viktigste forklaring på det faktum at temperaturen i troposfæren til vanlig faller med høyden.
Det er nemlig slik at hvis en "pakke" med luft utvider seg, så må denne pakken utføre et arbeid som består i å "dytte unna" lufta omkring. Hvis "pakken" utvider seg så raskt at den ikke rekker å utveksle varme (energi) med sine omgivelser, ja så må "pakken" ta den energi som dette arbeidet krever fra sin egen indre energi. Og dermed faller temperaturen!
Luft som stiger i atmosfæren "opplever" fallende trykk (trykket avtar oppover i atmosfæren!), og dermed utvider den seg. Denne utvidelsen skjer så raskt at varmeutveksling med omgivelsene tilnærmet kan neglisjeres, og temperaturen faller slik som beskrevet ovenfor.
Arvid Skartveit

Se også:
http://www.abdn.ac.uk/physics/meteo/metoh7_files/v3_document.htm
http://radar.metr.ou.edu/OK1/meteorology/VertStructure.html

 

Den mørkeste dagen i året er 21.desember. Hvorfor er det da kaldest i januar- februar?

Svar: "Dagene lenges, vinteren strenges!" skrev salmedikteren Brorson etter å ha lagt merke til det samme som det du har notert deg.
Brorsons "paradoks" kan det sies mye komplisert om. Jeg skal nøye meg med å peke på et kvalitativt hovedpoeng, nemlig sammenhengen mellom på den ene side temperaturvariasjon og på den andre side balansen mellom oppvarming og avkjøling: Hvor vidt temperaturen i f.eks. en stue stiger eller faller avgjøres ikke av oppvarmingen alene, men av hvor vidt oppvarmingen (panelovner etc.) overstiger avkjølingen (varmetap gjennom tak, vegger etc.) eller ikke.
Utendørs har vi på lignende vis gjennom året en varierende soloppvarming, som er minst 21. desember, og en stadig avkjøling mot verdensrommet. Soloppvarmingen begynner nok å øke så smått fra 21. desember av, men oppvarmingen overskrider ikke avkjølingen før vi er kommet lenger ut på vinteren.
Arvid Skartveit

 

Finnes det en rimelig enkel sammenheng i beregning av effektiv temp., avhengig av vindstyrken?

Svar: Dette kalles "ekvivalent vindavkjølingstemperatur" eller "Wind-Chill Equivalent Temperature", og finnes i tabeller. Man kan søke på nettet (se f.eks. http://www.met.no), eller i lærebøker (f.eks side 116 i Kåre Utaaker: Mikro- og lokalmeteorologi. Alma Mater Forlag).
Arvid Skartveit

Fra gammelt av lærte man at "ekvivalent vindavkjølingstemperatur" kunne beregnes som:
(Målt temperatur, lavere enn 5°C) - (2 x vindhastigheten i m/s)
f.eks.: -15°C og frisk bris gir (-15 -(2 x 10))= -35°
Denne formelen kan godt brukes som en tommelfingerregel, såfremt det ikke er svært kaldt i forbindelse med sterk vind. På nettet finner man tabeller over effektiv temperatur flere steder, bl.a. http://www.1000turtips.no/tur/vinter/effektiv_kulde.htm
Tor-Villy Kangas

 

Hva er forskjellen, evt. sammenhengen mellom "duggpunkt" og 100% relativ fuktighet?
Kan temperaturen være under duggpunktet, og allikevel ha en relativ luftfuktighet under 100%?

Svar: Duggpunktet er den temperatur (Td) som luften må avkjøles til under konstant trykk for at den skal bli mettet med vanndamp (mettet relativt til en plan ren vannflate). Når temperaturen er lik duggpunktet er den relative fuktighet 100%, hvis temperaturen er over dugpunktet er den relative fuktighet mindre enn 100% og hvis temperaturen er under duggpunktet er den relative fuktighet over 100%. Det siste er nødvendig for at det skal dannes dråper i luft, men p.g.a at luften inneholder såkalte kondensasjonskjerner er den overmetning som kreves i denne forbindelse beskjeden (mindre enn 1%). Det vil si at temperaturen faktisk må falle litt under duggpunktet før det dannes dråper i luft.
Arvid Skartveit

 

Luftfuktighet i hus
Min datters kjeller er lite brukt og viser seg nå å være altfor fuktig. Vi har endel oppfatninger om problemet, og noen enkle tiltak er på gang. Men jeg tror det hadde vært nyttig å få tak i et enkelt luft/vanndamp-diagram slik at vi lettere kan se hvilke krav som må oppfylles for å hindre at vanndamp vandrer innover i gulv/vegg i stedet for utover.
Hva heter diagrammet, og hvor fåes det?

Jeg søkte på nettet etter "Mollier diagram" hhv. "psychrometric" eller "psychrometric chart". Det nærmeste jeg kom til det jeg tror du trenger var en gratis "kalkulator" på følgende side:

http://www.connel.net/freeware/psychart.shtml

Arvid Skartveit

 

Kan dere skaffe meg statistikk slik at jeg kan estimere hvor høy temperatur som faller inn under 50 timer av et normalår?
REN veiledning til teknisk forskrift til Plan & Bygningsloven sier blandt annet i § 8-36 følgende;
Ved lett aktivitet:
- Anbefalt lufttemperatur om vinter 21 - 22
0C
- Anbefalt lufttemperatur om sommeren 23 - 24
0C
- Minimum vinter = 20
0C
- Maksimum sommer = 26
0C
På dager med høy utetemperatur er det vanskelig å unngå at temperaturen innendørs blir høyere enn de anbefalte verdier. Overskridelse av den høyeste grense bør derfor kunne aksepteres i varme sommerperioder med utelufttemperaturer over den som overskrides med 50 timer i et normalår.

Hovedkonklusjon: Kontakt klimaavdelingen ved DNMI - de kan sikkert gi et estimat av 50-timers temperaturen din. Dersom du har flaks, har de tilogmed besvart spørsmålet ditt en gang før. Eller de tar kanskje på seg en konsulentjobb... :)
Du sier ingenting om _*hvor*_ du skal bygge - du er antagelig ute etter en "landsdekkende" verdi. Vær klar over at det er meget stor variasjon i maksimumstemperatur i dette landet!
Ideelt sett burde du hatt temperaturmålinger for hver time (eller hyppigere) for temperatur gjennom sommerhalvåret for perioden 1961-1990 for akkurat det stedet du skal bygge på. Dermed kunne du trukket 50-timer-i-året temperaturen direkte ut av målingene.
Ryggmargen i dnmi's observasjonssystem er et nettverk med observasjoner hver 3. time, noen stasjoner bare hver 6. time. (Noen ganske få stasjoner har observasjoner hver time eller hyppigere). Ut fra enkle antagelser ("typisk forløp" for dagtemperaturen en varm sommerdag) kan man lage et estimat av 50-timers verdien din når man bruker maksimumstemperatur og temperaturmålingene hver 3. time. Spør klimaavdelingen!

I tillegg kommer observasjoner fra flyplasser (såkalte METAR) hver time/halvtime. Jeg tror dessverre hverken luftfartsverket eller dnmi tar særlig godt vare på disse dataene, men klimaavd kan helt sikkert svare på hvor de tar veien. Jeg vet også at en del andre institusjoner (f.eks. jordbruksskoler rundt omkring, og vegvesenet) har gode temperaturmålinger her og der, men jeg aner ingenting om hvor du evt. får tak i disse dataene. MVH Jan

 

Hos oss hender det at det ved klarvær og lufttemperaturer over 0 grader fryser på bakken og veiene blir glatte. Hva kalles fenomenet og hvilke termodynamiske prosesser/forhold forårsaker dette?

Svar: Fenomenet du beskriver omtales gjerne som "hålke" eller "glattis". Det opptrer under de værforhold du nevner, men jeg legger til at det dessuten må være lite og ingen vind og det må være på en tid av døgnet døgnet da solinnstrålingen er null (eller tilnærmet null).
HVORFOR AVKJØLES VEIOVERFLATEN?
Under en skyfri himmel vil jordoverflaten (f.eks. et veidekke) utsettes for et netto tap av langbølget elektromagnetisk stråling (4 - 100 mikrometer bølgelengde). F. eks. et veidekke ved 0 grader Celsius emitterer (avgir) en langbølget strålingsflux på omtrent 315 Watt pr kvadratmeter oppover, mens veidekkets absorbsjon av nedoverettet langbølget stråling fra en skyfri atmosfære kan være størrelsesorden 100 W/m2 mindre enn dette. Da lider veidekket et netto langbølget strålingstap på størrelsesorden 100 W/m2. Et skydekke reduserer dette langbølgede strålingstapet vesentlig (tilnærmet lik null hvis skydekket er lavt).
Dette langbølgede strålingstapet alene bidrar til et temperaturfall i veidekket. Hvor stort temperaturfallet faktisk blir, avgjøres imidlertid av hvilke andre varmetap/varmegevinster veidekket utsettes for. Vi skal se på noen av disse (a, b, og c):.
a) Soloppvarming vil, såsant solen ikke står alt for lavt, overskride veidekkets langbølgede strålingstap og gjøre at veidekket om dagen utsettes for netto strålingsoppvarming (solstråling + langbølget stråling).
b) Varmestrøm fra atmosfæren mot ned mot det avkjølte veidekket: Når veidekkets temperatur pga strålingstapet faller under temperaturen i atmosfæren over, oppstår en turbulent varmestrøm fra atmosfæren og ned mot veidekket. Hvis det blåser, vil denne turbulente varmestrømmen være så effektiv at det ikke blir noe særlig temperaturfall på veidekket. Den strålingsavkjøling som veidekket utsettes for, fordeles da over et ganske tykt atmosfærelag og dette forklarer at temperatufallet blir beskjedent. Hvis det IKKE blåser, blir den nedoverrettede varmetransport langt mindre effektiv, veidekkets temperatur faller derfor raskt og varmetransportens effektivitet avtar ytterligere. Vi får et stort temperaturfall i veidekkets overflate og i et tynt luftlag nær bakken.
c) Varmeledning fra underlaget og opp mot det avkjølte veidekket: Hvis veidekket står i god termisk kontakt med et underlag med stor varmekapasitet vil avkjølingen av overflaten gi en varmestrøm fra dette underlaget og opp til den strålingsavkjølte overflaten. Temperaturfallet i den strålingsavkjølte overflaten blir da beskjedent. En vannoverflate, hvor vi har både molekylær og turbulent varmetransport i vannet under overflaten, er et ekstremt eksempel på dette. Hvis derimot den strålingsavkjølte overflaten er rimelig godt isolert mot varmetilførsel fra underlaget (f. eks. en snøoverflate, en bro, et veidekke) kan temperaturfallet i den strålingsavkjølte overflaten bli stort!
Altså: Den primære årsak til temperaturfallet på veien er at veioverflaten i skyfritt vær blir utsatt for netto langbølget strålingstap. Denne strålingsavkjølingen gjør at overflatetemperaturen faller raskt, hvis ikke jordoverflaten tilføres nok varme fra solen, fra atmosfæren eller fra underlaget.
HVORFOR BLIR DET IS PÅ DEN AVKJØLTE VEIOVERFLATEN?
Hvis veidekkets overflatetemperatur faller under luftens dugg/frostpunkt temperatur, vil vanndamp fra luften avsettes som dugg/rim på veien. Så lenge temperaturen på veidekket ikke går vesentlig under 0 grader Celsius, slår vanndampen seg ned som dugg som raskt fryser til is, - som i sannhet kan fortjene betegnelsen "glattis"!. Kondensasjons- og frysevarmen som frigis, bidrar til at veioverflatens temperatur holder seg nær 0 (hvis en vannfilm på en mm kondenserer og fryser i løpet av 8 timer, svarer den frigitte latent varme til 100 W/m2!).
Hvis lufta er så tørr at veioverflatens temperatur faller vesentlig under null før vanndamp kondenseres på veien, vil dette skje ved iskondensasjon og vi får et rimlag på veien. Et rimlag er ikke på langt nær så glatt som "glattis"!
Arvid Skartveit

 

Hva er en "meteorologiske korrekt" plassering av en utendørs temperatursensor?
Jeg lurer på hva som er en "meteorologiske korrekt" plassering av en utendørs temperatursensor?
Selv har jeg en relativt moderne, kabelfri temperaturmåler, som i følge produsenten har et maksimum avvik på +/- 0,1 grad. Likevel har jeg opplevd at den viser ganske forskjellig i forhold til hvor sensoren plasseres. Særlig stor er forskjellen en klar vinternatt. Plasseres sensoren i 2 meters høyde 10-15 meter fra huset over gressbelagt bakke, viser den lavere temperatur enn plassering over asfalt/betong.
Fins det noen "fasit" på hva som er riktig plassering?

Enhver temperaturføler (termometer) måler strengt tatt bare sin egen temperatur. Når vi bruker føleren til å måle lufttetmperatur må vi derfor stille oss to spørsmål:
1) Er termometerets temperatur lik temperaturen i lufta som omgir termometeret? Dette er ikke nødvendigvis tilfellet! F.eks. kan solstråling som faller på sensoren vame denne opp til høyere temperatur enn den vi har i lufta omkring føleren, og i klarvær om nattten kan netto varmestrålingstap fra sensoren avkjøle denne til under lufttemperaturen. Derfor bør et termometer som skal måle lufttemperatur "skjermes" mot soloppvarming og varmestrålingstap, samtidig som det ikke bør plassseres i stillestående luft.
2) Vi må vite hvilken luftttemperatur vi ønsker å måle! På lignende vis som et termometer kan ha en temperatur som avviker fra lufttetmperaturen omkring, vil jordoverflaten, bygninger etc. i alminnelighet ha temperaturer som avviker fra luftttemperaturen, og slike temperaturforskjeller påvirker lufttemperaturen i nærheten..Hvis vi ønsker oss en bakkenær lufttemperatur som forteller mest mulig om luftttemperaturen også i et område omkring må vi derfor unngå å måle for nær bakken (vanlig målehøyde er 1,5 - 2m over snøfri bakke), ikke for nær bygninger og vi bør unngå steder med stillestående luft.
Arvid Skartveit