14Energi i Matematikken Vindens Dag - Vejret - hvad er det?

Vejret - hvad er det?

Dette lille vejrkompendium er tænkt som baggrund til lærerne og vil delsprøve at afklare forskellige begreber omkring vejret, dels komme medforslag til, hvordan man kan arbejde med emnet.

med at ligge omkring de -3,5 grader til klokkenblev 6, hvorefter den begyndte at stige. Tempera-turen blev målt et sted, hvor temperaturfølerenblev ramt af morgensolen.

Når man med dataopsamlingsudstyr målertemperaturen over en periode, har man mulig-hed for at vælge, hvor ofte man vil opsamledata. Hvis man vælger at opsamle data ofte,eksempelvis hvert sekund, vil man kunne seudsving, når eksempelvis en sky går for solen.Vælger man derimod at opsamle sine data engang hvert kvarter, får man en meget mere jævnkurve.

Havets indflydelse på vejr og klimaNår man gennem et døgn har undersøgt solensindflydelse på temperaturen, kan man under-søge andre faktorer. Ved et kig på DMI’s bille-der over hvordan temperaturen i landet erkl. 6.30 om morgenen, kan man stille sigspørgsmålet: Hvorfor er det koldere inde ilandet om natten end ude ved kysten? Ellermed andre ord – få en forståelse for fastlands-klima og kystklima.Dette kan man eksempelvis undersøge ved attemperaturen i luften og vandet opsamlesgennem et døgn. Man kan også vælge at sup-plere målingerne med jordtemperaturen.

TemperaturMed et maks.-min.termometer kan manaflæse henholdsvis denhøjeste og den lavestetemperatur. Det er dogikke muligt at se, hvornårpå døgnet temperatu-rerne er opnået. Det kanderfor være interessant atlave temperaturmålinggennem et helt døgn.

Man kan også vælge at måle temperatur og lysgennem et eller flere døgn, hvorved mantydeligt får en forståelse for solens indflydelsepå varmen. Til dette kan man anvende data-opsamlingsudstyr fra eksempelvis Pasco.

Her kan man se, at den koldeste periodestrækker sig over ca. 20 000 sekunder, hvilketvil sige 5 timer. Forsøget blev startet kl. 17.00.Minimum indtraf 28 800 sekunder senere,hvilket vil sige kl. 1, og temperaturen blev ved

At arbejde med vejret og forstå sammenhæn-gen mellem de forskellige begreber kan væreret vanskeligt. Det kan derfor være en fordel ibegyndelsen at koncentrere sig om et enkeltbegreb, hvorefter man senere kan begynde atforstå sammenhængen mellem begreberne.

Meteorologiske begreberTemperaturSkydækkeLufttrykVindhastighedLuftfugtighedNedbør

15Energi i Matematikken Vindens Dag - Vejret - hvad er det?

EksempelTemperaturen opsamles hver halve time gen-nem et døgn i luft, vand og i jorden.Der anvendes en Xplorer GLX med to tilhø-rende temperaturfølere samt en tredje tempera-turføler med stålprobe. GLX og strømadapterblev pakket ind i en pose, hvorefter det heleblev placeret udenfor.

Forsøget startede kl. 15.00 og varede 1 døgn.Man så tydeligt, at temperaturen i luften svin-gede meget både i forhold til min. og maks.,hvor der var et udsving på 10 grader, men ogsåat der var mange små udsving.Data blev opsamlet en gang hvert kvarter,hvilket er forklaringen på afstanden mellemudsvingene. Udsvingene skyldes, at forsøgetblev udført på et døgn med store blødecumulus skyer, der drev henover himlen ogskyggede for solen. Vandtemperaturen havdekun en forskel på 1,8 grader og jord-temperaturen en forskel på 3,1 grader.Begge temperaturer blev målt ca. 25 cm nede ivandet/jorden.

Af denne øvelse kan man se, at jord og vandtager forholdsvis længere tid om at blive opvar-met end luft. Derfor er temperaturen i foråretvarmest ved vestkysten, hvor Vesterhavet omnatten og om morgenen afgiver varme til luften.I løbet af dagen vil solen varme luften op ogtemperaturen over land overstiger temperatu-ren ved kysten. Så selv i så lille et land somDanmark kan man tydeligt se en forskel påtemperaturen alt efter, hvor man befinder sig.

16

Vejret - hvad er det?

Energi i Matematikken Vindens Dag - Vejret - hvad er det?

SkydækkeEfter at have udført øvelsermed måling af temperaturer,har man oplevet, at tempera-turen svinger. Man har mulig-vis også fået en idé om, atskydækket har indflydelse påtemperaturen.

Når man vil observere skyer,må man bruge sine øjne, idetder ikke findes egentligemåleinstrumenter til observa-tion af skydække. Med etpyranometer kan man måleglobalstrålingen.Skyer er formelt set hydro-meteorer, hvilket vil sige, atde består af en samling afflydende eller faste vand-partikler, der svæver ellerfalder gennem atmosfæren.

Klassifikationen af skyer erbaseret på dimensioner, form,struktur, opbygning, lysstyrkenaf skyens reflekterede lys ogskyens farve.

Se nærmere på DMI’shjemmeside under “ iden“og temaet “Kend din sky“www.dmi.dk/dmi/index/viden/temaer/kend_din_sky.htm

Det er en god idé at fotogra-fere himlen og gemme billederaf himlen sammen med sinevejrdata.Det kunne også være spæn-dende at tage billeder eksem-pelvis hvert kvarter. Herved vilman tydeligt se, hvor megetskyformationerne ændres,og hvor fascinerende det er atse på.

Kold- eller varmfrontskyerEnsartet tæt, gråt skylag, der giver nedbøri lang tid.

Fjerskyer, 10 km over JordenOpadgående spidser giver blæst. Bliverskyerne tættere, kommmer en varmfront.

Lave bølgeskyer, 1500 m over JordenGiver stabilt vejr.

KlodeskyerKommer omkring middagstid.Giver smukt vejr i en til flere dage.

Lammeskyer, 3-7 km over JordenGiver regn indenfor 4-9 timer.

TordenskyerHvis der er klodeskyer på himmelen framorgenstunden, udvikler de sig tilkraftige byger med lyn og torden.

Makrelskyer, 6-11 km over JordenGiver regn indenfor 6-12 timer.

Skyer og regnVanddråberne i skyerne ermeget små. De kan som regelholde sig svævende. Men nårvanddråberne bliver for store,falder de ned som regn.

17Energi i Matematikken Vindens Dag - Vejret - hvad er det?

På www.skoven-i-skolen.dk er der i undervisningsforløbet“Ude i al slags vejr“ en opskrift på et sådant barometer.Man får godt nok ikke målinger i hPa, men over en længereperiode får man et tydeligt bevis på, at lufttrykket ændrersig. Det er derfor meget nemt at få snakken over på, hvor-dan vejret er udenfor, og et kig på himlen og skyerne,sammenlignet med temperaturer og det hjemmelavedebarometer, kan give en rigtig god forståelse for sammen-hængen mellem temperatur, skydække og barometerstand.Ved kun at fokusere på ganske få ting kan sammenhængenemellem disse lettere forstås af eleverne.

Netop lufttrykket er nok det mest abstrakte af vejr-begreberne. Det kan derfor være en god idé at lave sit egetbarometer ved hjælp af et syltetøjsglas, en ballon eller enblærespængningshinde, et sugerør, og en hjemmelavetskala.

LufttrykMan måler lufttrykket medet barometer. Man er bl.a.interesseret i, om der erlavtryk eller højtryk.

Et lavtryk er et område ellerpunkt, hvorfra lufttrykket stigeri alle retninger. I lavtryk er dernormalt en udbredt opstigningaf luft, hvorved der dannesskyer og nedbør. For at etområde benævnes som lav-tryk, skal trykket ikke væremindre end en bestemt værdi,men blot lavere end lufttrykketi omkringliggende områder.

I højtryksområder synkerluften normalt ned, og disseområder er derfor ofte prægetaf smukt vejr med få skyer.Lufttrykket er således detsamme, om man befinder sigudenfor eller indenfor.

I Danmark bruger man ofte1013 hPa til at afgøre, om derer tale om højtryk eller lavtryk.Mange af måleinstrumenterneligner hinanden og det kanderfor være lidt svært at forstå,hvad man måler, og hvad detbetyder.

18

VindhastighedVind er luftens vandrette bevægelse.Vindens hastighed angiver, hvor hurtigtluftmolekylerne bevæger sig i forhold tilomgivelserne.

I meteorologiske sammenhænge angives vind-hastigheden oftest som en middelværdi over 10minutter og måles i m/s eller knob (sømil/time).I modsætning til vindhastighed er vindens„styrke“ også afhængig af lufttætheden ogsåledes et udtryk for den kraft, som en vind-påvirkning kan udøve. Vindstyrke måles iBeaufort.

Vindretning er den middelretning, hvorfravinden blæser inden for den givne periode. Ensydvestlig vind er således en vind, der blæser frasydvest mod nordøst.Vindstød er såvel positive som negative afvigel-ser fra middelvindhastigheden af en varighed påhøjest 1 minut. Inden for dansk område er detpraksis at opgive vindstød som de højeste oglaveste tresekunders middelhastigheder i engiven periode.

Vejret - hvad er det?

Energi i Matematikken Vindens Dag - Vejret - hvad er det?

Vind dannes ved, at solen opvarmer jorden, hvor-efter luften ved jorden også bliver opvarmet ogderfor stiger til vejrs. Derefter strømmer der luft tilfor at erstatte det tabte, og så har vi vinden.

Der kan også opstå land- og havbrise, fordi havetbliver opvarmet langsommere end landjorden,og derfor strømmer der koldere luft ind frahavet, når den varmere luft over land stiger tilvejrs. Man kan eksempelvis måle vind-hastigheden og retningen gennem et døgn bådeude ved kysten og inde i landet. Man vil herobservere, at langt de fleste dage er der vindstillemorgen og aften. - Noget, de fleste windsurferekender til. - Ved kysten vil man om sommerenmange gange opleve, at om morgenen, hvorvandet vil være varmere end luften over land, villuften over vandet stige til vejrs og erstattes afden køligere luft inde fra land, hvorved deropstår fralandsvind. I løbet af dagen stiger tem-peraturen over land, og vindretningen vil æn-dres, så der bliver pålandsvind.

Vi kender alle oplevelsen af at det føles koldt,når vinden blæser, derfor taler man om et kulde-indeks eller windchillfaktor, der er et udtryk forden temperatur, vi tilsyneladende oplever somfunktion af den målte aktuelle lufttemperatur ogvindhastigheden. Vinden reducerer denlegemsvarme, vi prøver at opretholde - jo størrevindhastighed, des større varmetab.

Vinden måles med en vindmåler/anemometer.Udformningen af denne kan variere bl.a. ernogle instrumenter retningsbestemte. En sådankan ses på billedet. Dette er en digital vindmå-ler, der kan opsamle målingerne over tid.

Vindhastigheden svinger meget, hvilket kan sesaf følgende graf, hvor vi har målt vind-hastigheden i 50 sekunder med 5 målinger isekundet.

19Energi i Matematikken Vindens Dag - Vejret - hvad er det?

LuftfugtighedLuftens fugtighed måles med et hygrometer eller et psykrometer.Man taler enten om relativ luftfugtighed eller absolut fugtighed.

Den absolutte luftfugtighedangiver massen af vanddamp ien given mængde luft. Denmåles typisk i g/m³ (gram pr.kubikmeter).

Den relative luftfugtighed erforholdet mellem den aktu-elle mængde vanddamp i enluftmasse og den maksimalemængde vanddamp, somluftmassen kan indeholde,hvilket afhænger af luftmas-sens temperatur og tryk.Relativ luftfugtighed udtrykkesnormalt i procent med vær-dier fra 0 % til 100 %.

Her er igen en observationder er spændende at målesåvel dagligt gennem enperiode som gennem et døgn.

Ligesom man ved vind taler om kuldeindeks ellerwindchillfaktor, taler man om hedeindeks eller humidexi forbindelse med luftfugtighed.

Hedeindeks er et udtryk for den temperatur vi tilsynela-dende oplever som funktion af den målte aktuellelufttemperatur og luftfugtigheden. En høj luftfugtighedreducerer kroppens mulighed for at komme af medvarmen.

Hedeindeks eller humidex

NedbørNedbørsmængden er interessant atsammenligne med de øvrige vejrdata.

Nedbør er forholdsvis let at måle, idet manhver dag blot aflæser, hvor meget vand der er ibeholderen. Enten tømmer man den, eller ogsåmå man regne dagens nedbør ud.

20

Her kan I læse mereHer i Danmark og i Norden har man ogsåværet i gang, se bl.a.www.globe-denmark.dk/projekter/projekter.html

www.verstasjon.net/verstasjonskart.htm

Vejret - hvad er det?

Energi i Matematikken Vindens Dag - Vejret - hvad er det?

Dette kan gøres ved at bruge alle de nævnteinstrumenter eller med dataopsamlingsudstyrsom eksempelvis Pasco eller Davis vejrstation.Med Pasco’s vejr- og gps-sensor koblet til enXplorer GLX har man mulighed for at opsamlealle data på en gang, men derudover har manmulighed for at få vist på eksempelvis GoogleEarth, hvor målingerne er taget.

Det giver en mulighed for at opsamle denævnte faktorer forskellige steder og samtidig fåvist, hvor man har opsamlet sine data. Et simpelteksempel er vist her, hvor de målte data erknyttet til waypoint 1.

Med Davis Vejrstationer, har man mulighed forat opsamle alle vejrdata. Man har desudenmulighed for at dele sine observationer medandre på internettet.

The GLOBE Program er et internationalt vejr-relateret forskningsprogram for studerende fraskoler og er støttet af NASA og NSF.Se www.globe.gov.

Alle vejrdata på en gangMan får det komplette billede af vejret og hvordan det vil udvikle sig,når man sammenligner alle data på en gang.

På DMI kan man også finde sider med borgervejr,hvor borgere har mulighed for at få lagt vejrdata ud.www.dmi.dk/dmi/index/danmark/borgervejr.htm?map=map13&param=undefined

Hent yderligere inspiration herwww.dmi.dk/dmi/index/viden/dmi-publikatio-ner/populaere_artikler.htm

www.emu.dk/elever4-6/natfag/vind/index.html