Vädrets vetenskap

I Sverige har vi på senare år upplevt såväl orkaner som värmerekord. Oavsett om vädret är nyckfullt och dramatiskt eller stabilt och stillsamt, påverkar det våra liv på olika sätt.

Väderprognosernas grunder handlar om att tyda naturens och atmosfärens processer. Det som förändrats och utvecklats genom historien är vilka analysmetoder och instrument som använts. Dessutom har våra kunskaper kring atmosfäriska fenomen ökat. Männis­k­ors syn på vad som styr vädret har skif­tat över tid, från religiösa eller vidskepliga förklaringar till vetenskapliga.

Det finns många hi­storiska exempel på hur man försökt påverka vädret genom religiösa ceremonier. Pueblostammen i sydöstra USA strödde ut majsmjöl i hopp om att regngudarna skulle rädda skörden. I en by på Sicilien var vattenbristen 1893 så svår att invånarna beslöt sig för att straffa helgonbilderna. När regnet till slut föll sågs det som bevis för att helgonen gett vika för bybornas våld och hotelser.

I dag vet vi att vädret till största delen styrs av naturens egna krafter, men samtidigt har vi insett att människans levnadssätt indirekt påverkar jordens klimat. I vissa sammanhang har människan faktiskt visat att hon direkt kan styra vädrets makter. Strax före invigningen av sommar-OS i Moskva 1980 bombade det sovjetiska flygvapnet de hotande regnmolnen med kondenserande kristaller av silverjodid, vilket gjorde att molnen tömdes innan de nått fram till stadion.

Metoden har bland annat även använts i syfte att skydda odlingsmarker från alltför kraftig nederbörd. Men på grund av att den bedömts som alltför kostsam och oförutsägbar är den numera sällsynt. Man kan konstatera att vädrets krafter oftast är oss övermäktiga. Istället får vi förlita oss på meteorologiska beräkningar – och hoppas på det bästa.

Möjligen var det sumererna som sådde de första fröna till meteorologins veten­skap. Redan för fem tusen år sedan gjorde de observationer och prognoser ut­ifrån olika atmosfäriska tecken, till exem­pel planeternas rörelser och regnbågen.

Från antikens Grekland härstammar den första kända boken om meteorologi, vars namn har sitt ursprung i de grekis­-ka orden meteros (luft) och logos (lära). Cirka år 330 f Kr skrev filosofen Aristoteles sin lärobok Meteorologica, som inne­höll då kända fakta samt filosofiska för­klaringar till atmosfäriska fenomen. Ari­stoteles tankar accepterades utan större kritiska invändningar i nära tvåtusen år.

Under 1500-talet studerade den danske astronomen Tycho Brahe både stjärnhimmel och väder. Det var länge förenat med fara att ifrågasätta kyrkans världsbild genom vetenskapliga förklaringar. Brahe och hans samtida kolleger utgick från astrologin, vilket visar att gränsen mellan tro och vetenskap varit flytande. Med dagens kunskap hade de kunnat visa att om kyrkans världsbild med jorden i universums centrum stämt, hade vädret varit i det närmaste statiskt. Europa skulle då ständigt ha haft ett klimat med nordliga vindar, växlande molnighet och lättare regn- eller snöbyar.

Tycho Brahe var fram till sin död 1601 såväl astronom som astrologisk rådgivare åt kejsar Rudolf II i Prag. Brahes efterträdare Johannes Kepler hade som uppgift att skriva en kalender för det följande året, där även förutsägelser om vädret skulle finnas med. Kepler var listig och skrev att vädret skulle bli sämre än han egentligen trodde. Om det sedan blev ett dåligt väderår var folk redan mentalt förberedda, och blev det bättre än vad Kepler förutspått blev folk glada över det.

Under 1600-talet uppfann italienaren Evangelista Torricelli (1608–47) barometern och under det följande seklet hittade den svenske naturvetenskapsmannen Anders Celsius (1701–44) ett nytt sätt att beräkna temperatur. Framstegen innebar att atmosfäriska fenomen i viss mån kunde börja förklaras med hjälp av observationer och experiment.

I början av 1800-talet höll amatörforskaren Luke Howard ett föredrag i London där han klassificerade olika moln­typer, som ”Cirrus”, ”Cumulus”, ”Stratus” och ”Nimbus”, samt förklarade deras uppkomst, egenskaper och livslängd. Om Howards betydelse för meteorologins utveckling berättar den engelske forskaren och författaren Richard Hamblyn i sin bok Molnens idéhistoria. Hamblyn menar att Howard genom att bestämma varje molnkategoris kännetecken underlättade för atmosfäriska observationer och möjligheterna att dra slutsatser utifrån dessa.

Industrialiseringen och den tekniska utvecklingen under 1800-talet innebar en skjuts framåt för meteorologin. Telegrafen gjorde det möjligt att snabbt skicka vidare information om vädret. Genom detta kunde människor få kunskap om hur olika vädertyper uppstår och hur de förändras under sin färd. Det gav upphov till de första dagliga väderkartorna, som presenterades på världsutställningen i London sommaren 1851.

Under Krimkriget 1854 orsakade en kraftig storm svåra förluster för de frans­ka och brittiska flottorna. För de militära ledarna stod det klart hur betydelsefullt det skulle vara att ha kännedom om oväder i förväg. Den franske astronomen Urbain Leverrier lyckades spåra hur stormen hade rört sig mot Svarta havet, och det hela ledde till att fransmännen började publicera dagliga väder­rapporter i tidningarna. Men oväder är oberäkneliga och det skulle dröja ytterligare hundra år innan något så när säkra prognoser om stormar kunde göras.

År 1873 bildades IMO (International Meteorological Organization), under en kongress i Wien. IMO hade till syfte att samordna olika väderobservationer och skapa en gemensam telegrafisk kod. Men osäkerheten kring väderprognoserna kvarstod och bristen på konkreta framsteg försatte meteorologin i en vetenskaplig kris i slutet av 1800-talet. Många forskare valde istället att söka sig till mer etablerade vetenskapsgrenar.

Ett nytt och avgörande framsteg inom meteorologin kom när den norske pro­fessorn i fysik, Vilhelm Bjerknes, år 1904 lät publicera en artikel i tidningen Meteorologische Zeitung. Bjerknes, som då forskade vid Stockholms högskola, framlade en teori om att fysiska lagar utgör grunden för att förstå atmosfärens egenskaper och att det var möjligt att på matematisk väg beräkna väderutvecklingen. Bjerknes teori var visserligen inte praktiskt genomförbar för hundra år sedan – det skulle ha krävt 64 000 heltidsarbetande matematiker – men den gav meteorologin en fastare vetenskaplig grund att vila på.

Efter att Bjerknes inrättat ett meteoro­logiskt institut i Bergen gjorde han i slutet av 1910-talet mätningar av lufttryck, fuktighet och vindar från marken, som han sedan kompletterade med observationer på högre höjd. Hans forskningsarbete, som gav upphov till den så kallade ”Bergenskolan”, ledde bland annat till upptäckten att olika vädertyper ofta skapas i fronterna mellan kalla och varma luftmassor.

Människans kliv in i dataåldern, från 1950-talet, har givetvis inneburit stora och fortlöpande framsteg för meteoro­login. Carl-Gustaf Rossby, en svensk meteorolog som utvandrade till USA 1926, var en pionjär i arbetet med datorberäknade väderprognoser. Hans forskning under 1930- och 40-talen bidrog bland annat till att klarlägga luftcirkulationen i atmosfären. Rossby varnade dessutom tidigt för luftföroreningarnas inverkan på klimatet.

Den första vädersatelliten, Tiros I, sköts upp 1960 och sedan dess har vädersatelliter varit värdefulla redskap för att studera såväl väderutveckling som olika naturfenomen.

De tekniska framstegen har också möjliggjort utvecklingen av Bjerknes matematiska teorier, vilka ligger till grund för dagens väderprognoser och klimatmodeller.

Sedan slutet av 1970-talet har ett internationellt center för väderprognoser i Storbritannien dagligen beräknat globala tiodygnsprognoser. Med dagens teknik blir en sådan prognos tillgänglig på internet bara ett par timmar senare.

– Osäkerheter i observationsunderlaget gör dock att atmosfärens förutsägbarhet är begränsad till cirka två veckor, även om vi skulle lyckas utarbeta perfekta modeller. Dagens prognoser är användbara cirka sju dagar framåt, för trettio år sedan låg tidsgränsen kring tre till fyra dagar, säger Erland Källén, professor i meteorologi vid Meteorologiska institutionen vid Stockholms universitet.

Enligt Erland Källén är det svårt att ge en säker bild av meteorologins utveckling i framtiden.

– Troligen kommer fortsatt dator- och satellitutveckling att bidra till än mer fördjupade kunskaper om atmosfären samt ge oss bättre förutsättningar att förutsäga vädret. Starkare datorer och bättre satelliter kan även ge oss ökad förståelse av klimatkänsligheten, vilket är viktigt för att kunna bedöma framtida klimathot.

Från Bondepraktikan till SMHI

I Sverige dök de första väderprognoserna upp i handboken Bondepraktikan från år 1662. Den innehöll uttryck som ansågs förutspå vädret på längre sikt. Om exempelvis den 13 januari stod det: »Om kylan står från jul till Knut, så står den hela vintern ut.»

Under första hälften av 1700-talet började vetenskapliga idéer kring väderförutsägelser att slå rot i Sverige, bland annat den felaktiga teorin om att klimat och väder är lagbundna.

Hundra år senare började Sverige följa den internationella utvecklingen inom meteorologi. Runt om i landet upprättades väderstationer som dagligen utbytte observationer med franska stationer. Meteorologiska iakttagelser gjordes även från fyrar, varifrån till exempel vindstyrkan mättes. Väderobservationerna förfinades i och med att Statens meteorologiska centralanstalt grundades 1873. Från och med då gjordes väderprognoser för nästföljande dag, vilka visade sig stämma till 75 procent. Men det dröjde till den 15 juli 1880 innan en prognos publicerades i en tidning.

Meteorologin i Sverige har under 1900-talet och fram till i dag i stort sett fortsatt i spåren av den internationella utvecklingen. De svenska meteorologerna Carl-Gustaf Rossby och Tor Bergeron var aktiva forskare vid Bergenskolan under 1920-talet. När Bergeron återvände till Sverige på 1930-talet införde han moderna metoder som förbättrade prognoskvalitén.

Sverige har i vissa sammanhang legat i framkanten av utvecklingen, till exempel när meteorologiska institutionen vid Stockholms universitet tillsammans med flygvapnet gjorde datorberäknade väderprognoser inför en militär övning 1954. Dessutom var Statens meteorologiska och hydrologiska institut (SMHI) före andra länder med att presentera femdygnsprognoser i radio och TV, med start 1965.

Under senare decennier har ökat samarbete med övriga nordiska länder förbättrat SMHI:s väderprognoser. Vidare har samarbeten mellan SMHI, Stockholms universitet och Göteborgs universitet lett till att en regional klimatmodell skapats.

– De forskningsresultat som gjorts i och med detta har haft en avgörande betydelse för Sveriges förståelse av det framtida klimathotet, säger meteorologiprofessor Erland Källén.

Väderfakta

1924, Första väderrapporten sänds i svensk radio.

1936, Fröken Väder ger prognoser för Stockholm via automatisk telefonsvarare.

1945, SMHI, Statens meteorologiska och hydrologiska institut, får sitt nuvarande namn. Samma år anställs den första svenska kvinnliga meteorologen, Renate Schäffer.

1954, Första väderrapporten i svensk TV sänds i Stockholmsområdet. Från 1957 ges regelbundna väderrapporter i TV.

1975 SMHI flyttar från Stockholm till Norrköping.

Jonas Cederquist