Oväder

Så föds regn- och åskskurar

Det krävs tre komponenter för att skapa regn- och åskskurar:

1. Fukt. Det avgörande är tillräckligt hög luftfuktighet vid marken och i det lägsta luftskiktet upp till några hundra meters höjd.

2. Instabilitet, vilket i detta fall innebär att temperaturen har en lämplig vertikalfördelning. I praktiken innebär det att temperaturen bör sjunka tillräckligt mycket från jordytan upp till 5-10 kilometers höjd.

3. En utlösande faktor. Fuktighets- och temperaturfördelningen avgör den energimängd som molnbildningen har till sitt förfogande. Trots en stor energimängd utvecklas inte bymolnen utan en utlösande faktor. En lämplig sådan kan t.ex. vara en konvergenszon, där luftströmmarna möts och tvingas stiga uppåt.

Om en av dessa tre faktorer saknas, hindras bildningen av bymoln.

Bymoln

När de ovannämnda komponenterna samverkar, börjar den varma luften vid markytan stiga. Den varma luften kyls småningom ner och når slutligen den höjd där fukten i luften kondenseras till små molndroppar. Luftströmmarna i molnet är nästan uteslutande stigande, varför molnet snabbt når höga höjder.

Foto: Sari Hartonen.

Molnet stiger i höjd så länge som den omgivande temperaturen tillåter det (d.v.s. så länge som den stigande luften är varmare än den omgivande). I praktiken kan molnet stanna upp redan vid fem kilometers höjd eller först vid hela 13 kilometers höjd.

Då molnet nått sin topphöjd och det bildats enorma mängder regndroppar, snöhagel, och iskristaller inuti, börjar en sjunkande luftström råda i molnet. Regnet är i detta skede som kraftigast och blixtarna (ifall sådana förekommer) som häftigast.

Slutligen sprider sig den svala, sjunkande luften över jordytan på ett så stort område att matningen av varm och fuktig luft avbryts och således försvagas den stigande luftströmmen och de sjunkande luftströmmarna stärks ytterligare. Efter detta tynar molnet snabbt bort.

Hela det ovannämnda utvecklingsförloppet kan pågå i bara en halv timme och är en typisk livscykel för ett bymoln. Inom meteorologin avser man med en konvektionscell just detta enskilda moln, som består av ett par huvudsakliga luftströmmar: en stigande och en sjunkande.

Kluster av bymoln och åskmolnssystem

Om man med hjälp av t.ex. radarbilder tittar närmare på hur skurmoln uppträder, kan man observera att det finns ganska få kortlivade, ensamma bymoln. Konvektionscellerna verkar oftare bilda större och mer långvariga helheter än enskilda skurmoln. Om skurmolnsområdet består av flera efter varandra bildade konvektionsceller, kan man tala om kluster av bymoln. Vanligtvis är de olika molnkomponenterna på ett område i olika faser av sin livscykel, d.v.s. helheten innehåller både moln som håller på att bildas och moln som håller på att försvinna. Om molnområdet blir flera timmar gammalt och över 100 kilometer i diameter kan man tala om ett konvektivt system eller åskmolnssystem.

Då man undersöker klustren av bymoln eller skur- och åskmoln som kan förorsaka fara i allmänhet, kan man till den tidigare nämnda listan tillsätta ännu en fjärde komponent.

4. Vindskjuvning. Detta innebär att vindstyrkan och -riktningen förändras då man stiger uppåt från jordytan. Om t.ex. luftströmmarna tilltar i styrka mellan jordytan och 3-6 kilometers höjd, ökar risken för skurmoln som kan förorsaka fara.

Denna komponent skiljer sig dock från de övriga på så vis att dess närvaro inte är absolut nödvändig för att åskmolnssystem eller farligt kraftiga åskmoln skall kunna förekomma.

Den svala luften i klustren av bymoln (och åskmolnssystemen) som strömmar ut över jordytan och härstammar från den sjunkande luftström som råder i något molnen, stryper tillförseln av varm luft till några av konvektionscellerna, men bidrar samtidigt till att nya skurmoln utvecklas i framändan. Detta är alltså möjligt på områden där en kall, sjunkande luftström möter varm luft. På detta sätt bildas konvergenszoner, d.v.s. zoner där luftströmmarna möter varandra, och en påtvingad uppåtgående rörelse bildas, vilket föder nya konvektionsceller och således förmår bl.a. åskmolnssystemen upprätthålla produktionen av nya åskskurar.

Omfattande konvektiva system är vanliga i Finland. Även system i vilka det förekommer rikligt med blixtar och skyfall observeras tiotals gånger per år. Livslängden för ett system är vanligtvis 5-12 timmar, vilket är en tillräckligt lång tid för att systemet skall kunna förflytta sig hundratals kilometer. Förutom blixtar och störtregn kan det i systemen också förekomma stora hagel, tromber och mycket kraftiga åskbyar. Skadorna efter ovädren t.ex. under sommaren 2010 var till största delen orsakade av åskbyar som var kopplade till mycket kraftiga åskmolnssystem.

Superceller

Ifall vinden är gynnsamt vertikalfördelad, kan en konvektionscell utvecklas till en supercell. En supercell kan betraktas som ett specialfall av ett bymoln och karaktäriseras av en lång livslängd, mycket kraftig och roterande uppström, rörelseriktning som skiljer sig något från andra konvektionsceller samt stor risk för farligt väder.

I flera undersökningar har det framkommit att risken för superceller ökar betydligt, om vindskjuvningen i det nedersta 5-6 kilometer tjocka luftskiktet tilltar. Vindskjuvning förorsakar turbulens hos atmosfären, där rotationsaxeln är i horisontalplanet. Då en supercell bildas förmår den svänga denna turbulens till vertikalplanet, med följden att det i konvektionscellens mitt bildas ett litet roterande lågtryck (mesocyklon). Ett villkor för att en konvektionscell skall kunna benämnas supercell är just att denna mesocyklon skall bildas.

Då mesocyklonen bildats kan det händelseförlopp som supercellen själv förorsakar leda till att rotationen växer under mesocyklonen, vilket t.o.m. kan leda till att en tromb (tornado) bildas. Trots årtionden av forskning är enskilda, exakta orsaker till att tromber föds fortfarande okända.

En allmän missuppfattning är att superceller inte förekommer alls eller förekommer mycket sällan i Finland. Med hjälp av väderradar har man dock kunnat observera att det förekommer superceller i vårt land varje sommar, troligen också under flera dagar. På grund av vårt svala klimat blir största delen av supercellerna i Finland rätt anspråkslösa i höjdläge jämfört med t.ex. de som förekommer i Förenta staterna. För dessa s.k. låga superceller används ibland benämningen mini supercell.

De vanligaste faktorerna som hör ihop med superceller i Finland och som förorsakar fara är stora hagel, kraftiga åskbyar och tromber. Enligt en undersökning gjord i Förenta staterna förekommer det dock tromber i mindre än en tiondel av supercellerna. Således kan man inte enbart på basis av förekomsten av superceller utfärda trovärdiga trombvarningar.