11.05.2015 Views

CICERONE

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

28<br />

KlimaProg<br />

Figur 1. Skjematikk som viser utvekslingsprosesser mellom atmosfæren og havet.<br />

FRIKSJON<br />

(MOMENTUMUTVEKSLING)<br />

STRØM<br />

VIND<br />

(VARME<br />

UTVEKSLING)<br />

LUFTBOBLER<br />

dråpene og boblene treffer vannflaten,<br />

vil energetiske hydrodynamiske bevegelser<br />

føre til at flere, mindre dråper og<br />

bobler dannes [4]. Det er derfor lett å se<br />

at brytende bølger utveksler masse (det<br />

vil si fuktighet, gassforbindelser og sporstoffer)<br />

og energi - både varmeenergi,<br />

turbulente bevegelser, svingninger og<br />

storskalabevegelser (vind og strøm).<br />

Friksjon mellom havet og atmosfæren<br />

Vindhastigheten i atmosfærens grensesjikt<br />

mot bakken eller havoverflaten er<br />

BØLGEBRYTING<br />

SJØSPRØYT<br />

(MASSEUTVEKSLING)<br />

sterkt påvirket av turbulente bevegelser<br />

uttrykt ved et vindstress. Størrelsen<br />

på de turbulente virvlene gjør at vindhastigheten<br />

ved overflaten varierer<br />

logaritmisk med høyden. I beregningene<br />

inngår enn såkalt ruhetslengde som<br />

angir høyden der hastigheten er lik null.<br />

Jo mer ujevn overflaten er, desto større<br />

blir turbulensen og vindstresset. Over<br />

landområder varierer ruhetslengden fra<br />

omlag. 1 meter over skog- og boligområder<br />

ned til et par centimeter over flatt<br />

terreng (slette med gress). Over havet<br />

kan man bruke Charnockformelen der<br />

ruhetslengden øker proporsjonalt med<br />

stresset (som igjen er en funksjon av<br />

vindhastigheten). Etter denne formelen<br />

blir ruhetslengden over hav mindre enn<br />

1 centimeter selv om det blåser orkan<br />

med bølgehøyde på over 10 meter! Dette<br />

kan skyldes at bølgekammene beveger<br />

seg like fort som vinden, og virker som<br />

hjul på et rullebrett, eller kuler i et kulelager.<br />

Det finnes konkurrerende teorier om<br />

hvordan bølgene påvirker friksjonen.<br />

De kan deles i to klasser etter hvordan<br />

friksjonen påvirkes av den såkalte bølgealderen,<br />

som er forholdet mellom bølgekamhastigheten<br />

og vindhastigheten:<br />

(I) ruhetslengden minker når bølgealderen<br />

øker; eller (II) ruhetslengden<br />

varierer ikke når bølgealderen endres.<br />

Jones og Toba [5] gir en oversikt over de<br />

forskjellige teoriene og modellene. Teoriene<br />

i klasse I antar at bevegelsesmengden<br />

fra atmosfæren overføres direkte til<br />

energibærende havbølger via trykkfluktuasjoner.<br />

De er for eksempel brukt ved<br />

det europeiske værvarslingssenteret i<br />

England. Teorier i klasse II antar at friksjonen<br />

dannes av luftstrømningen over<br />

brytende bølgekammer [6], og blir støttet<br />

av observasjoner fra Sørishavet [7].<br />

Nyere observasjoner fra Østersjøen [8]<br />

støtter imidlertid teorier i klasse I.<br />

Det er i hvert fall ingen tvil om at<br />

havbølgene har mye å si for hvor mye<br />

friksjon det er mellom havet og atmos-<br />

TURBULENT. Over og<br />

under sjøoverflaten<br />

finnes det turbulente<br />

grensesjikt der det<br />

kan være stor vertikal<br />

transport av blant<br />

annet drivhusgasser<br />

og energi. Bølger<br />

vil påvirke denne<br />

transporten mellom<br />

havet og atmosfæren.<br />

Foto: NOAA<br />

Cicerone nr. 1/2004

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!