|
Titel
2
|
Orkanen Katrina
Fællesfagligt forløb med engelsk.
Indhold:
Vejr: Den øjeblikkelige tilstand i atmosfæren (temperatur, nedbør, tryk, luftfugtighed, vindstyrke)
Klima: Beskrivelse af gennemsnitsforholdene i atmosfæren (temperatur, nedbør, tryk, luftfugtighed, vindstyrke), udregnet i 30-års perioder.
En lokalitets temperatur er afhængig af:
- Indstrålingsvinkel (Solhøjde) har betydning for hvor meget solstråling, der bliver tilført pr. arealenhed. Afhænger af breddegrad, årstid og tid på døgnet.
- Dagslængden. Har mindre betydning end solindstrålingsvinklen. Dagslængden afhænger af breddegrad og årstid.
- Afstand til havet: Havet opvarmes og afkøles langsommere end land (da vand har en højere varmefylde (specifik varmekapacitet) end land, og der ligeledes sker en omrøring i havet som fordeler varme og kulde) og derfor bliver temperaturerne ikke så ekstreme ved kysterne (kystklima hvis forskellen på middeltemperaturen i koldeste og varmeste måned er under 18 ̊C) som længere inde på land (fastlandsklima hvis forskellen på gennemsnitstemperaturen i koldeste og varmeste måned er 18 ̊C eller over).
- Albedo (albedoværdien er den procentdel af Solens stråling, der reflekteres (kastes tilbage). Lyse overflader reflekterer en stor del af Solens indstråling, mens mørke overflader bedre til at absorbere (opsuge) Solens stråling.
- Jordoverfladens hældning i forhold til Solen (f.eks. sydvendt eller norvendt skråning)
- Mængden af vegetation: Ved fordampning fra vegetationen bruges energi (i form af varme) og ved fortætning frigives energi (også i form af varme). Det er dog ikke altid fortætningen sker i samme område som fordampningen. Vegetation har en høj specifik varmekapacitet. Disse forhold betyder, at vegetationen begrænser temperaturudsvingene.
- Vinde (kolde eller varme)
- Havstrømme (varme (f.eks. Golfstrømmen) eller kolde).
- Højde over havets overflade
- Skydække. Skyer absorberer (lige som drivhusgasser) en stor del af den langbølgede stråling fra Jorden. Derudover reflekterer skyer også en stor del af Solens kortbølgede stråling. Skyerne har dermed en både opvarmende og afkølende effekt. Lavtliggende tætte skyer er særligt gode til at reflektere Solens stråling og har dermed en afkølende effekt.
Analyse af hydrotermfigurer:
Dannelse af tryk og vinde
Den del af Det globale tryk- og vindsystem, der vedrører tropiske orkaner.
Dannelse af nedbør, herunder relativ fugtighed, absolut fugtighed, dugpunktstemperatur, fortætning.
Naturgeografiske forhold i og omkring New Orleans, herunder havtemperaturen i Den Mexicanske Golf og de særlige forhold, der gjorde New Orleans særligt sårbar overfor oversvømmelser.
Dannelse af tropiske orkaner:
Følgende betingelser skal være opfyldt for at der kan skabes en tropisk orkan:
-Lokal opvarmning af luft over havet → den opvarmede luft udvider sig → den opvarmede luft får lavere massefylde (luften fylder mere (større rumfang) men vægten er uændret, derfor mindre massefylde) → den opvarmede luft stiger til vejrs → luften der er steget til vejrs danner et højtryk højt i troposfæren (nederste del af atmosfæren, hvor temperaturen falder med højden) → trykforskel i højden, der udlignes ved at luft i højden bevæger sig væk fra opstigningsstedet til omgivelserne i samme højde, hvor trykket er lavere → lavtryk ved jordoverfladen, hvor luften stiger opad, da luft i højden har bevæget sig væk → trykforskel ved Jordens overflade → Bevægelse af luft ved Jordens overflade ind mod lavtrykket (udligning af trykforskel).
-Overfladevandet i havet skal have en minimumtemperatur på 26-27 °C.
→ Dermed vil der ske en omfattende fordampning. Når den opvarmede luft, som indeholder meget vanddamp (den har en høj temperatur og kan derfor indeholde meget vanddamp (se luftens mætningskurve) og vandets høje temperatur medfører stor fordampning) stiger opad (se ovenfor), vil vanddampen (vand i gasform) i luften, når luften bliver koldere end sin dugpunktstemperatur (den temperatur, luften skal afkøles til for at den bliver mættet med vanddamp (relativ fugtighed 100 %), fortættes (ved fortætning omdannes vanddamp til flydende vand, i første omgang små dråber).
→ Ved fortætning frigives energi i form af varme, hvilket øger hastigheden og omfanget af opstigningen (den opstigende luft afkøles kun 0,5 °C pr. 100 meter opstigning (pga. fortætningen (fugtadiabatisk afkøling), mens den omgivende lufts temperatur bliver 1 °C koldere for hver 100 meter højere i troposfæren (de nederste ca. 10 km af atmosfæren) og dermed øges de trykforskelle der skabes, både højt i troposfæren og efterfølgende ved Jordens overflade.
→ Kraftig vind som følge af store trykforskelle (når middelvindhastigheden er højere end 120 km/t (eller 73 miles per hour) kan stormen betegnes som en orkan (på Saffir-Simpson-skalaen inddeles orkaner i øvrigt i fem kategorier på baggrund af middelvindhastighed, hvor kategori 5 svarer til en middelvindhastighed over 250 km/t (155 mph (miles per hour)).
- Der skal være en tilstrækkelig corioliskraft, således at vindene afbøjes (mod højre på den nordlige halvkugle og mod venstre på den sydlige halvkugle) på vejen ind mod lavtrykket (som dannes hvor opstigningen af luft sker) fra de omkringliggende områder med højere tryk.
→ Dette skaber en bevægelse mod uret rundt om lavtrykket på den nordlige halvkugle og med uret omkring lavtrykket på den sydlige halvkugle. Corioliskraften og den heraf følgende bevægelse af luft rundt om lavtrykket betyder, at trykforskellen mellem lavtryk og det højere tryk i omgivelserne ikke udlignes så let, og derfor bliver vindene kraftigere og længerevarende.
Jorden drejer rundt om sin egen akse én gang i løbet af et døgn, omdrejningshastigheden er størst ved ækvator og mindst (0 km/t) på Nordpolen og Sydpolen. Corioliskraften skabes pga. forskellige omdrejningshastigheder på forskellige breddegrader. Mellem ækvator og ca. 10 °C nordlig og sydlig bredde er forskellen i omdrejningshastighed meget lille, hvilket medfører, at corioliskraften også er lille, og derfor er der ikke tropiske orkaner her, selv om havtemperaturen er høj.
Steder og tidspunkter for tropiske orkaner:
Tropiske orkaner dannes ved varme havoverflader, men ikke tæt ved ækvator, hvor corioliskraften ikke er tilstrækkelig stor (se ovenfor). De dannes således i den tropiske klimazone et stykke væk fra ækvator (hvor temperaturen i løbet af året varierer mere end tæt ved ækvator (hvor temperaturen varierer meget lidt i løbet af året)). Derfor vil de tropiske orkaner dannes sidst på sommeren og tidligt på efteråret – her er både overfladevand og luft varm (se betydning heraf ovenfor).
Tropiske orkaners baner:
De tropiske orkaners baner følger i høj grad de dominerende vinde på en større geografisk skala. På den nordlige halvkugle dannes de tropiske orkaner ofte syd for de subtropiske højtryk og følger de dominerende vinde med uret rundt om disse højtryksområder, dvs. at den typiske bane er mod vest og derefter mod nord, hvilket vi også så med orkanen Katrina.
Orkanen Katrina:
Orkanen Katrina bevægede sig først indover Florida og derfra videre ind over den Mexicanske Golf, hvor overfladevandets temperatur på dette tidspunkt var særdeles høj. Dermed skete der en omfattende fordampning, som medførte en meget voldsom orkan (se forklaring ovenfor). I forbindelse med, at Katrina nærmede sig land, medførte den stigende friktion mellem vind og land, at vindhastigheden blev mindre, men det var først da orkanen var kommet helt indover land, at vindhastigheden faldt betydeligt, da fordampningen (orkanens energikilde i forbindelse med den efterfølgende fortætning) over land var betydeligt mindre end over hav.
Katrina bevægede sig tæt på byen New Orleans. De store vindhastigheder (kategori 3-4) var medvirkende til katastrofen, men det var især de omfattende oversvømmelser i New Orleans, som orkanen medførte, der resulterede i en katastrofe. De omfattende oversvømmelser skyldes en kombination af følgende:
-Meget høje vindhastigheder (som følge af meget varmt overfladevand i Den Mexicanske Golf) samt høj vandstand pga. det meget lave lufttryk i midten af orkanen, hvor opstigningen af luft sker (”orkanens øje”)
→ Store mængder havvand blev presset ind i Lake Pontchartrain (sø nord for New Orleans, der er forbundet med Den Mexicanske Golf (der er beliggende syd for New Orleans)), hvorfra det brød gennem en række utilstrækkelige og dårligt vedligeholde diger
→ Oversvømmelse af store dele af New Orleans.
-De omfattende oversvømmelser skyldtes også, at store dele af byen (især fattige kvarterer med en stor andel afroamerikanere) er beliggende under havets overflade - på land naturligvis.
-Evakueringsarbejdet var mangelfuldt (og nogle indbyggere var modstridende i forhold til at lade sig evakuere) på trods af, at man kunne forudsige, at risikoen for, at orkanen Katrina ville være voldsom og passere tæt forbi New Orleans var stor. Denne forudsigelse blev i høj grad foretaget på baggrund af viden om de meget høje havtemperaturer i Den Mexicanske Golf og beliggenheden af de subtropiske højtryk, som i høj grad styrer orkanens bane (se ovenfor).
-Store mængder nedbør i forbindelse med omfattende fortætning af vanddamp i den varme og meget fugtige luft, der steg til vejrs og blev afkølet (jf. regneøvelsen med luftfugtighed, dugpunktstemperatur m.m.)
Empiribaseret arbejde:
- Regneøvelse: Mætningskurve, dugpunktstemperatur m.m.
Materialer:
Sanden E. m.fl. s. 29 -39 (s. 36 kun til og med tredjesidste linje i første spalte samt de to grå bokse, s. 38 kun den grå boks om det globale vindsystem, s. 39 kun afsnittene 'Nedbør' og 'Luftfugtighed' dvs. frem til afsnittet 'skyer, tåge og dis', ) + s. 40 (afsnittet 'dannelse af nedbør') +47 (afsnittet 'orkaner'.
Naturgeografisk materiale til tværfagligt forløb om orkanen Katrina og dens konsekvenser.docx
Links:
https://www.dmi.dk/vejr-og-atmosfare/temaforside-vind/tropiske-orkaner-lever-af-havet
Screencast-o-Matic/ScreenPal videoer: Tropiske orkaner, Luftens mætningskurve, Dannelse af nedbør og luftens mætningskurve.
|