Väder och klimat

Innehåll

Här förklaras skillnaden mellan väder och klimat. Vi ska också titta på jordens klimatzoner, olika naturliga faktorer som påverkar klimatet samt människans påverkan på klimatet.

Det vi kallar väder sker till stor del som ett resultat av luftens rörelser i atmosfären, solens strålning, vattnets kretslopp och jordens rörelser.

Klimat och väder mäts i olika tidsskalor

Med klimat menas hur vädret är under en längre tidsperiod. Klimatet kan därför bara fastställas genom analys av väderobservationer som pågått under lång tid.

Både väder och klimat handlar om variationer i atmosfären som beskrivs med hjälp av t.ex. temperatur, nederbörd och molnighet. Klimatet omfattar dock mer än bara atmosfären, vilket innebär att väder och klimat mäts i olika tidsskalor.

Vädret handlar om atmosfärens egenskaper och förändringar vid en bestämd tidpunkt, under ett dygn eller under längre perioder. Man kan exempelvis tala om hur vädret ska bli kl 12 i morgon, under den kommande veckan eller hur vädret var den 26 maj 1912. Vädret beskrivs då i termer av olika egenskaper - exempelvis att temperatur, vindstyrka, högtryck, lågtryck och så vidare.

Klimatet däremot ges av de statistiska mått som vädret har på en viss plats för en längre tidsperiod. Inom meteorologin mäts klimatet ofta i perioder på 30 år, t.ex. åren 1981-2010. Klimatet beskrivs i termer av medeltemperatur, genomsnittlig årsnederbörd, antal frostnätter, högst uppmätta dygnsnederbörd och så vidare.

Klimat är mer än väder och förändras långsammare

Klimatet omfattar mer än enbart atmosfären. De väderskapande processerna i atmosfären påverkas av havet, markytan och av kryosfären (snö, is och havsis). Även vegetationen och atmosfärens sammansättning påverkar atmosfären. Alla dessa delar kan i sin tur påverkas av yttre faktorer. Till skillnad från vädrets variation sker förändringar i havet och övriga system långsamt, vilket leder till längre tidsskalor för klimatvariationer.

Klimatzoner

Områden som har liknande klimat räknas till samma klimatzon. Det finns fyra olika klimatzoner i världen, tre av dem förekommer i Europa.

Tropisk zon: Klimatzon närmast ekvatorn med tropiskt klimat. Mycket regnskog här. Ett tropiskt klimat präglas av rik nederbörd och höga medeltemperaturer, minst 18 °C varje månad.

Subtropisk zon: Klimatzoner norr och söder om den tropiska zonen. Många öknar finns här. Ett subtropiskt klimat är torrt och varmt med långa varma somrar och korta, milda vintrar.

Tempererad zon: Klimatzonen norr och söder om den subtropiska. Här finns fyra årstider med kalla vintrar och varma somrar.

Polarzon: Klimatzonerna närmast nord- och sydpolen. Polarklimat kallas även arktiskt klimat och innebär att medeltemperaturen aldrig överstiger 10 °C.

Jordens årstider

Energin från solen är den grundläggande förutsättningen för klimatet.

Jordaxelns lutning påverkar hur stor mängd av solstrålarna som träffar jordens yta.

Jordaxelns lutning gör så att det finns årstider på jorden.

Att jordaxeln lutar är anledningen till att vi har olika årstider. När jorden kretsar kring solen lutar den hela tiden med 23,5 grader.

Om nu inte jorden hade lutat skulle vi året runt ha tolv timmars dag och tolv timmars natt. Dessutom skulle vi inte ha haft någon temperaturskillnad mellan sommar och vinter.

Under sommaren lutar norra halvklotet mot solen, då får vi det varmare. Allra högst står solen den 21 juni. Då har vi sommarsolstånd.

Efter detta datum minskar norra halvklotets lutning mot solen och i slutet av september lutar varken norra eller södra halvklotet mot solen. Då får vi höstdagjämning. Det innebär att överallt på jorden är både dag och natt lika långa.

Den 21 december har vi vintersolstånd. Då lutar södra halvklotet som mest mot solen.

I slutet av mars befinner sig jorden åter i det läge då ingen del lutar mot solen. Då får vi vårdagjämning.

Faktorer som påverkar klimatet

Det klimat som råder på jorden idag bestäms av ett antal faktorer som påverkar klimatet olika i tid och rum. De grundläggande faktorerna är strålning från solen (som påverkas av jordaxelns lutning), cirkulation i atmosfären och havet samt topografi (jordytans terräng) på land och i hav.

Den grundläggande energin kommer från solen. Cirkulationen i atmosfären och i haven fördelar energin över jorden beroende på jordytans utseende (läs mer om detta i rutan med fördjupning längre ner).

Ytterligare en faktor som påverkar klimatet är mänsklig aktivitet.

Klimatförändringar orsakade av människan

Klimatförändringarna beror på både naturlig och mänsklig påverkan. Mycket talar idag för att klimatet förändras snabbt och mer än vad de naturliga variationerna åstadkommer. Orsaken till detta är högst troligt industrialiseringen sedan mitten av 1700-talet.

Människans påverkan på jordens klimat består av förändringar i ett antal faktorer såsom växthusgaser, partiklar och naturliga faktorer. Den sammanlagda påverkan som anges har dock skett ojämnt i tiden. Inte minst växthusgasutsläppen låg på tämligen låga nivåer fram till mitten av 1900-talet. Sedan dess har de ökat kraftigt.

Växthusgaser

Strålningsflödena genom jordatmosfären påverkas av atmosfärens sammansättning och innehåll av partiklar (aerosoler) samt moln. Under en längre tid har människan genom förbränning av fossila bränslen förändrat atmosfärens sammansättning.

Eftersom halten av växthusgaser i atmosfären ökar, så ökar den så kallade växthuseffekten.

De vanligaste växthusgaserna är koldioxid, metan, dikväveoxid (lustgas) och ozon. Förekomsten av alla dessa gaser i atmosfären har ökat markant sedan industrialismens början, och särskilt sedan senare delen av 1900-talet.

Orsaken till ökningen av växthusgaser

Orsaken till ökningen är mänskliga aktiviteter, såsom förbränning av fossila bränslen (kol, olja, naturgas) vilket ger koldioxidutsläpp, eller uppfödning och hållning av stora mängder boskap vilket ger metangas.

Vissa kraftfulla växthusgaser finns inte ens naturligt, utan är framställda av människan och verkar dessutom nedbrytande på ozonlagret.

Flera meteorologiska faktorer har därmed förändrats vilket påverkar det globala klimatet.

Klimatförändringarna märks redan idag

Flera tecken talar för att klimatet håller på att förändras utöver den naturliga variationen. Genom att studera långa mätserier av både globala och regionala data kan vi se både temperatur- och nederbördsförändringar redan idag. Vi kan på detta sätt konstatera att klimatet håller på att förändras.

Den globala medeltemperaturen har under den senaste 100-årsperioden ökat med drygt 0,7 grader vilket i klimatsammanhang kan betraktas som en stor och snabb ökning. Andra tecken på förändringar är tillbakagång, minskning av istäcket i Arktis, stigande havsnivåer och förändrade nederbördsmönster.

Användbara begrepp

Avdunstning: När vatten värms upp av sol och markvärme och övergår från flytande form till gasform, d.v.s. vattenånga. Varm luft stiger uppåt till den kommer tillräckligt högt upp och kyls varefter moln bildas. När sedan molnen kyls ytterligare kondenserar vattenångan i luften och övergår till nederbörd.

Ekvatorn: Breddgraden som delar Norra halvklotet från det södra.

Global uppvärmning: Uppvärmning av jordens atmosfär och hav som huvudsakligen orsakas av människans utsläpp av växthusgaser. Den globala uppvärmningen beror på förstärkningen av den naturliga växthuseffekten.

Golfströmmen: Havsström som tar med varmt vatten från Mexikanska golfen upp till Norden och gör så att klimatet där blir varmare.

Inlandsklimat: Inåt landet blir klimatet kallare på vintern och något varmare på sommaren. Inlandsklimat ger större skillnader i temperatur (och årstider) än kustklimat. Det går snabbare att förändra temperaturen på land än ute till havs eftersom mark inte har samma värmebevarande effekt som stora vatten.

Klimat: Den typ av väder som finns i ett visst område över en längre tid.

Klimatförändringar: Klimatet förändras ständigt. Vissa perioder är kallare, t.ex. istider, medan andra är varmare. 

Klimatpolitik: Politik som försöker se till att den globala uppvärmningen inte blir för kraftig.

Koldioxidutsläpp: Då fossila bränslen förbränns frigörs den koldioxid som finns i dessa.

Kondens: När vattenånga kyls ner och övergår i fast form till vattendroppar.

Kustklimat: Nära större vatten (oftast hav, men också större sjöar) blir klimatet mildare på vintern och något svalare på sommaren. Detta beror på att vattnet påverkar temperaturen i luften. Stora vatten tar lång tid att värma upp eller kyla ner vilket gör att vattnet fungerar som en temperaturutjämnare på de omkringliggande landområdena.

Medelhavsklimat: Klimatet runt Medelhavet. Korta milda vintrar och heta torra somrar. Inte så mycket skog, men mycket buskar, olivträd och andra växter som trivs i klimatet.

Meteorologi: Läran om vädret (atmosfären), dess fysik och kemi. En meteorolog ägnar sig bland annat åt att studera och observera atmosfären och kan på så sätt även förutse det kommande vädret.

Nederbörd: Vatten som faller ner från himlen i form av regn, snö eller hagel.

Norra halvklotet: Den halvan av jorden som är norr om ekvatorn. Södra halvklotet ligger följaktligen söder om ekvatorn.

Orkan: Vind som överstiger 32,7 m/s (118 km/h).

Permafrost: Marken är frusen (tjäle) året om.

Fördjupning, en världsdel

Du och din grupp har tilldelats en världsdel som ni ska få fördjupa er kring.

Här nedanför kan du läsa om vilka arbetsuppgifter som ingår i fördjupningen(det kommer att dyka upp fler uppgifter under arbetets gång):

A. Kartan

1. Rita en karta över er världsdel(gränserna mellan de olika länderna behöver inte finnas med).

2. Markera och sätt ut namnen på de hav som finns i eller runt er världsdel.

3. Markera och sätt ut namn på bergskedjor och höga bergstoppar i er världsdel.

4. Markera och sätt ut namn på stora sjöar i er världsdel.

5. Finns det några öknar i er världsdel. Markera dessa och sätt ut namn i så fall.

B. Klimat

1. Vilka olika klimatzoner finns i er världsdel. Markera på kartan och skriv och berätta om hur zonernas klimat skiljer sig från varandra.

Vill ni läsa mer om klimat och klimatzoner kan ni titta här:

https://samorientsvenska.blogspot.com/2021/08/vader-och-klimat.html

C. Natur och samhälle på tre olika platser

-Välj ut tre städer/platser på olika platser i er världsdel och välj då ställen där du tror att natur, väder och klimat är annorlunda.

-Beskriv natur, väder och klimat på varje plats/stad.

-Beskriv hur natur, väder och klimat påverkar människornas liv på de olika platserna.

D. Presentation av en fritt vald plats på jorden

I denna uppgift får du välja en egen plats att arbeta med.

1. Vilken plats har du valt!

2. Var ligger den?

3. Beskriv naturen på din plats.

4. Beskriv klimatet på din plats.

5. Berätta vilka naturtillgångar som finns på din plats.

6. Vad arbetar människor med på din plats?

7. Hur tror du det är att leva på din plats(fördelar och nackdelar)?

Att utveckla ett resonemang, 4-6

 Resonemangsmodell

Grundkurs Inre och yttre krafter

Jordens inre och yttre krafter omformar hela tiden jordens yta. De inre krafterna utgörs främst av vulkaner och jordskalv som ökar på jordskorpans höjdskillnader. De yttre krafterna består i första hand av vatten, is och vind som slipar ner jordytan.

Jordens uppbyggnad - jordskorpan, manteln och kärnan

Jorden bildades för cirka 5 miljarder år sedan.

Jordskorpan som vi lever på är klotets svalnade yta. Jordskorpans tjocklek varierar från några kilometer upp till 70 kilometer. Jordskorpan är tunnast under haven, där medeltjockleken är 8 kilometer. Under kontinenterna är medeltjockleken 35 kilometer.

Under jordskorpan finns ett tjockare skikt som kallas för manteln. Den övre delen av manteln är fast, men ju längre ner man kommer blir manteln mjukare och delvis flytande. Den smälta, flytande massan kallas magma.

Ungefär halvvägs in mot jordens mitt börjar kärnan. Här blir jorden helt flytande, men i den inre delen av kärnan är trycket så stort att innehållet består av fast järn. Längst inne i kärnan är det ca 4000 grader varmt.

De inre krafterna

Det är jordens inre krafter som bygger upp ojämnheterna på jordskorpan. Det är dessa krafter som skapar de berg som finns på jorden. De främsta inre krafterna är vulkaner och jordskalv.

Men för att förstå hur vulkaner och jordbävningar uppstår måste vi först titta lite mer på jordskorpan och hur den sitter ihop.

Kontinentalplattor och kontinentaldrift

Betraktar man en världskarta ser man tydligt att jordens alla kontinenter passar ihop som bitar i ett pussel. Senast pusslet var helt bildades superkontinenten Pangea som gick i bitar för omkring 250 miljoner år sedan.

Pangea (som nämndes ovan), är ett grekiskt ord som betyder "allt land". Kontinenterna drev sedan långsamt isär under hundratals miljoner år. Denna kontinentaldrift pågår ständigt.

Numera anser forskarna att Pangea har existerat flera gånger, det är en del av jordens geologiska puls. Om några hundra miljoner år sluts cirkeln återigen och Pangea återbildas. Teorin om Pangea förklarar många levande och utdöda växt- och djurarters spridningsmönster. Många sötvattensfiskar i Sydamerika har till exempel nära släktingar i Afrika. Det beror på att Afrika har suttit ihop med Sydamerika.

Bild: Massimo Pietrobon

Pangea med världens nuvarande länder. Jordens utseende förändras ständigt allteftersom kontinentalplattorna glider isär eller krockar med varandra.

Jordskorpan och översta delen av manteln är uppdelad i flera s.k. kontinentalplattor som rör sig i förhållande till varandra. Nu färdas jordens plattor över jordklotet med en hastighet av 1 till 15 centimeter per år.

Genom tidsåldrarna kan kontinenterna röra sig långa sträckor. Afrika låg en gång på Sydpolens plats medan delar av dagens USA låg över Nordpolen. Nordsjöns olja har skapats i tropikerna och dessa lager av naturtillgångar har sedan vandrat till sin nuvarande plats.

Jordskalv

Jorden drabbas av ungefär 850 000 jordskalv (jordbävningar) per år. De flesta av dem är så svaga att bara känsliga mätinstrument som kallas seismografer kan uppfatta dem. Några få av dem har samma kraft som 10 000 atombomber och orsakar svåra skador.

Orsaken till jordskalven är att jordens plattor rör sig mot varandra. Ibland fastnar plattorna hårt i varandra och lagrar då enorma mängder rörelseenergi. När plattorna lossnar uppstår kraftiga jordskalv.

Alla jordskalv mäts på den så kallade Richterskalan. Den uppfanns av den amerikanske seismologen (jordbävningsexperten) Charles F. Richter (1900-1985). Skalan är ”öppen”, vilket innebär att det inte finns några lägsta eller högsta värden. Men i praktiken blir inga jordskalv starkare än 9,0.

Vid jordbävningen i San Francisco 1989 hoppade Stilla havsplattan fram nära två meter och skalvet mätte 7,1 på Richterskalan.

2004 drabbades Indonesien, Thailand och Sri Lanka samt några andra länder av en våldsam tsunami. Jordbävningen vid Indonesien som låg bakom den väldiga flodvågen hade styrkan 9,0 på Richterskalan.

Forskarna har svårt att förutsäga jordskalv. Men ibland finns det tecken som märks före ett jordskalv. Djur kan uppträda egendomligt. Hundar ylar och fiskar kan komma upp till ytan. En orsak kan vara att djuren har mer utvecklad hörsel än människan. Andra tecken på ett kommande jordskalv kan vara att gaser tränger upp ur jorden.

I USA tror forskarna att ett fruktansvärt jordskalv kan inträffa i den så kallade San Andreasförkastningen i Kalifornien. Förkastningen (en lång djup spricka i berggrunden) sträcker sig från Alaska till Kalifornien. Denna djupa spricka i jordskorpan ligger mellan två av jordens plattor.

Vulkaner

Vulkaner hittar man oftast i sprickzonerna där jordskorpans plattor möts. Av jordens flera tusen landvulkaner är endast 450 aktiva.

De flesta vulkanerna hittar man på havets botten. Stilla havets botten är översållat med ca 10 000 vulkaner. 75 procent av jordklotets aktiva vulkaner ligger i ”Eldringen”. Ringen sträcker sig i en båge i utkanten av Stilla havet längs Asiens, Nordamerikas och Sydamerikas kuster. 

Vulkaner är vår planets säkerhetsventiler. När trycket blir för stort i jordens inre öppnas ”ventilen”, och lava, glödande aska, stenar och gaser kommer ut ur öppningen, som är en spricka i berggrunden.

Det finns också vulkaner som uppstår långt ifrån plattgränserna, vid så kallade hot spots. Hawaiis vulkaner är ett exempel på detta. Det finns ett filmklipp om detta här.

Magman som kommer från jordens mantel har en temperatur på mellan 700 och 1200 grader. När magman kommer ut ur en vulkan kallar man den för lava.

Namnet ”vulkan” är taget från romarnas eldgud.

Olika vulkaner

Det finns olika typer av vulkaner. Sköldvulkaner kallas det när magman är lättflytande och breder sig över ett stort område. Dessa vulkaner har ofta ett lugnt utbrott och sådana vulkaner kan man hitta på Island och Hawaii.

De vanligaste vulkanerna är kägelvulkaner. Där är magman mera trögflytande och den stelnar snabbare till berg. Kägelvulkanerna blir därför i regel mer konformade än sköldvulkaner och kan ha våldsamma utbrott.

De yttre krafterna

De viktigaste yttre krafterna är vittring samt erosion som orsakas av vatten, is och vind. Även människan kan fungera som en yttre kraft.

De yttre krafterna bryter ner jordytan med en meter på 22 000 år. Om enbart de yttre krafterna skulle få verka skulle de förvandla hela jorden till en jämn slätt på 20 miljoner år. Att så inte sker beror naturligtvis på att de inre krafterna ständigt bygger upp nya höjder och berg.

Vittring

Ordet vittring betyder "nedbrytning av bergarter" och de kan vara av två olika slag: mekanisk vittring och kemisk vittring.

Exempel på mekanisk vittring är frostsprängning och solsprängning. Frostsprängning uppstår när vatten kommer in i sprickor i berget och sedan fryser till is. Eftersom vatten utvidgar sig då det fryser till is, spränger isen stenen. Solsprängning uppstår vid kraftiga temperaturväxlingar. Efter en kall natt kommer solen med värme, då uppstår det spänningar i berget som kan brytas sönder. Solsprängning förekommer främst i ökentrakter.

Kemisk vittring äger rum i kalkberggrund. I regnvatten finns det små mängder kolsyra. Denna kolsyra löser upp kalkstenen och skapar underjordiska grottor. Ett exempel på en sådan grotta är Lummelundagrottan på Gotland.

Erosion

Vattnet är den yttre kraft som påverkar jordytan mest. Ett bra exempel är floden Huang He (Gula floden) i Kina. Huang He flyter genom ett område i norra Kina med mycket bördig jord och för med sig massor av slam som gör dess vatten lerfärgat. Därför kallas den för Gula floden. Av den jord som varje år förs ut i havet från Gula floden skulle man kunna bygga en meter hög och en meter tjock mur som gick 23 varv runt jorden.

Bild: Fanghong

Gula floden i norra Kina.

När is i form av t.ex. en glaciär rör på sig så tar den också med sig löst material och ibland även stora stycken av berget. Denna form av erosion kallas för glacialerosion.

Även vindar fungerar som en nedbrytande kraft mot jordytan. Vinderosionen har på många platser förstärkts kraftigt av mänsklig påverkan. Detta gäller framförallt i områden med lite eller ingen växtlighet som skyddar marken. Till exempel platser som har varit utsatta för överbetning av boskap. Vinden kan där föra bort lösa jordavlagringar och transportera dem långa sträckor. I sådana områden kan en öken uppstå och breda ut sig. Berg drabbas också av vinderosion då sandpartiklar som blåser med vinden nöter mot stenen.

Människan som yttre kraft

Människans verksamhet fungerar ibland som en yttre kraft som påverkar landskapet. När vi odlar för hårt i vissa områden kan jordförstöring uppkomma.

Ett bra exempel på det är i USA på 1930-talet då ett alltför hårt utnyttjande av åkerjorden resulterade i att jordstormar uppstod. Jorden blåste då iväg långa sträckor, vilket innebar en katastrof för många bönder.

Ett annat exempel är där bönder har huggit ner skogarna på Himalayas sluttningar för att få bränsle. Det har inneburit att de kraftiga monsunregnen fått det lättare att transportera bort bördig åkerjord från de branta markerna.

Människan kan också orsaka kemisk vittring genom utsläpp från industrier och kraftverk. I röken finns det svavel som förenar sig med syre och vatten. Dessa ämnen bildar svavelsyra som fräter sönder kalksten som då förvandlas till gips.

Ett varnande exempel är den vackra katedralen i Köln i Tyskland. Den håller på att vittra sönder på grund av kemisk vittring som är orsakad av oss människor.

Viktiga begrepp

Erosion: Nednötning och transport av berg, jord eller annat material på grund av en mekanisk eller kemisk vittring. Erosion kan till exempel orsakas av vind, rinnande vatten, vågor och glaciärer.

Jordskalv eller jordbävning: När marken skakar och rör sig på grund av plötsligt utlösta rörelser i jordskorpan eller övre delen av manteln.

Kontinentaldrift: Är förflyttningen av jordens kontinentalplattor i förhållande till varandra.

Kontinentalplattor: Delar av jordskorpan och allra översta delen av manteln. Plattorna är ungefär 100 km tjocka och rör sig ständigt i förhållande till varandra - de glider isär, krockar och skaver mot varandra. Därför har kontinenternas utseende också ständigt förändrats.

Pangea: Den superkontinent där jordens landområden var förenade till en stor sammanhängande landmassa. Pangea splittrades när kontinentaldriften delade upp den i dagens kontinenter.

Plattektonik: En geologisk teori som utvecklats för att förklara fenomenet kontinentaldrift.

Richterskalan: En skala som används för att ange styrkan hos jordbävningar.

Vittring: En yttre kraft som mekaniskt och kemiskt bryter ner bergarter till mindre partiklar som sten, grus, sand, eller lera. Erosion kan sedan föra bort materialet.

Vulkan: En öppning i jordskorpan där het magma tränger upp från jordens inre och stelnar till lava då den når en kallare temperatur, så som luft eller vatten.

Uppgifter och frågor

Frågor till texten:

1. Vilka olika skikt(lager) består vårt jordklot av?
    
2. Vad menas med:
   a) Pangea
   b) Kontinentalplattor
   c) Kontinentaldrift
    
3. Vad gör jordens inre och yttre krafter?
   
4. Vilka är de inre krafterna?
   
5. Varför blir det jordskalv?
   
6. Vad för instrument mäter styrkan hos jordskalv och vad kallas skalan den mäts i?
   
7. Kan man förutsäga jordskalv?
   
8. Var finns de flesta av jordens vulkaner?
9. På vilket sätt är vulkaner ”säkerhetsventiler”?
   
10. Förklara uttrycken magma och lava
    
11. Vilka är de yttre krafterna?
    
12. Förklara begreppet mekanisk vittring.
    
13. Förklara uttrycket kemisk vittring.