Tordenskyer udfordrer naturlovene
Veldefinerede og afgrænsede skyer som tordenskyer følger ikke termodynamikkens love, når det gælder mængden af nedbør. Det viser ny dansk forskning.

Afgrænsede skyer som denne følger ikke termodynamikkens love. Fremtidens temperaturstigninger kan få intensiteten af regn fra sådanne skyer til at stige voldsomt. (Foto: Jan Härter)

Afgrænsede skyer som denne følger ikke termodynamikkens love. Fremtidens temperaturstigninger kan få intensiteten af regn fra sådanne skyer til at stige voldsomt. (Foto: Jan Härter)

Vi er midt i en global opvarmning.

I takt med, at klodens temperatur stiger, kan skyer indeholde mere og mere vand, der uundværligt falder ned som regn på et tidspunkt.

Det ligger i termodynamikkens love (se faktaboks).

Fremtidens mest ekstreme nedbør kommer først og fremmest fra velafgrænsede skyer som eksempelvis tordenskyer. De følger nemlig ikke termodynamikkens love for systemer i ligevægt.

Det er helt ny viden frembragt af et nyt dansk studie:

»Vores resultater viser, at nedbør fra velafgrænsede skyer som tordenskyer er mere følsomt over for ændringer i temperatur end store ensartede skyer, der kan dække store landområder. Denne viden kan blive nyttig at inddrage i klimamodeller, når vi vil forudsige, hvordan vejrekstremer kommer til at se ud i fremtiden,« fortæller en af studiets forfattere, postdoc Jan Härter fra Niels Bohr Institutet ved København Universitet.

Studiet er netop offentliggjort i det velansete videnskabelige tidsskrift Nature Geoscience.

Regn er afhængig af temperatur 

Fakta

Termodynamikkens love omhandler et hvert system, der kan beskrives ud fra deres fundamentale fysiske egenskaber som temperatur, tryk, volumen, energi og tæthed.

Lovene fortæller, hvordan systemerne opfører sig under forskellige omstændigheder.

Det er velkendt, at skyers regnindhold er afhængig af temperaturer. Her gælder det, at jo højere temperaturen er, des mere vand kan atmosfæren og dermed skyerne indeholde. Eksempelvis kan atmosfæren indeholde 7 procent mere vand ved 11 grader celsius end ved 10 grader celsius.

Det ligger også i termodynamikkens love.

»Men det store spørgsmål er så: Hvor meget af den vand falder til jorden som regn, og ved hvilken intensitet falder den,« siger Jan Härter.

Et studie af intens regn

I sin forskning har Jan Härter studeret tilfælde af ekstrem regn, hvor vandet bogstaveligt vælter ned fra himlen.

Studiet havde til formål at afdække, hvordan vandindhold i atmosfæren påvirker intensiteten af regnvejr under den ene procent mest ekstreme nedbør.

Ville syv procent mere vand i atmosfæren per grad give syv procent mere nedbør per tid under ekstrem regn?

Her viser det sig, at intensiteten i det ekstreme regnvejr for store altdækkende skyer følger termodynamikkens love og holder sig under syv procents stigning per grad.

Fakta

Afgrænsede skyer er eksempelvis tordenskyer, der har en klar karakteristisk profil og kun dækker et mindre område. De strækker sig ofte langt op i atmosfæren.

Altdækkende skyer er skyer, der ligger som en stor flade hen over landet. De dækker ofte meget store områder og er mere utydelige i deres afgrænsning.

Men studiet viser også, at velafgrænsede skyer som tordenskyer ret beset er ligeglade med, hvad termodynamikkens love siger.

»Når vi kigger på intensiteten i den ekstreme nedbør for afgrænsede skyer, ser vi, at intensiteten kan stige med op i nærheden af 14 procent per grad. Altså meget mere intens regn, end hvad man kunne forvente,« fortæller Jan Härter.

Årsagen skal ifølge Jan Härter findes i, at termodynamikkens love altid gælder for et system i ligevægt, men at afgrænsede skyer ikke er et system i ligevægt og derfor kræver en beskrivelse, der er mere kompleks end simpel termodynamik.

Derfor gælder syv-procentsstigningen ikke for de afgrænsede skyer.

Nyttig data for fremtidige klimamodeller

Resultatet af det nye studie kan ikke i sig selv fortælle noget om, hvordan vejret kommer til at arte sig i fremtiden.

Men resultatet kan blive et meget vigtigt bidrag til klimamodeller, der beregner på ekstremt vejr forårsaget af klimaændringer.

»Vores studie kan bidrage til klimamodellerne, så deres beregninger bliver mere præcise. Vi kan ikke alene vise, hvordan ekstrem nedbør afhænger af temperaturer,« siger Jan Härter og slutter:

»Vi kan også vise, at der er forskel på stigningen i intensiteten af nedbør per tid afhængigt af, hvilken type skyer man kigger på.«

Sådan er studiet blevet til

I sit studie har Jan Härter indsamlet data fra at stort antal tyske vejrstationer over flere år.

Data indeholder blandt andet informationer om nedbør, temperaturer og form på skyer.

Formen på skyerne blev observeret af vejreksperter på de enkelte vejrstationer hver tredje time.

Nedbøren blev både målt ved hjælp af radar og vejrstationer på jorden.

Til grund for konklusionerne ligger en stort statistisk analyse af det indsamlede vejrdata.

... Eller følg os på Facebook, Twitter eller Instagram.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.



Det sker