NAO påverkar vårt klimat.

De senaste vintrarnas väder ligger inte i linje med spådomarna om ett mildare vinterklimat i Sverige och att det snart kommer att vara sällsynt med snö söder om Dalälven på grund av den globala uppvärmningen. De är snarare en påminnelse om att en mängd faktorer påverkar klimatet.

Europas vinterklimat styrs till stor del av den nordatlantiska oscillationen, förkortat NAO. Det handlar om naturliga svängningar i klimatet. NAO bestämmer om vi ska få milt och snöfattigt eller kallt och snörikt här i Nordeuropa. Vädret kan förändras från timme till timme eller från en dag till en annan. Ibland kan en vädertyp dominera för en hel vecka eller­ mer. Det händer också att vädret låser fast sig i ett likartat mönster en hel säsong och till och med flera säsonger i rad. 1940-talets hårda krigsvintrar och regnsomrarna i början av 1960-talet är sådana exempel. Många minns också mildvintrarna i slutet av 1980-talet och början av 1990-talet. Nu börjar också vintersäsongerna 2009-2011 sälla sig till väderminnen av ovanliga händelser.

Men vad är det som är så ovanligt? Är det så konstigt att klimatet varierar­ och gör svängningar kring det så kallade­ normalvärdet?

Vintersäsongen 2009-2010 var NAO-index extremt lågt och det blev en riktig vargavinter i Nord- och Centraleuropa. Bild: Skylight

Gränszon

Europa ligger i gränszonen mellan det stora Atlanten och den väldiga asiatiska kontinenten. Atlanten är milt och fuktigt om vintern, Sibirien är kallt och torrt. Det blir stor skillnad på vintervädret hos oss beroende på om vinden kommer från väster eller om den kommer från öster. Västliga vindar ger milt och fuktigt väder med regn eller snö. Ju kraftigare vindarna från Atlanten är desto mildare brukar det bli. Om vinden från Atlanten är svag kan den kalla ryssluften ta över och driva in över oss med ostvindar. När vintern är så kall att Östersjön fryser till is blir Sverige klimatologiskt en del av den asiatiska kontinenten och kylan kan då bita sig fast för en längre period. Lite förenklat kan man säga att vintervädret i Europa är beroende på hur kraftig vindfläkten från Atlanten är.

Kraften hos den mildluftfläkten kan beskrivas med ett index som kallas NAO-index. NAO (Nordatlantiska oscillationen) är en svängning i lufttrycksfördelningen över Nordatlanten. Medeltillståndet är att vi har ett lågtryck med centrum nära Island och ett högtryck med centrum nära Azorerna. Lågtrycket och högtrycket flyttar hela tiden på sig och varierar i styrka. Det är detta som är oscillationen (svängningen).

Ibland är lufttrycksskillnaden mellan Island och Azorerna större, ibland är den mindre.

NAO påverkar främst vårt vinterväder, men även på sommaren kan vädret fastna i mer eller mindre fasta mönster­. Till exempel de så kallade regnsomrarna i början av 1960-talet. Bild: IBL

NAO:s variationer

Variationerna kring medelvärdet beskrivs med en siffra som kallas NAO-index, och den har en avgörande betydelse för vår vardag. Den bestämmer om Vasaloppet ska ställas in på grund av snöbrist eller om hela Sydsverige ska bli lamslaget av snö och kyla. Den är avgörande för SJ:s tågtider och kommunernas snöröjningsbudget. Och den är också avgörande för hur vi ska minnas vår barndoms vinterlekar.

Ju större lufttrycksskillnaden mellan lågtrycket och högtrycket är desto kraftigare blir västvindarna mot Europa. När lufttrycksskillnaden är större än normalt säger vi att vi har ett positivt NAO-index. När den är mindre än normalt är NAO-index negativt.

När NAO är positivt får vi milt och nederbördsrikt väder i Nord- och Centraleuropa. Negativt NAO ger oss kallt väder på vintern. Meteorologerna brukar ibland tala om olika väderregimer. Man menar då att vädret regeras av den rådande lufttrycksfördelningen. Ett stillaliggande högtryck kan vara en regim, vandrande lågtryck en annan. Positivt NAO-index är en regim, negativt NAO en annan. Det är ungefär som när vi byter rege­ring i ett land. Den rådande regimen styr då politiken för en längre eller kortare period.

NAO styr vintervädret

Det är skillnad på vinterväder och sommarväder, inte bara att det är varmare och soligare på sommaren. De olika årstidernas väder styrs av lite olika faktorer. På vintern är vädret mer storstilat och styrs mest av lågtryck, högtryck och vindar över ett större område. Och då kan NAO-index vara ett användbart mått. Det finns ett tydligt samband mellan NAO-index och vintervädret i norra Europa.

På sommaren styrs vädret mer av lokala faktorer och därför kan vädret­ bli mer lokalt. Det kan vara varm luft som stiger och bildar stackmoln och regnskurar, och vindar som till exempel sjöbris. Då är NAO-index inte riktigt relevant för att beskriva vädret. Istället skulle vi kanske ha större nytta av ett index som beskriver tryckfördelningen mellan norra och södra Sverige eller mellan Norge och Finland. Eller ännu hellre ett index som beskriver förhållandena mellan marken och upp till troposfärens övre gräns på en mils höjd. Och sådana vertikala väderindex finns faktiskt. De kan vara mycket användbara när man till exempel ska prognosera åskväder.

Vintern 1988-89 var NAO-index högt. Så här såg det ut i Östergötland i februari 1989. Bild: Skylight

Påverkar vädret i Amerika

NAO styr inte bara Europas väder. De andra kontinenterna som gränsar till Nordatlanten påverkas också. Ett positivt NAO ger, precis som i Nordeuropa, ett milt och nederbördsrikt vinterväder i östra USA och sydöstra Kanada. Norra Kanada och Grönland däremot får kallt och torrt vid positivt NAO. Vid negativt NAO får östra USA och sydöstra Kanada kallt, medan norra Kanada och Grönland får milt och nederbördsrikt.

Den förste som uppmärksammade dessa förhållanden var en dansk missionär på Grönland vid namn Hans Egede Saabye. I sin dagbok från 1770-1778 skrev han: ”När vintern i Danmark var svår var vintern på Grönland mild och tvärtom”. Men det var först på 1920-talet som den brittiske meteorologen Sir Gilbert Walker sammanställde en teori om den nordatlantiska oscillationen. Han hade tidigare förklarat Southern Oscillation (SO) som styr El Niño och La Niña över Stilla havets ekvatorstrakter. (Se artikel i AoV 2-2011.)

Långtidsprognoser och NAO

Den klassiska fysiken bygger till stor del på orsak och verkan. Med detta som grundtanke kan man då fundera på vad som är orsaken till de olika variationerna i NAO och varför NAO-index växlar som det gör. Men finns det en enkel orsak till NAO-index­variationerna?

När till exempel en kula får en stöt av en annan kula, börjar den att röra på sig, och när vi släpper på elektrisk ström till en lampa börjar den att lysa. Det är ett par exempel på orsak och verkan inom den klassiska fysiken, i princip ganska enkla förhållanden.

Men så enkelt är det inte när det gäller meteorologi och klimatologi. Här har vi att göra med mer komplexa faktorer. Det är skillnad på två kulor som interagerar och hur en gasblandning på ett roterande klot beter sig. Ett klot vars yta har omväxlande små och stora vattenytor och landytor med olika skrovlighet och värmekapacitet. Olika delar av klotet värms olika mycket av solen. Gasblandningen som vi kallar atmosfär lyder under fysikaliska lagar som vill jämna ut de temperatur- och lufttrycksskillnader som uppstår. Det skapas vindar som för med sig moln och nederbördsområden. Dessa­ strömningsmönster har pågått så länge det funnits en atmosfär och har ständigt förändrats.

Det är med andra ord mycket komplicerat. Ändå är detta en förenklad beskrivning av meteorologin som ibland­ kan synas vara helt kaotisk till sin karaktär.

Att hitta en specifik orsak till NAO-index växlingar är i princip helt omöjligt. Varje orsak man hittar har en eller flera andra orsaker i en lång orsak-och-verkan-kedja som aldrig tar slut, växelverkar och flätas samman på ett ytterst komplext sätt. När vi möter sådana svårigheter brukar vi säga något i stil med att detta fenomen inte kan förklaras med något annat än atmo­sfärens egen inneboende variabilitet. Det vill säga – vi vet inte. Och så länge vi inte vet vad som styr NAO-index är det svårt att prognostisera det.

1941-1942 inträffade­ de så kallade krigsvintrarna, med synnerligen bistert klimat i Sverige. Bilden visar en luftvärnspostering på Gotland. Bild: IBL

Kort perspektiv

I det korta perspektivet har meteorologerna ett bra grepp om vilka faktorer som styr vädret. Prognoserna baseras på lufttrycksfördelning, vindar på olika nivåer i atmosfären, och fuktighets- och temperaturfördelningen över jorden­. Med hjälp av dessa para­metrar kan man göra prognoser ungefär tio dygn framåt i tiden, men med fallande träffsäkerhet.

Längre fram kan vi inte göra detaljerade prognoser dag för dag.

Om vi ska göra månads- eller säsongsprognoser, måste vi ta till andra knep. Vi behöver metoder att förutsäga en väderregim över en längre period. Om vi kunde prognosera det långsiktiga värdet på NAO-index, skulle vi kunna avgöra vilken vädertyp som skulle dominera under en längre period. Men i det korta perspektivet har NAO-index inget egentligt prognosvärde. På den tidsskalan har meteorologerna betydligt mer sofistikerade metoder att ta till.

Om det är så att NAO-index för en månad överensstämmer med värdet för månaden innan, skulle man kunna använda statistiska prognosmetoder. Om till exempel januari har haft ett högt NAO-index med milt väder i Sverige, så skulle man då med en viss säkerhet kunna säga att även februari och kanske också mars kommer att få milt. Men beräkningar visar att den statistiska korrelationen för NAO-index mellan januari och februari bara ligger på 0,17. Mellan februari och mars ligger den på 0,26.

Ett ganska nedslående resultat som visar att förutsättningarna för att göra statistiska prognoser på NAO är dåliga­.

Någon forskare har hittat ett samband mellan solens olika cykler och NAO-index och menar att man med hjälp av vad vi vet om dessa solcykler också skulle kunna göra långtidsprognoser på NAO-index och i förlängningen då även på typen av vinterväder en eller flera säsonger framåt. Men än så länge är detta bara en hypotes bland många och någon praktisk nytta av detta eventuella samband har vi hittills inte sett.

Lågt NAO-index betyder att det inte kommer så mycket nederbörd från Atlanten. Men det kan snöa en hel del ändå, och eftersom kylan gör att snön ligger kvar kan det bli riktigt snörika vintrar. Bild: Skylight

Vad ska vi ha NAO-index till?

Om vi inte kan använda NAO-index till att göra långfristiga prognoser, vad ska vi då ha det till? Vi kan visserligen konstatera att vi har ett bistert vinterväder nu därför att NAO-index är negativt eller att vi har ovanligt milt för att NAO-index är positivt. Men det leder liksom ingen vart att bara göra sådana konstateranden.

NAO är trots allt ett enkelt mått som beskriver vintervädret över Europa på ett bra sätt, så någon praktisk nytta ska vi väl ändå kunna ha av det.

En anledning till att följa NAO och dess växlingar och kopplingen till rådande vädertyper är att vi i förlängningen kan lära oss något av det. Kanske någon kan hitta ett intressant samband om några år. Kanske teorin om solens cykler leder till framgång eller kanske någon annan teori som ingen tänkt på tidigare dyker upp. Sånt har hänt förr när nyfikna och envisa vetenskapsmän fördjupat sig i sina tankegångar.

Men även om ingen löser problemet med att göra långtidsprognoser på NAO-index så kan vi ha nytta av historiska data. De väderstationer man använder för att räkna ut NAO-index har observerat lufttrycksvärden nästan tvåhundra år tillbaka, lufttrycksskillnaden Reykjavik – Gibraltar kan beräknas ända tillbaka till vintersäsongen 1823-24. Lika långt tillbaka finns temperaturdata för många platser i Europa. Det betyder att vi kan studera sambandet mellan strömningsmönstret över Nordatlanten och vintervädret i Europa nästan tvåhundra år tillbaka. Det kan hjälpa oss att hitta en del förklaringar till de klimatfluktuationer som förekommit denna period.

Vintrar med stort negativt värde på NAO-index kan större delen av Östersjön frysa till och då blir Sverige klimatologiskt sett en utlöpare av den stora asiatiska kontinenten. Bild: Skylight

NAO och global uppvärmning

Ingen har hittills lyckats hitta något direkt samband mellan NAO och en global uppvärmning på grund av koldioxidutsläpp. NAO är en naturlig svängning som pågått så länge man vet, långt före industrialismen och utsläpp från fossil förbränning. Temperaturen i Europa de senaste hundra åren visar samband med många olika faktorer. Den följer till viss del halten av koldioxid i atmosfären och till viss del följer den NAO-index.

Visst kan en global uppvärmning på grund av koldioxid påverka svängningarna i lufttrycket över Atlanten, och visst kan NAO i sin tur påverka den globala uppvärmningen.

En svårighet med att hitta ett samband mellan NAO och den globala uppvärmningen är att de ibland ligger i fas, ibland ur fas. Det senaste året har ju NAO-index varit mycket lågt med kallt väder i Nord- och Central­europa, samtidigt som det sägs att 2010 är ett av de varmaste åren vi upplevt i modern­ tid, globalt sett.

I nuläget spekuleras det i att den globala uppvärmningen tenderar att göra NAO-index negativt och alltså ge kallare vintrar hos oss. En annan spekulation är att NAO kan fungera som en termostat och jämna ut obalanser­.

Men detta är som sagt spekulationer. Eftersom vi inte vet exakt vad som påverkar NAO kan vi inte heller säga hur kopplingen mellan den globala uppvärmningen och NAO egentligen ser ut, även om den sannolikt finns där, på ett eller annat sätt.