HUR MYCKET HETTA TÅL VI?

HOTET FRÅN VÄRMEN

Här i Sverige är sommarens värme efterlängtad och det är inte så ofta vi talar om värmen i negativa ordalag. Men vi vet att i andra delar av världen kan värmebölja och torka vara ett stort problem. Vi läser också nästan dagligen i tidningarna eller hör på radio och tv att jorden håller på att bli varmare. Hetta och torka kan få miljontals människor att börja söka nya boplatser. Klimatflykting är ett nytt ord som har myntats nu i början av 2000-talet.
Hur varmt kan det bli på jorden och hur mycket hetta klarar en människa?

 

I solens inre är det 15 miljoner grader­ varmt och där sker en sammanslagning av väteatomer till heliumatomer, en så kallad fusion. När väteatomer slår sig ihop till heliumatomer blir det en liten massa över. Denna massa omvandlas till energi­ enligt Einsteins berömda formel E = mc2. Den energi som bildas är alltså lika med den lilla massa som blir över vid fusionen multiplicerat med ljushastigheten (300 000 000 m/s) i kvadrat. Denna nybildade energi i solens­ heta inre uppträder bland annat som mycket kortvågig gammastrålning med våglängder kring en hundra­miljondels millimeter.
När denna energi har letat sig upp till solens yta, där det är betydligt svalare, bara omkring 6000 grader, ligger energin huvudsakligen inom våglängderna för synligt ljus som är omkring en halv tusendels millimeter. Solens energi­ strålar ut i form av ljus åt alla håll i rymden, och en mycket liten bråkdel av all denna energi når jorden. En del av solens strålar reflekteras mot atmo­sfären eller absorberas av den. Ungefär 50 procent av solenergin som träffar jorden når ned till jordytan, och den utvecklar där en effekt av ungefär
1 kW/m2.

 

Medelhavsvärme Vid Medelhavet blir det varmt på sommaren, till många turisters glädje. Det kan dock gå till överdrift – Europas högsta temperatur 47,2 grader har uppmätts i Spanien. Bild: Skylight

Medelhavsvärme Vid Medelhavet blir det varmt på sommaren, till många turisters glädje. Det kan dock gå till överdrift – Europas högsta temperatur 47,2 grader har uppmätts i Spanien. Bild: Skylight

Atmosfären håller kvar värmen
När den relativt kortvågiga solstrålningen når jordytan absorberas den av mark och vatten och omvandlas till värme. En del av denna värme strålar tillbaka ut mot världsrymden som långvågigare (en våglängd av någon tiondels millimeter) infraröd värmestrålning. Det är samma typ av strålning som kommer från altanens infravärme.
Om man räknar ut energibalansen mellan solens instrålning av ljus och jordens utstrålning av värme, kommer­ man fram till att jorden borde ha en medeltemperatur av omkring 19 minus­grader. Det betyder att livet skulle ha svårt att existera här. I verkligheten ligger jordens medeltemperatur mellan 14 och 15 plusgrader.
Denna extra uppvärmning av jorden beror på att atmosfären innehåller gaser­ som absorberar och strålar tillbaka en del av den värme som jorden strålar ut. Dessa gaser brukar man kalla för växthusgaser, eftersom de höjer temperaturen på jorden på ungefär samma sätt som glastaket i ett växthus. Solen lyser genom glastaket, som samtidigt hindrar­ varmluften att lämna växt­huset. De vanligaste växthusgaserna är koldioxid, metan och vattenånga.

Solen värmer mest vid ekvatorn ...
Solen värmer som mest när den står högt på himlen. Mitt på dagen vid ekvatorn­ står solen i zenit, det vill säga rakt upp på himlen. Då är instrålningen­ från solen som allra störst. Marken vid ekvatorn blir varm av solstrålningen och värmer luften närmast marken. Följden är att det blir konvektion, det vill säga varma luftbubblor lättar från marken och stiger, eftersom varm luft är lättare än kall.
När luftbubblorna likt osynliga varmluftballonger stigit någon kilometer, har de avkylts så mycket att vatten­ångan i luftbubblorna kondenserar till små vattendroppar och det bildas stackmoln. Stackmolnen växer till väldiga bymoln som på dessa breddgrader kan sträcka sig 15 – 18 kilometer upp i atmosfären. Bymolnen ger sedan eftermiddagsskurar som kyler ner marken.
Solen värmer alltså mest vid ekvatorn, men eftersom en stor del av värme­energin går åt för att bilda moln och regnskurar, hittar vi inte jordens varmaste platser här.

Ökenvärme Allra varmast blir det i öknarna. Jordens högsta temperatur, 57,8 grader, har uppmätts i Sahara­öknen. Eftersom luftfuktigheten normalt är låg i öknar, är värmen där inte lika påträngande som i fuktigare områden. Bild: Skylight

Ökenvärme Allra varmast blir det i öknarna. Jordens högsta temperatur, 57,8 grader, har uppmätts i Sahara­öknen. Eftersom luftfuktigheten normalt är låg i öknar, är värmen där inte lika påträngande som i fuktigare områden. Bild: Skylight

... men det blir varmast i öknarna
När luften vid ekvatorn stiger genom konvektion kan den inte nå högre än omkring 18 kilometer över marken. Där ligger tropopausen som ett lock på troposfären Troposfären är atmo­sfärens lägsta luftskikt, där så gott som alla moln och allt väder finns. Om jorden vore stor som ett äpple, skulle troposfären vara lika tjock som äpplets skal.
Under tropopausen viker ekvatorns luft av både norrut och söderut. När luften i höjden rört sig 200–300 mil börjar den sakta att sjunka över vidsträckta områden som kallas vändkretsar. Här vänder luften tillbaka till ekvatorn utefter jordytan i form av vindar som kallas passadvindar.
Den sjunkande luften över vändkretsarna gör att det inte så lätt bildas moln här. Istället bildas stora högtrycksområden som kallas subtropiska högtryck. Under dessa högtryck finns världens stora öknar: Sahara, Arabiska halvön, inre södra Asien, Nevadas och Arizonas öknar. Vid södra halvklotets vändkrets finns Australiens öken, Namibiaöknen i Afrika och Gran Chako-öknen i norra Argentina. I dessa öknar skymmer inga moln solen, utan den strålar obehindrat och värmer sanden som blir mycket het under dagarna.
Luften vid marken värms av sanden­ som av en kokplatta. Eftersom det råder­ nedvindar över öknarna stannar den mesta luften kvar nära marken, istället för att som vid ekvatorn lämna marken och stiga genom atmosfären. I ökentrakter där det är långt till havet kan inga vindar ge någon svalka. Med dessa förutsättningar skapas jordens varmaste platser i det inre av vändkretsarnas stora öknar. Den högsta uppmätta temperaturen i världen, 57,8 grader, uppmättes i Azizia i Libyen den 13 september 1922.

Svalka Att vi svenskar styr våra steg till badstranden när sommarvärmen är som värst är ett fullkomligt rationellt beteende – vid vattnet blåser svalkande vindar och dessutom kan man ta sig ett dopp. Bild: Skylight

Svalka Att vi svenskar styr våra steg till badstranden när sommarvärmen är som värst är ett fullkomligt rationellt beteende – vid vattnet blåser svalkande vindar och dessutom kan man ta sig ett dopp. Bild: Skylight

Värmeböljor i Sverige
Sverige har ett tempererat klimat med årstidsväxlingar. Den enda årstid som det kan bli riktigt varmt här är sommaren och den bjuder ju inte alltid på bara sol och värme, som vi vet. Men så gott som varje sommar blir det någon­ eller några värmeböljor här. En förutsättning­ för varmt sommarväder i Sverige är att det råder högtryck och att himlen är i det närmaste molnfri. För att det ska bli riktigt hett, måste mycket varm luft dessutom strömma in från landmassorna i söder eller öster.
Både södra och norra Sverige kan få höga sommartemperaturer, men förutsättningarna är något större i södra Sverige eftersom solen här står lite högre på himlen mitt på dagen. På lågt belägna platser är det större chans att det blir varmt än på högre belägna platser, eftersom temperaturen avtar med höjden i atmosfären. Platser som ligger långt från hav och sjöar nås inte av svalkande vindar från vattnet, därför blir inlandet varmare än kusttrakterna.
Om luften rör sig över ett höglandsområde och sjunker på andra sidan, uppstår en så kallad föhneffekt som torkar ut luften och höjer temperaturen en aning. I Sverige blåser det vindar övervägande mellan sydväst och väst. Föhneffekten uppstår därför oftast öster­ och nordost om sydsvenska höglandet.
Med dessa olika förutsättningar har vi ringat in det område i Sverige som har de största förutsättningarna för extrem hetta, nämligen de inre låglänta delarna av nordöstra Götaland och östra Svealand. Och just här har man uppmätt de högsta temperaturerna i Sverige­. Det svenska temperaturrekordet är 38 grader­ och noterades först i Ultuna, utanför Uppsala i Uppland den 9 juli 1933 och tangerades sedan i Målilla i östra Småland den 29 juni 1947.

Världens temperatur Kartan visar genomsnittstemperaturen för olika områden i världen. Färgerna visar från –36 grader Celsius (mörkblå) till över 36 grader Celsius (mörkröd, som i Australien. Gult är omkring noll. Bild: SPL

Världens temperatur Kartan visar genomsnittstemperaturen för olika områden i världen. Färgerna visar från –36 grader Celsius (mörkblå) till över 36 grader Celsius (mörkröd, som i Australien. Gult är omkring noll. Bild: SPL

Hur vi påverkas av hetta
Värme känns skönt till en viss gräns. Men när det blir mycket varmt måste vår kropp arbeta extra för att kyla ned sig. Hjärtat pumpar runt blodet lite snabbare och pulsen stiger. Porer öppnar sig och vatten sipprar ut ur kroppen i form av svett. För att avdunsta svettdropparna åtgår det värme. Den värmen tas från kroppen, som då kyls ned och värmebalansen återställs.
Vid en värmebölja med hög luftfuktighet avdunstar inte svettdropparna lika lätt, utan börjar istället att rinna utefter kroppen. Då avkyls inte kroppen lika effektivt. Hjärtat får arbeta allt hårdare och svetten fortsätter att rinna – och kroppen börjar torka ut. När kroppen förlorat 5 procent av vätskan blir vi törstiga och kan känna oss svaga och illamående. Vid 10 procents vätske­förlust kan vi få huvudvärk, yrsel och svårigheter att gå.
Vid 15 procents vätskeförlust börjar vi förlora medvetandet.

Spanien 2004 Värmeböljan över Spanien 2004 orsakade både omfattande skogsbränder och många dödsfall. Bild: IBL

Spanien 2004 Värmeböljan över Spanien 2004 orsakade både omfattande skogsbränder och många dödsfall. Bild: IBL

Normalt omsätter kroppen två till tre liter vatten per dygn. Vid en värmebölja kan vätskeomsättningen stiga till det dubbla, fyra till sex liter per dygn. All denna vätskeförlust måste återställas genom att vi dricker lika mycket vatten per dygn.
Om kroppens temperatur stiger över 40 grader har vi hög feber och det är risk för värmeslag. Varningstecken för värmeslag är trötthet, yrsel, röd och torr hud, minskad urinproduktion och mörkare urin. Om man vistas i solen i den kraftiga hettan ökar risken för värme­slag eller solsting som man också brukar säga. En person som drabbats av värmeslag måste få läkarhjälp.
För att undvika värmeslag måste man dricka mycket vatten och ta det lugnt i skuggan. Man kan också försöka hitta ett ställe med lite svalkande vind. Det effektivaste sättet att kyla ned sig är att ta ett dopp. I vattnet leds värmen bort från kroppen nästan 25 gånger snabbare än i luften. Ljusa kläder skyddar också mot värme. I arabvärlden där sommarhettan kan vara nästan outhärdlig ibland, bär man vita heltäckande luftiga kläder för att skydda sig mot solen och värmen.
De flesta beräkningarna av framtidens klimat ger som resultat att det kommer­ att bli varmare på jorden under detta sekel. Medeltemperaturen kan stiga med någon eller några grader. Det finns beräkningar som visar upp till sex graders höjning av medeltemperaturen fram till 2100. Däremot finns inga beräkningar av hur mycket de maximala temperaturerna kan förändras. Vädret är mycket komplext och en höjning av jordens medeltemperatur på till exempel fyra grader, behöver inte betyda att värmerekorden stiger med fyra grader. De extrema temperaturerna kan lika gärna öka mycket mer eller inte lika mycket – det vet vi inget om.
Men om den uppvärmning som pågår idag fortsätter, finns det kanske­ chans, eller snarare risk, att den svenska­ maximitemperaturen kommer­ att överstiga 40-gradersstrecket och Europas maximitemperatur 50-gradersstrecket under detta sekel. Och kanske världens högsta temperatur kommer att spränga 60-gradersvallen. Men många värmerekord har stått sig i 50 eller nästan 100 år och de kommer inte att bli lätta att slå.

Material från
Allt om Vetenskap nr 5 2008

Mest lästa

Fler nyheter

Fler nyheter