- - Kosmoskaos - - Väderkaos - - Kvantkaos - - Havskaos - - Multikaos - - Sandkaos - - Gödelkaos - - Livskaos - - Mandelkaos - - Bildkaos - - Beslutskaos - - Kaoskaos - - Kapitalkaos - - Kaosplock - -


Diskbaljemodellen

En liten essä om det oförutsägbara vädret


Översvämningar, oväder, skyfall, värmeböljor. Får man inte en känsla av att vädret inte är sig riktigt likt? Just det. Vädret är nämligen aldrig sig likt!

Det hände igen så sent som i måndags: väderkartorna lovade solsken, uppehåll och svaga vindar. I stället drabbades stora delar av Halland av ett vildsint oväder, med stört-regn och åsksmällar. Vädergudarna är nyckfulla, brukar man säga. Men varför kan inte SMHI varna oss? Den mest fundamentala sanningen om vädret är att det är kaotiskt. Det gör lite som det vill. Men det är först på senare år som vetenskapen har insett att vädret faktiskt inte går att förutse.

När datorerna gjorde sitt intåg på 60-talet började meteorologerna tillverka prognoser som sträckte sig några dygn framåt i tiden. Förutsägelserna var förstås inte särskilt tillförlitliga, men de skulle snart bli bättre, fick vi veta. Utvecklingen gick hastigt framåt. I takt med att datorerna fick allt högre kapacitet skulle prognoserna utsträckas till tio dagar, tjugo dagar, månader... Och de skulle bli allt säkrare, lovade meteorologerna samfällt.

Nu vet vi hur det gick. Dagens datorer har några miljoner gånger större räknekapacitet än 60-talets. Men meteorologerna gör fortfarande bara prognoser för några dygn; och de är fortfarande inte att lita på. Varför? Svaret går att hitta i en diskbalja.

Fyll en diskbalja av plåt med vatten. Placera den på en gammal skivspelare och låt den rotera. Värm samtidigt baljans ytterkant med en gaslåga. Uppvärmningen vållar strömningar i vattnet, från varmt till kallt. De strömningarna störs av att baljan samtidigt roterar. Följden blir ett intrikat virvelmönster i vattnet. Man kan strö något lämpligt pulver på vattenytan och filma skeendet.

Det här påminner i mycket grova drag om grunderna för jordens klimat. Solen värmer mer vid ekvatorn än vid polerna. Därav uppkommer värmeströmningar i atmosfären, från varmt till kallt. De strömningarna störs av att jorden roterar. Följden blir ett intrikat rörelsemönster i luften. Och det är det som vållar vårt väder.

Det här är inget skämt. Diskbaljeexperimentet har genomförts på fullt allvar av meteorologer världen över. De har då gjort en uppseendeväckande iakttagelse: Virvelmönstret i baljan går inte att förutse. Om baljan roterar någorlunda snabbt uppstår ett nytt virvelmönster varje gång man gör experimentet. Det går aldrig att få tillbaks exakt samma rörelser i vattnet när man upprepar försöket. Därmed går det inte heller att räkna ut i förväg vilka mönster som ska bildas, hur kraftfulla datorer man än sätter in.

Det här beror inte på att några mystiska, okända krafter verkar i diskbaljan. Rörelserna i vattnet styrs av väl beprövade fysikaliska lagar. De lagarna kan uttryckas med exakta matematiska formler, som kan matas in i en dator. Det är bara att räkna på. Men innan man kan kalkylera måste man också veta vilka förhållanden som råder i diskbaljan när experimentet startar. Där är knuten: vatten är aldrig hundraprocentigt stilla. Det förekommer alltid mikroskopiska rörelser och vibrationer, för små för att mätas.

Detta är förklaringen till att diskbaljeexperimentet är oförutsebart. De mikroskopiska, osynliga skälvningarna i vattnet förstärks snabbt när baljan roterar, och påverkar förloppet. Eftersom dessa diminutiva vibrationer är olika för varje gång blir det ständigt nya mönster som uppstår i baljan. Och eftersom de är för små för att mätas går det inte att förutsäga mönstren.

Ett sådant skeende, som är så känsligt för begynnelsevärdena att det inte går att förutse, kallas "kaotiskt", och har visat sig förekomma i de mest skilda delar av vetenskapen. Men ingenstans gör sig kaos så påmint som i vädrets ständiga kast och växlingar. Att väder är svårt att spå är naturligtvis inget nytt. Men meteorologerna har alltid trott att svårigheterna berodde på att jordens atmosfär är så otroligt komplicerad. Nu vet de att vädrets oförutsägbarhet har mycket mer fundamentala orsaker. Redan den enklaste av vädermodeller - diskbaljemodellen - är kaotisk.

Den amerikanske meteorologen Edward Lorenz är en av kaosteorins pionjärer. Han har myntat begreppet "fjärilseffekten". En fjärils vingslag i Brasilien kan vålla en tornado i Texas, sa Edward Lorenz i en föreläsning en gång. Formuleringen har blivit berömd. Den mikroskopiska vibration i luften som fjärilens vingslag vållar förstärks av de kaotiska krafterna, och kan få drastiska följder på någon helt annan plats på jorden. Förloppet beror inte på några mystiska fenomen. Det följer strikt fysikens kända lagar. Men vi kan inte hålla reda på alla diminutiva dallringar i luften. Världen är full av fjärilar. Därför är vädret oförutsägbart.

På sistone har meteorologerna fått nya påminnelser om det. El Niño är namnet på de oregelbundet återkommande förändringarna av havsströmmarna i Stilla Havet utanför Sydamerikas västkust, som påverkar vädret över stora delar av jorden. Väldiga bemödanden har gjorts för att förutsäga när nästa El Niño ska äga rum. Meteorologerna var nästan överens om att det var dags igen 1998. Till deras enorma förvåning dök istället El Niño upp redan under 1997, som ännu en bekräftelse på att klimatet styrs av kaotiska krafter.

Ytterst beror vädrets ombytlighet på att atmosfären är instabil. Solstrålningen och jordrotationen driver oavlåtligt på dynamiken, och atmosfären befinner alltid fjärran från jämvikt. Vädret tumlar fram, i ständigt nya, oregelbundna banor. Därför är det egentligen fel att tala om "normalt väder" och "onormalt väder". Vädret är alltid unikt, och aldrig sig likt. Precis som virvlarna i en snurrande diskbalja.

ŠLars Rosenberg

(Ur Hallands Nyheter sommaren 1998)


- - Kosmoskaos - - Väderkaos - - Kvantkaos - - Havskaos - - Multikaos - - Sandkaos - - Gödelkaos - - Livskaos - - Mandelkaos - - Bildkaos - - Beslutskaos - - Kaoskaos - - Kapitalkaos - - Kaosplock - -

START