Slik lærte man å måle været — fra gjetting til presisjon

Fra gjetting til presisjon: værets hemmelighet

Mennesker har alltid forsøkt å forklare værfenomen. Inntil 1600-tallet manglet man instrumenter, og forståelsen av luften bygget på observasjon og tradisjon. Da vitenskapsmennene fant opp termometer, barometer og vindmåler, fikk man helt nye muligheter, ifølge Store norske leksikon.

I dag viser værappen på telefonen resultatet av denne lange reisen — fra overtro til observasjon, fra gjetting til matematisk presisjon. Datamodeller gjør det mulig å beregne framtidig vær, ifølge Lille norske leksikon. Denne artikkelen følger utviklingen av værmålingen og presenterer noen av dem som gjorde det mulig.

Fra gjetting til observasjon: mennesketets første møte med været

Det første kjente vitenskapelige arbeidet innen meteorologi er Aristoteles' Meteorologica fra cirka 330 fvt., ifølge Store norske leksikon. I verket bygger han videre på læren om de fire elementene, ifølge Store norske leksikon.

I de neste 2000 årene var meteorologiske studier for det meste beskrivende og spekulative, ifølge Store norske leksikon. Først da fysikkens lover kom i bruk på 1600-tallet, og det ble funnet opp instrumenter som termometer, barometer og vindmåler, økte den vitenskapelige innsatsen.

Galileo og Torricelli: når instrumentene endelig kom

Galileo Galilei skal ha laget det første termometeret i 1592, ifølge Store norske leksikon. Det var en liten beholder med et trangt glassrør i enden. Røret ble satt ned i vann, som steg et stykke opp i røret. Når lufttemperaturen inne i beholderen varierte, varierte også luftvolumet, og dette kunne avleses ved høyden av vannsøylen.

Det virkelige gjennombruddet for lufttrykksmåling kom fra Evangelista Torricelli. I 1643 oppfant han kvikksølvbarometeret i Firenze, ifølge Store norske leksikon. Han fylte kvikksølv i et cirka 90 centimeter langt glassrør som var lukket i den ene enden, og satte det opp ned i et kar med kvikksølv, ifølge Store norske leksikon. Kvikksølvet sank noe, men ble stående slik at det var om lag 75 centimeter mellom kvikksølvflaten i karet og i røret, ifølge Store norske leksikon. Dette viste at tyngden av en luftsøyle fra havoverflaten tilsvarer trykket av en kvikksølvsøyle på 3/4 meter, og at lufttrykket kan måles direkte.

Værmålinger i tall

Værmåling utviklet seg fra enkle observasjoner til presis vitenskap. Her er noen av de viktigste stegene i denne historien.

Fra Galileos første termometer til moderne sensorer

Det var en enkel innretning der vannsøylen i et glassrør viste temperaturvariasjoner.

Senere ble væsketermometre utviklet. I slike bruker man farget alkohol, toluen eller andre organiske stoffer, og måler væskens volumendringer ved lengden av væskesøylen i et trangt kapillarrør, ifølge Store norske leksikon. Tidligere brukte man kvikksølv, men det fases ut. I dag brukes også elektroniske termometre som måler resistans eller spenning.

Torricellis barometer

Evangelista Torricelli oppfant kvikksølvbarometeret og viste at lufttrykket forklarer naturens horror vacui, ifølge Store norske leksikon. Oppfinnelsen ga meteorologene et helt nytt instrument for å måle atmosfærens trykk.

Når værfølk begynte å dele informasjon

Da kommunikasjonsteknologien gjorde det mulig å utveksle værobservasjoner, ble meteorologien mer vitenskapelig, ifølge Store norske leksikon. Fra 1850-årene ble det opprettet meteorologiske institutter i mange land, og det ble innledet internasjonalt samarbeid om standardisering og utveksling av data, ifølge Store norske leksikon.

I Norge ble Meteorologisk institutt opprettet i 1866, med professor Henrik Mohn som første leder, ifølge Store norske leksikon. Instituttet ble utskilt som egen statsinstitusjon i 1909, ifølge Store norske leksikon, og driver værvarsling, klimaforskning og innhenting av meteorologiske data i Norge, nærliggende havområder og på Svalbard.

Météorologiens klassiske instrumenter — grunnpilarene som fremdeles brukes i dag

Fra 1600-tallet til i dag har flere instrumenter vært sentrale i meteorologien. Noen av de viktigste er:

• Barometer: Måler lufttrykk i hektopascal (hPa). Normalt lufttrykk i Norge ved havets overflate er 1013 hPa, ifølge Store norske leksikon. Det finnes to hovedtyper: kvikksølvbarometer og aneroidbarometer, og i dag brukes digitale barometre i meteorologien, ifølge Lille norske leksikon.
• Termometer: Måler temperatur. I væsketermometre brukes farget alkohol eller toluen, mens elektroniske sensorer måler resistans eller spenning, ifølge Store norske leksikon.
• Vindmåler: Instrumenter for å måle vind ble blant annet funnet opp på 1600-tallet, ifølge Store norske leksikon.

Det tjuende århundredes revolusjon: elektrisitet, radar og satellitter

Lenge var værmålingene basert på mekaniske instrumenter. På 1900-tallet kom elektroniske sensorer og datateknologi, som ga meteorologien helt nye muligheter. Radar, værballonger, fly og satellitter i verdensrommet er i dag viktige kilder til værdata, ifølge Lille norske leksikon.

Datamaskiner gjør det mulig å lage avanserte modeller for været og klimaet. Det var først når datateknologien kom for fullt at det ble nok regnekraft til å gjøre avanserte simuleringer av været, ifølge Store norske leksikon.

Fra isolerte værfølk til et globalt nettverk

I dag er det tusenvis av målestasjoner på Jordas overflate som gjør målinger døgnet rundt, ifølge Lille norske leksikon. Alle målingene legges inn i datamaskiner, der meteorologene bruker dem til å lage modeller for været og klimaet.

Meteorologisk institutt i Norge innhenter meteorologiske data i Norge, nærliggende havområder og på Svalbard, ifølge Store norske leksikon. Et godt nettverk av observasjoner er nødvendig for å lage pålitelige værvarsler.

Værforutsigelse i dag

Værsentralenes arbeid bygger på store mengder observasjoner og datamodeller. Meteorologene bruker målingene til å lage datamodeller for været og klimaet, ifølge Lille norske leksikon. Modellene blir fortalt hvordan været er nå, og kan da regne ut hvordan været ventes å bli om for eksempel en dag eller en uke.

Hvorfor værvarsel fremdeles blir feil — selv med satellitter og superdatamaskiner

Selv med moderne teknologi er værforutsigelse utfordrende. Nøyaktigheten avhenger av hvor godt startbetingelsene er kjent, og varsler lenger fram i tid er mer usikre.

Meteorologene bruker mye matematikk og fysikk for å beregne været, ifølge Lille norske leksikon. For å beregne klimaet må de også bruke kjemi. Selv små usikkerheter i observasjonene kan påvirke resultatet, spesielt for varsler som strekker seg langt fram i tid.

Hva kommer neste? Ny teknologi og klimaforskning

Meteorologisk institutt i Norge studerer landets klima og gir klimatologiske utredninger, i tillegg til å utarbeide værvarsler, ifølge Store norske leksikon.

Ny teknologi gjør det mulig å samle inn mer data og å gjøre beregningene raskere. Meteorologi kan også brukes til å si noe om hvordan vinden blåser rundt en bygning, eller hvor en frukthage er mest utsatt for frost, ifølge Lille norske leksikon.