AktuelltRapporterFritextsökInnehållGamla klimatfaktaOmWebbsidorLogga in

Klimatfakta.info

2020-06-22

Mätning av luftens temperatur

Innehåll

  • Olika mätningar
  • Termometern
  • Skalor
  • Insamling av temperaturdata
  • Global Historical Climatology Network (GHCN)
  • Historical Observing Metadata Repository (HOMR)
  • GISS
  • Berkeley earth
  • Mätningar i Sverige
  • Mätning under 1800-talet
  • Satellitmätning
  • Källor
  • Olika mätningar

    Atmosfärens temperatur mäts på många olika sätt vilket gör det svårt att jämföra resultaten. Mätmetoder ger olika fysiska resultat som sedan för översättas till den etablerade skalan i enheter som Celsius, Faranheit och andra. 

    Fysiska resultat kan t.ex. vara kvicksilvrets volym vid olika temperaturer och en kvicksilverpelares höjd i ett glasrör. Det kan också vara strålning av viss frekvens med hänsyn taget till atmosfärens beskaffenhet och mätinstrumentets höjd över jordytan.

    För att fastställe ett mätvärde behöver man bedöma mätstrumentets egenskaper, kvalitet och mätställets omgivning.

    Skalan för olika slags fysiska resultat fastställs genom jämförelse med termometerns värde.

    Termometern

    Termometrar finns av en rad utförande för olika tillämpningsområden. Vanligast är mätning av molekylernas energitillstånd (rörelse) i gaser eller vätskor. Mätningen bygger oftast på att en vätska eller metall utvidgar sig vid uppvärmning. Exempel på sådana termometrar är sprit- och kvicksilvertermometern, samt bimetalltermometern där två olika metaller med olika längdutvidgningskoefficienter kan utnyttjas för att mekaniskt påverka en visare. Elektroniska termometrar bygger oftast på att ledningsförmågan (konduktiviteten) hos metaller ändras vid ändrad temperatur. Detta kan enkelt mätas med ett instrument som mäter spänningsförändringen över känselkroppen.

    Skalor

    Det vanligaste måttet på temperatur är inom meteorologin grader Celcius (°C), där vatten fryser vid 0°C och kokar vid 100°C.

    I USA föredrar man att i stället ange temperaturen i grader Fahrenheit (°F).

    För att omvandla från grader Fahrenheit till grader Celsius så drar man först bort 32 grader, sedan multiplicerar man med 5 och dividerar med 9. Några exempel:

    • -40°F=-40°C
    • 32°F =0°C
    • 68°F=20°C
    • 86°F=30°C

    I vetenskapliga sammanhang använder man ofta den absoluta temperaturskalan med enheten kelvin (K). Denna skala börjar på den absoluta nollpunkten, som ligger vid -273,15°C.

    För att omvandla från kelvin till grader Celsius och vice versa drar man bort respektive lägger till 273,15.

    • 0K=-273,15ºC
    • 273,15K=0°C
    • 373,15K=100°C[1]

    Insamling av temperaturdata

    Det är flera organisationer som samlar in och behandlar temperaurdata. De svarar också för validering av insamlade uppgifter. 

    Global Historical Climatology Network (GHCN)

    Global Historical Climatology Network (GHCN) är en databas med uppgifter från landbaserade stationer som uppfyller bestämda kvalitetskrav. Uppgifterna hämas från mer än 20 källor. En del data är mer än 175 år gamla, men andra är är mindre än en timme.

    Det går att beställa uppgifter från enskild station.

    Historical Observing Metadata Repository (HOMR)

    Historical Observing Metadata Repository (HOMR)

    GISS

    NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS) är ett laboratorium inom Earth Sciences Division (ESD) of National Aeronautics and Space Administration?s (NASA) Goddard Space Flight Center (GSFC). ESD är en del av GSFC?s Sciences and Exploration Directorate.

    Mätningarna inleddes 1880. Antalet stationer var då knappt 500. Sedan ökade antalet till 5500 runt 1970 för att sedan sjunka till dagens 2000. Vid beräkning av ytan som täcks anges att varje station täcker en yta med radien 1200 km. Det motsvarar att vädret i Stockholm gäller från Umeå, Bergen, Malmö och S:t Petersburg. Med den definitionen täcker mätningar 85 % av norra halvklotet och 70% av södra halvklotet.

     

    https://data.giss.nasa.gov/gistemp/stdata/

    Berkeley earth

    Berkeley earth 


    Utrustning för mätning av temperatur utvecklades under 1500-talet. Den äldsta mätserien är från centrala England.

    Mätningar i Sverige

    Termometrar började användas redan på 1600-talet, och de äldsta kända temperaturmätningarna i Sverige är från Uppsala år 1722. Under 1800-talet och under större delen av 1900-talet utfördes temperaturobservationer till största delen genom avläsning av kvicksilver- och sprittermometrar. Vid automatiseringen av väderstationer i mitten av 1990-talet och avvecklingen av kvicksilvertermometrar vid övriga stationer i början av 2000-talet installerades elektronisk mätutrustning.

    Det kan vara stora temperaturskillnader inom luftskiktet närmast marken beroende på den underliggande markytans egenskaper. Exempelvis uppvärms luften vid soligt väder på sommaren betydligt mer över torr sandmark än över en fuktig och gräsbevuxen markyta.

    Temperaturen påverkas också av om marken lutar kraftigt och av hus eller träd i närheten.

    För att få så enhetliga mätningar som möjligt mäter man därför temperaturen om möjligt på en öppen plan plats där marken är täckt med kort gräs och på en höjd av 1,5-2 m över marken.[2]

    SMHI har 236 mätstationer[3]. Nedan anger dock SMHI antalet stationer till 760.

    Mätning under 1800-talet

    År 1858 inleddes observationsverksamheten vid ett nät av meteorologiska stationer som inrättats av Kungliga Svenska Vetenskapsakademien. Journalföring av meteorologiska observationer hade dock gjorts sedan 1700-talet.

    1881 publicerades data från ca 400 stationer. Efter inrättandet av Hydrografiska byrån 1908 och det ökade intresset för vattenkraft upprättades nya nederbördsstationer, inte minst i inre Norrland.

    År 1915 var antalet nederbördsstationer ungefär 680, att jämföras med cirka 760 stycken i dag. Antalet stationer som mätte temperatur var dock i början av 1900-talet fortfarande otillräckligt, framför allt i norra Sverige.

    Dessutom hade de flesta stationer påtagliga brister vad gäller skydd mot direkt och reflekterad solstrålning. Det skulle dröja till mitten av århundradet innan temperaturmätningarna nått en omfattning och kvalitet jämförbar med nutida standard.[4]

    Under 1800-talet och större delen av 1900-talet utfördes temperaturobservationer till största delen genom avläsning av kvicksilver- och/eller sprittermometrar.[5]

    Satellitmätning


    Sedan 1979 har NOAAs satelliter[6] haft instrument som mäter mikrovågor orsakade av syret i jordens atmosfär. Styrkan i signalerna är direkt proportionell till temperaturen i olika skikt av atmosfären. Varje månad uppdaterar professor John Christy och dr Roy Spencer listan med mätningsresultat från 14 olika satelliter.[7]

    Satelliterna mäter inte temperaturen direkt. I stället härleder man temperaturen från strålning med olika våglängder och med olika instrument i olika satelliter. Resultatet beror på de beräkningsmetoder som man använder. I början gav beräkningarna gjorda av olika forskargrupper olika resultat men numera är resultaten mer samstämmiga. Satelliterna täcker 97-98% av jordens yta inom 85 nordliga och sydliga breddgraden. 5)

    Diagrammet visar avvikelsen från den genomsnittliga temperaturen under perioden 1981-2010.

    Källor

    Fotnoter

    1) Skalor och enheter, Temperatur, SMHI
    2) Hur mäts lufttemperatur? SMHI
    3) Mätstioner
    4) Det meteorologiska stationsnätets historia
    5) Historiskt väder, SMHI
    6) National Environmental Satellite, Data, and Information Service
    7) Latest Global Temps

    Klimatfakta

    Klimatfakta.info
    Adm: Hans Iwan Bratt, hibratt@gmail.com