Mynd 1. Veðurstöðin í Þykkvabæ 6. júlí 2005. Ljósmynd: Elvar Ástráðsson.

Næturfrost

Trausti Jónsson 28.8.2007

Hér eru rifjuð upp nokkur atriði sem stuðla að lágum hita að nóttu.

(a) Næturhiti verður lægstur þegar heiðskírt er, þá er nettóútgeislun varma frá yfirborði jarðar út í geiminn mest. Þegar skýjað er endurvarpa skýin varmageislum aftur til yfirborðs og draga úr kólnun.

(b) Næturkólnun er að jafnaði meiri í þurru lofti en röku. Sé loftið mjög þurrt kólnar það nokkuð óhindrað, en sé það rakt hægir mjög á kólnun þegar daggarmarki er náð og raki fer að þéttast. Rakaþéttingin skilar þá dulvarma í loftið. Þess vegna má stundum koma í veg fyrir frostskemmdir með vökvun að nóttu, hún getur tafið hitafall niður fyrir frostmark um nokkrar klukkustundir. Ef jarðvegur er þurr er raki í neðstu lögum loftsins að jafnaði lítill. Því er meiri hætta á næturfrosti yfir þurrum jarðvegi en rökum.

(c) Meiri hætta er á næturfrosti í lygnu veðri en í vindi. Það fer þó eftir lagskiptingu loftsins og undantekningar eru algengar. Sé útgeislun ráðandi ferli varðandi hita er hún mest frá yfirborði landsins og neðstu lög loftsins kólna því langmest og hiti hækkar mjög ört með vaxandi hæð, mest í neðstu 1 - 2 metrunum næst yfirborði. Þá er talað um að hitasniði sé mikill. Útgeislunin ein og sér stuðlar því að lagskiptingu sem eykur hættu á næturfrosti. Hreyfi vind blandast neðstu og köldustu loftlögin heldur hlýrra lofti fyrir ofan. Mjög lítinn vind þarf til að blanda lofti í neðstu lögunum þannig að hitasniðinn hverfi.

(d) Meiri hætta er á næturfrosti á sléttlendi en í halla og meiri í dældum heldur en í kúptu landslagi. Kalt loft leitar undan halla eins og vatn. Verði bratti í landi of mikill myndast iðuköst og kaldasta lagið, sem er alltaf niður undir jörð, blandast þá hlýrra lofti ofan við. Loft sem liggur ofan á hólum og hæðum endurnýjast sífellt með hlýrra lofti að ofan sem kemur í stað þess sem lekur undan hallanum.

(e) Streymi loft nægilega hægt í átt til sjávar getur það haldið áfram að kólna á leið sinni þangað og þess vegna er stundum kaldast á sléttlendi við strönd heldur en innar í landinu þar sem styttra er í bratta og meðfylgjandi loftblöndun.

Loftstreymi af hásléttu.

Mynd 2. Loft sem streymir ofan af hásléttu í átt til sjávar hlýnar í niðurstreymi. Loft sem er -10°C uppi á hásléttu hlýnar upp í -7°C eftir að hafa farið niður um 300 m. Útgeislun á hásléttunni hefur valdið því að loft er þar kaldast næst jörð, en ofar er hlýrra lag, í þessu dæmi -5°C. Það loft streymir hér líka til sjávar, en fellur aðeins um 200 m og er því -3°C yfir kalda loftinu á lágsléttunni. Líklegt er að iðuköst myndist í loftinu sem streymir niður bratta hlíðina og það blandist að hluta loftinu fyrir ofan. Hér heldur lagskipting sér milli hlýrra og kaldara lags (rauð punktalína), en lagskipting í kalda loftinu (blá punktalína) eyðist í brattanum, en myndast síðan aftur í loftinu á leið eftir sléttunni til sjávar. Líklegt er að einhver blöndun verði milli kalda loftsins og þess hlýrra í iðunni, þannig að hitinn við fjallsrætur verði ekki -7°C eins og hann væri eftir óblandað fall, heldur eitthvað hærri, t.d. -5°C. Kalda loftið leitar nú hægt í átt til sjávar. Hreyfist það nægilega hægt án blöndunar heldur hitinn í því áfram að lækka og kaldast verður því næst sjónum, ekki síst ef þar er einhver síðasta fyrirstaða, t.d. sjávarkambur.

Þetta á ekki síst við þar sem sjávarkambar eða garðar tefja för loftsins þannig að það getur orðið alveg hreyfingarlaust. Þess vegna er stundum kaldara á Eyrarbakka og í Þykkvabæ heldur en ofar á Suðurlandsundirlendinu og kaldara á sléttlendinu í Álftaveri í Vestur-Skaftafellssýslu heldur en á Kirkjubæjarklaustri sem stendur í bratta við Síðufjöllin (bratti blandar). Talsverður hitasniði getur haldið sér í mjög hægum vindi yfir sléttu landi.

Séu skilyrði til varmataps góð getur hæglega kólnað um 3 til 5°C á klukkustund þegar mest er. Hér á landi er raki yfirleitt það mikill að loftið mettast um síðir, það fer þá eftir upphafshita þess hvoru megin frostmarks mettunin verður og dregur úr kólnun.

Sé rakinn það mikill að þoka myndist dregur mjög úr hitasniða í þokunni miðað við það sem væri án hennar. Kólnunin er þá mest við yfirborð þokunnar, en loft inni í henni vill þá verða lítillega óstöðugt og blöndun getur þá átt sér stað. Sama gerist ef reykur liggur yfir jörðu, kólnun yfirborðs verður ekki jafnsnörp og annars væri. Standi næturfrosthætta aðeins stuttan tíma nætur má stundum koma í veg fyrir frostskemmdir með reyk.

Sú hringrás sem myndast staðbundið í lofti við samkeppni geislunarferla getur orðið býsna flókin. Loft getur t.d. streymt út Eyjafjarðardalinn og kólnað mikið á leið sinni til sjávar, sú kólnun sem þá verður í hlíðunum sitt hvoru megin veldur niðurstreymi. Loft í niðurstreyminu hlýnar, en blandast jafnframt og þegar það nálgast dalbotninn er það orðið talsvert hlýrra en breiða, kalda loftfljótið í dalbotninum, það leggst því ofan á og neðra loftlagið getur haldið áfram að kólna í friði.

Frost verða mest á sléttlendi inn til landsins þar sem landslag tefur eða hindrar framrás loftsins. Þannig er málum víða háttað á norðaustanverðu landinu og nokkrar veðurstöðvar standa í þannig landslagi.

Landslágmörk sjálfvirkra stöðva dagana 1. til 31. ágúst 2007:

• Dagur     °C    Stöð
• 1.           0,6    Brúaröræfi
• 2.           0,2    Sáta, Kálfhóll á Skeiðum
• 3.         -1,6     Torfur sjálfvirk stöð
• 4.          1,4      Þverfjall
• 5.          1,7      Sáta
• 6.         -2,8      Árnes
• 7.          0,3      Möðrudalur sjálfvirk stöð
• 8.          0,0      Hella sjálfvirk stöð
• 9.          0,0      Hella sjálfvirk stöð
• 10.        3,2      Siglufjörður - Hafnarfjall
• 11.        3,2      Þverfjall
• 11.        3,2     Siglufjörður - Hafnarfjall
• 12.        1,0     Skálafell
• 13.       -0,5     Skálafell
• 14.       -0,5     Þverfjall
• 15.       -0,8     Þverfjall
• 16.       -0,5     Skálafell
• 17.        0,0     Sáta
• 18.      -2,9      Þykkvibær  (sjá nánari umfjöllun)
• 19.      -1,3      Raufarhöfn sjálfvirk stöð
• 20.      -1,6      Þingvellir
• 21.       3,2      Siglufjörður - Hafnarfjall
• 22.       3,2      Siglufjörður - Hafnarfjall
• 23.       5,3      Tindfjöll, Jökulheimar
• 24.       0,1      Brú á Jökuldal
• 25.       0,0      Möðruvellir
• 26.      -1,1      Möðruvellir
• 27.      -3,4      Kálfhóll
• 28.      -4,0      Árnes
• 29.       2,5      Brúarjökull B10
• 30.       2,5      Kálfabotnar í Seyðisfirði
• 31.       1,8      Setur

Hér má sjá að skipast á dagar þar sem kaldast er á tindum landsins og dagar þar sem kaldast er á láglendi, jafnvel niðri við sjó eins og í Þykkvabæ. Lægsti hiti mánaðarins til þessa mældist í Árnesi þann 28.

Sé lagskipting í lofti lítil er kaldara eftir því sem ofar dregur, en þegar lagskipting er mikil er oft kaldast neðst (þar sem yfirborðið er hagstætt kulda).