Gå til hovedinnhold

The Bjerknes Centre is a collaboration on climate research, between the University of Bergen, Uni Research, the Institute of Marine Research, Nansen Environmental and Remote Sensing Centre.

Han endret værvarslingen

Over alt i verden varsles i dag været etter de prinsipper som Vilhelm Bjerknes satte frem i 1904. Les Sigbjørn Grønås' jubileumskronikk i Aftenposten!

Kronikk av Sigbjørn Grønås og Gudrun Sylte, publisert i Aftenposten 14.03.2012

Før Vilhelm Bjerknes’ tid ble værvarslingen stort sett utført på grunnlag av erfaring. Det var Bjerknes som innførte matematikk og fysikk i meteorologien. Han foreslo å beregne endringer i været etter kjente lover for atmosfærens bevegelse, en virksomhet som i dag utføres på raske superdatamaskiner.

En kort og enkelt formulert vitenskapelig artikkel på tysk i 1904 utgjorde vendepunktet i tenkningen. Tittelen var "Problemet værvarsling sett fra mekanikkens og fysikkens ståsted". Her uttrykte han sin berømte visjon, den første vitenskapelige analyse av problemet værvarsling. Han så løsningen i to skritt: en kartlegging av atmosfærens tilstand ved et tidspunkt ut fra observasjoner og en matematisk beregning av endringene frem til neste tilstand.
 

Matematikk som daglige gjøremål
Samtidig som Bjerknes publiserte sin visjon om værvarsling iMeteorologische Zeitschrift i Wien, utdypet han sine tanker i en serie kronikker i Aftenposten, fordelt over tre påfølgende dager. Totallengden på kronikkene var seks ganger lengre enn dagens kronikker og omtrent dobbelt så lang som den vitenskapelige artikkelen. Han uttrykker stor forskningsoptimisme:

"Men naar denne udvikling er fuldført, saa er det intet usandsynligt i, at som astronomerne aar iforveien forudsiger minut og sekund for en formørkelse, vil meteorologien dage eller uger iforveien kunne forudsige dag og dagstid for et større veiromslag."


Bare bakkeobservasjoner
På begynnelsen av 1900-tallet var det kun observasjoner ved bakken, for eksempel trykkmålinger, som var tilgjengelige for meteorologer. I kronikkene viser Bjerknes hvordan det var mulig å skaffe observasjoner gjennom atmosfæren til store høyder. Han viser også hvordan det er mulig å løse bevegelsesligningene med grafiske metoder, slik at man kan regne ut tilstanden i atmosfæren en time etter observasjonstidspunktet. Fra denne nye tilstanden kunne beregningene fortsette til neste tilstand, for eksempel noen dager frem i tid.

Noen år senere ble det arrangert store målekampanjer i Tyskland, Frankrike og Storbritannia, der man slapp opp værballonger på samme tidspunkt for å måle tilstander i atmosfæren samtidig på ulike steder.Bjerknes og hans medarbeidere analyserte resultatene.
 

Stor treffsikkerhet
I kronikkene bedyrer Bjerknes beskjedent at tankene bare representerer vanlig sunn fornuft, og han forklarer hvordan matematiske løsninger kan utføres skritt for skritt omtrent som dagligdagse gjøremål.

Hans indikasjon på hvor stor treffsikkerhet det var mulig å oppnå, stemmer forbausende godt med det vi i dag vet om forutsigbarhet for værvarsling. Han mente også at om havets bevegelse ble inkludert i beregningene, ville det en dag bli mulig å beregne om neste årstid for eksempel ville bli varmere eller kaldere enn normalt. I dag er nettopp havsirkulasjon nøkkelen i forsøksarbeidet som pågår på Bjerknessenteret for å utvikleklimavarsling på tiårig skala.
 

Skjebnen beseglet i Washington
Egentlig var det fysiker Vilhelm Bjerknes ville være. I tenårene jobbet han tett sammen med sin far Carl Anton Bjerknes, professor i matematikk og fysikk i Kristiania. Under arbeid med farens ideer om krefters virkning over avstand – med et mål om å forklare gravitasjon – publiserte Vilhelm sitt berømte sirkulasjonsteorem i 1898. Her viste han hvordan det kan forklare hvorfor sirkulasjoner i atmosfæren og havet kan oppstå og dø ut. Med dette arbeidet forente han fagfeltene hydrodynamikk og termodynamikk, to fagfelt som opp til da hadde utviklet seg uavhengig av hverandre.

Etter at den vitenskapelige artikkelen kom ut, ble Bjerknes invitert til Carnegieinstitusjonen i Washington for å legge frem sin visjon. Etter sine foredrag fikk han tilbud om årlig støtte til forskning på værvarsling. Idet han aksepterte dette, var hans skjebne beseglet. Fra 1905 av viet Bjerknes sin forskning til værvarsling, og han beholdt støtten til han var langt opp i alderdommen. Det årlige tilskuddet gikk til å lønne et par assistenter.

I 1912 ble han leder for et nyopprettet institutt i Leipzig for å utvikle værvarsling. I tiltredelsestalen fremholdt han sin visjon som fullt mulig å gjennomføre og sa: Det kan ta år å borre en tunnel gjennom et fjell. Mang en arbeider vil ikke leve for å oppleve gjennombruddet. Likevel, det vil ikke hindre andre fra senere å reise gjennom tunnelen med ekspressfart.
 

Bergensskolen i meteorologi
Da levekårene ble vanskelige i Tyskland under Den første verdenskrig, var det Fridtjof Nansen som overtalte Bjerknes til å akseptere et professorat i Bergen ved det nyopprettede Institutt for Geofysikk ved Bergen Museum. Her ble han i cirka ti år fra 1917 og dannet sammen med sine unge assistenter Bergensskolen i meteorologi. Bergensskolen fornyet værvarslingen overalt ved å føre inn nye begrep som fronter og luftmasser, og en deskriptiv modell for hvordan lavtrykk oppstår som en brytende bølge på polarfronten og hvordan de dør ut.

Bjerknes og hans assistenter publiserte flittig sin forskning og sammen skrev de lærebøker på engelsk, tysk og fransk, bøker som inspirerte forskere over hele verden. De unge meteorologene i Bergen formidlet sin forskning i Europa, og flere av dem ble invitert til forskning og undervisning i USA. De nye metodene fikk på den måten stor betydning for værvarsling under Den annen verdenskrig.
 

Assistentene utmerket seg
Forskningsmidlene Bjerknes fikk fra Washington, ble usedvanlig godt utnyttet, ikke minst til å utdanne unge norske og svenske forskere. Alle hans assistenter utmerket seg som forskere eller som ledere. Vi vil bare nevne tre av dem: Hans sønn Jacob, som var en drivkraft i Bergensskolen som tenåring, som dro til USA og gjorde viktige oppdagelser om variasjoner i været fra år til år; Harald Ulrik Sverdrup, som ble Norges største oseanograf og Svein Rosseland som ut fra beskjeden utdannelse ble en verdensberømt astrofysiker.

Bjerknes fikk ikke Nobelprisen i fysikk. Ironisk nok var ankepunktet mot han at værvarsling ikke representerer eksakt fysikk. Det svenske akademiet hadde for så vidt rett, for meteorologen Ed Lorenz har siden vist at atmosfærens bevegelse er kaotisk, noe som medfører begrenset forutsigbarhet og som sprenger grensene for eksakt, klassisk fysikk.

Merkelig nok er fortellingen om en av Norges største sønner ennå ikke fortalt, kimen ligger ennå i arkivene.
 

Mer om Vilhelm Bjerknes

Grønås holder i dag jubileumsforelesning på Bjerknessenteret om Vilhelm Bjerknes visjon om værvarsling.