På 50-talet hade vi i alla fall tur med vädret

I slutet av september och början av oktober 1954 gick "Dalamanövern" av stapeln. Det var den största mobiliseringsövningen sedan andra världskriget och samlade 45 000 man. Den involverade också detonationen av en svensk "atombomb" i trakten av Smedjebacken, en artificiell laddning av tusentals kilo sprängämnen. Vad som däremot inte var artificiellt var den vetenskapliga nyhet som presenterades under manövern: meteorologiska prognoser framräknade av världens då kanske kraftigaste dator, som därtill var svensktillverkad. Detta placerade med ens Sverige i ledningen i utvecklandet av matematiska väderprognoser, ett försprång som det tog USA tre år att hämta in.
Dalamanöverns datamaskinsprognoser var historiska också i det avseendet att det var människans första lyckade försök att på matematisk väg förutse icke-periodiska variationer. Framgångsrika förutsägelser av periodiska variationer såsom sol- och månförmörkelser, planeters rörelser, kometers återkomst och tidvattnets variationer hade med ständigt ökad träffsäkerhet gjorts sedan medeltiden. Under 1800-talet hade vetenskapsmännen letat efter periodiciteten också i meteorologiska data, ett sökande som ibland gav resultat, som när Svante Arrhenius 1894 upptäckte de variationer i lufttrycket över Stilla havet som så småningom skulle leda fram till upptäckten av El-Nino-fenomenet.

1904, för exakt 100 år sedan, förklarade Vilhelm Bjerknes, tidigare professor vid Stockholms Högskola, vid den här tiden professor i Leipzig, att problemet med väderprognoser i grunden inte var statistiskt utan matematiskt-fysikaliskt. De relevanta ekvationerna, som gaslagen och Newtons rörelseekvationer, borde användas för att beräkna väderutvecklingen från en aktuell vädersituation. Matematiken bestod emellertid till stor del av så kallade icke-linjära differentialekvationer. Dessa kan inte lösas exakt, bara approximativt, om än med stor noggrannhet. Atmosfärens rörelser måste därför beräknas i tidssteg på exempelvis 10 minuter tills man efter 144 steg hade en 24-timmarsprognos. Detta skulle dock ta en mansålder att genomföra för hand. Bjerknes övergick därför till att utveckla grafiskt-empiriska metoder.

Bjerknes ursprungliga idé togs dock på allvar av den brittiske matematiken och meteorologen Lewis F Richardson. Denne valde att räkna ut förändringen över ett tidssteg av väderläget över Europa den 20 maj 1910. Denna dag hade jorden passerat genom svansen på Halleys komet och de meteorologiska instituten hade gjort omfattande mätningar av temperatur och vindar på olika höjder, just den information som Richardson behövde. Trots att han lade ner år av räknearbete blev prognosen grovt felaktig. Vi vet nu, och Richardson anade det redan då, att orsaken bland annat var att mätningarna av vind, lufttryck och temperatur inte varit tillräckligt bra. Värre var dock att metoden, om den omsattes i praktiskt bruk, skulle kräva 64 000 matematiker för att hålla jämna steg med vädrets egen utveckling.
När de första datorerna såg dagens ljus efter andra världskriget var därför meteorologerna snabba att se dess möjligheter. En amerikansk meteorolog, Jule Charney, fann att prognoser av de icke-periodiska meteorologiska variationerna faktiskt var praktiskt genomförbara om man inskränkte sig till en starkt förenklad version av atmosfären, utan fuktighet och temperaturkontraster. Några inledande tester 1950 på en tidig amerikansk dator gav så goda resultat att man optimistiskt började planera för mer avancerade system. Men först i början på 60-talet hade datortekniken utvecklats så att den tillät att dessa system kunde fungera operationellt. Vid det laget hade matematiska väderprognoser producerats i Sverige sedan 1954.

Tre omständigheter hjälpte den svenska framgången: tillgång till världens mest avancerade dator, stöd från världens ledande forskare samt utländskt ekonomiskt stöd.
Sedan svenskarna av militärstrategiska skäl 1948 av USA hade blivit nekade att köpa datorutrustning byggde de 1950 en egen dator BARK (Binär Aritmetisk Relä Kalkylator), följt tre år senare av BESK (Binär Elektronisk Sekvens Kalkylator). Innan IBM började sin produktion 1954 gällde BESK för världens bästa maskin.
Den andra omständigheten var återkomsten till Sverige av den svensk-amerikanske meteorologen och Bjerkneseleven Carl Gustaf Rossby. Denne, som utvandrat 1926, hade avancerat till att bli en dominerande gestalt i amerikansk meteorologi. Han hade just avslutat ett år som president i amerikanska meteorologiska sällskapet när han 1947 kom till Sverige driven av hemlängtan men också av en vilja att med Sverige som bas spela en roll i den meteorologiska utvecklingen i efterkrigseuropa.
Ett av Rossbys första projekt var att undersöka möjligheterna för matematiskt grundade väderprognoser. Detta arbetet skulle efterhand komma att involvera meteorologiska vetenskapsmän som svenskarna Bert Bolin, Bo Döös, Bengt Söderberg, Lennart Bengtsson och Germund Dahlqvist, norrmannen Arnt Eliassen, tysken H Hinkelmann, islänningen Pall Bergthorsson, dansken Aksel Wiin-Nielsen, svensk-amerikanen Norman
Phillips (född Pettersson) och britten Eric Eady. De skulle alla sluta som professorer i meteorologi, utom Dahlqvist som blev professor i numerisk analys, Söderberg som blev chef för försvarets vädercentral och Bergthorsson som blev chef för vädertjänsten på Island.
Som grund för arbetet valde man det relativt enkla system som Charney utvecklat och framgångsrikt testat 1950. Men det var dyrt att hyra in sig på världen bästa dator. SMHI hade inte möjligheter att med så kort varsel få fram de begärda summorna. Dessutom var institutet, som statlig myndighet, ovilligt att engagera sig i riskprojekt. I detta läge vände sig Rossby till Flygvapnet och dess meteorologiska chef Oskar Herrlin. Denne hade med några kollegor 1944 brutit sig ut ur SMHI för att inom Flygvapnet skapa en renodlat militär vädertjänst. Herrlin kunde med stöd av både avgående flygvapenchefen Bengt Nordensköld och tillträdande Axel Ljungdahl bidra ekonomiskt. Civila och militära myndigheter i USA tillsköt ytterligare medel och specialister.
De första resultaten av stockholmsgruppens kalkyler visade stor överensstämmelse mellan de beräknade och de observerade atmosfäriska förändringarna.

Man hade nu i USA börjat få upp ögonen för att Rossby var "on to something big". Men det amerikanska arbetet hämmades av en mängd faktorer. Som den amerikanske historikern Kristine Harper har visat i en doktorsavhandling framlagd vid Oregon State University i fjol ("Boundaries of Research: Civilian Leadership, Military Funding, and the International Network Surrounding the Development of Numerical Weather Prediction in the United States") var amerikanska datamaskinsmeteorologer ofta överteoretiska. De första lyckade amerikanska försöken var därför starkt beroende av besökande kollegor från Skandinavien som hade en blandning av praktisk och teoretisk kunskap. Till de amerikanska svårigheterna kom den interna rivaliteten mellan den civila och militära meteorologin, och inom militären mellan flottan och flygvapnet. Motsättningarna var så starka att det
skulle dröja ytterligare ett par år innan amerikanarna kunde samla sina krafter i ett gemensamt projekt.

Enda chansen för USA att hänga med i utvecklingen och skaffa sig nödvändig know-how var att skicka sitt eget folk till Stockholm för att delta i arbetet. En av dessa var den ovan nämnde Norman Phillips som inte bara var en skicklig matematiker utan också hade god känsla för väderprognosernas praktik. Han kunde hösten 1953 rapportera tillbaka till sina överraskade kollegor att svenskarna skulle ha ett operativt system klart följande år. Kring julen gjordes i Stockholm de första testberäkningarna på BESK, i mars 1954 den första realtidsprognosen.
Prognosen från mars 1954 finns inte sparad, men väl 72-timmars prognoserna under "Dalamanövern" 26 september-3 oktober 1954. Perioden inleddes med en ganska normal lågtrycksvandring från Atlanten. Att denna var väl prognoserad av BESK var inte uppseendeväckande. Men att BESK, mot slutet av perioden, ett par dagar i förväg, lyckades prognosera en omläggning av väderläget, med ett högtryck över Skandinavien, väckte berättigad förundran. Beslut togs att inleda reguljär prognosverksamhet från den 1 december 1954. Mänsklighetens första lyckade försök att förutsäga en framtid som inte varierade periodiskt hade avlöpt lyckosamt.

Känslan av historiska vingslag märks i det tal som Herrlin höll inför Flygstaben 19 november 1954. Han påminde om att det var nästan på dagen 100 år sedan en förödande storm under Krimkriget givit incitamentet till att inrätta operativa vädertjänster runt om världen. Men på senare tider hade utvecklingen inom prognostiken "helt enkelt kört fast". Tillkomsten av "hypersnabba elektroniska räknemaskiner" skulle vara första steget i ett nytt utvecklingsskede, kanske en "revolution" som skulle föra prognoskonsten ut ur den "återvändsgränd" den hamnat i: "Detta projekt, som vi tror är en ny väg till framgång för prognostjänsten, motses med så stort internationell intresse. I synnerhet har amerikansk press skrivit om det så mycket, att man tror beräkningarna är en daglig företeelse. Ja, det blir vi nu först i världen med, motiverade av praktiska behov, och det är vi stolta över. Fattiga som sagt var, men stolta."

Herrlins visioner om att inkludera temperaturkontraster, automatisk tolkning av tryckfälten till väder, automatiska väderkartsanalyser och automatiska presentationer på bildskärmar blev realiteter de följande åren. Vid det laget hade den inledande skeptiska attityden hos de statliga myndigheterna släppt och SMHI blev under de följande åren alltmer inblandad i arbetet, för att 1960 ta över huvudansvaret från militärerna.
När amerikanerna äntligen bilagt sina inre motsättningar och skapat Joint Numerical Weather Prediction Unit (JNWPU), kunde de köra sin första realtidsprognos i maj 1955. Men prognoserna var dåliga, och de tvingades 1957 anamma det svenska systemet för att över huvud taget få ut något användbart. Först 1962 tog USA ledningen. När amerikanarna tidigare i sommar firade tillkomsten av JNWPU (wwwt.ncep.noaa.gov/ JNWPU50/) var Sverige det enda land som var speciellt inbjudet att sända representanter. Herrlins visionära ord från hösten 1954 var i högsta grad levande: "Med tanke på alla approximationer ter sig naturligtvis den numeriska prognosens horisont ganska disig och vägen är knagglig och backig, men i vinter går vi till den första kullen och där hoppas vi får se nästa och nästa och nästa tills horisonten blir mera fri. För 100 år sedan togs ett viktigt meteorologiskt historiskt-praktiskt steg av franska marinledningen, det nästa tas nu av svenska flygvapnet och det är i alla fall bra roligt."

Under 60-talet fortsatte arbetet med numeriska väderprognoser i Sverige att bedrivas med växande självförtroende. Hösten 1965 började svensk radio och tv, långt före andra länder, att utfärda femdygnsprognoser till allmänheten, två gånger i veckan. Svenska meteorologer var internationellt aktiva som inspiratörer och experter. Kurser i "datamaskinsmeteorologi" samlade deltagare från hela världen.
Som väl var insåg de svenska pionjärerna att de kom från ett litet land med begränsade resurser. Framgången hade i grunden inte varit "svensk" utan berott på internationellt samarbete. I stället för att gripas av övermod valde därför de att fortsätta på den internationella linjen. Att Sverige även därefter haft en stor roll i utvecklandet av matematiska väderprognoser beror på att vi fortsatt och breddat det samarbete över gränserna som var grunden för framgångarna för 50 år sedan.

Anders Persson
meteorolog på SMHI:s forskningsavdelning. (under strecket)