Vappu tulee – poks!

Julkaistu
Kotisimat käyntiin, varaslähtö wappuun ja taatusti paistaa! Kuva: wstryder/flickr

Matalapaineita suhahtelee Suomessa lähiviikkona niin, ettei niitä kannata edes laskea. Tällaista suursäätilaa voisi kutsua vaikka sateisen vaihtelevaksi, tosin silloin unohtuisi, ettei tässä nyt millään muotoa joka hetki sada. Mutta arvaamattomuutta ennusteisiin on luvassa.  Koska useimmat odottavat jo herkeämättä niitä kesäisiä ilmoja, olkoonkin ettei niitä aina ole täällä edes kesällä, kannattaa sääkarttojen sekamelskasta poimia yksi asia, josta jopa isot ilmakehämallit ovat jokseenkin samaa mieltä: sateet tulevat ja menevät, mutta ilma Suomessa lämpenee. Kyllä, luit oikein: LÄMPENEE. Tästä voisi toisaalta heti veistää, että niin tietysti, kesähän tässä tulee. Mutta ei, näköpiirissä vapuksi on siis ihan oikeasti niin lämmintä ilmaa, ettei läheskään kaikkina kesän päivinä ole moista.

Pitää vain malttaa odottaa. Nyt ensimmäinen lämmin harppaus on käsillä jo tänä viikonloppuna: päästään etelässä lumettomalla alueella aurinkoisessa säässä jo tasolle 15 astetta, sen sijaan pilven alla, sateesta puhumattakaan, on selvästi viileämpää. Toisaalta lumipeitealueella on herkemmin sumupilviä, pilvisyyttä sekin. Ilmamassan ohella ehkä merkittävin kevään edistymisen hidaste on lumipeite, jota lukuisat vesisateet toki koko ajan sulattavat. Sula maa vasta mahdollistaa korkeat päivälämpötilat.

Toinen askel kohti lämpimämpiä säitä – ja puhun nyt maan melko eteläosasta – on joitain päiviä ennen vappua, ja kun katsettaan pyörittää aivan viimeisillä lasketuilla ennustekartoilla, suorastaan näkee, kuinka ilma täällä lämpenee vielä vappuna.

Ullanlinnanmäellä vietin vappuaamupäivää viimeksi kauan sitten. Vuotta en muista, mutta myös silloin olimme saaneet Etelä-Suomeen jopa lähes helteistä ilmaa. Helsingissä, joka sijaitsee kylmän meren rannalla, osa kaupunkia jopa niemellä, tämä johti sumuun, jota syntyi erityisesti meren yllä. Ullanlinnanmäellä oli sankka sumu, vaikka auringon valoa oli samalla paljon. Sumu tai pilvi, lämpötila jää kummassakin tapauksessa selvästi auringonpaisteisen sään lämpötilaa alemmaksi. Mutta tämä yksi aiempi vappukokemus tuli mieleen, kun sääkarttoja tänään tutkin. Voisin siis tässä vaiheessa veikata Ullanlinnan vappusääksi humua, sumua, sumupilveä ja elon viehkoa värettä.

Tampereelta Forecan puoleen on tänäkin vuonna kääntynyt teknillisen yliopiston ylioppilaskunta, jonka Teekkariwappu alkoi jo eilen 19.4. Toivottua ”hyvää säätä” on luvassa kosolti, kunhan pukeutuminen on kunnossa. Ja ainakin YO-talossa on katto. Sama lämpenevyystrendi pätee myös Tampereella. Päivittäisiä ennusteita ei kovin monen päivän päähän kannata liikaa uskoa, kosta sää on kuitenkin niin suuresti vaihtelevaa. Älkää liukastuko!

 

Kuvan linkki: http://www.flickr.com/photos/wstryder/3476582578/sizes/z/in/photostream/

Uudistuksia ForecaWeather-sovellukseen

Julkaistu
ForecaWeather-sovellus Android-puhelimiin.

Suositusta ForecaWeather-sääsovelluksesta Android-puhelimiin on nyt saatavilla uusi päivitetty versio 2.1.

Tässä uudessa versiossa käyttäjällä on mahdollisuus valita monien paikkakuntien sää”widgettejä” kännykkänsä näytölle. Käyttäjä voi valita kahdesta eri ”widgetti” koosta.

Vielä muistin virkistämiseksi muuta ForecaWeatherin sisältöä. Sovellus sisältää paikkakuntakohtaisia sääennusteita, animoituja sääkarttoja, animoituja satelliitti- ja tutkakuvia.

Käy lataamassa ilmainen ForecaWeather-sovellus täältä.

Widget-sanasta pähkäilimme pitkään täällä Forecassa. Mitä suomalaista sanaa sinä käyttäisit widgettistä? Sovelma? Ehdotuksia?

 

 

Infrapunainen tupa ja perunamaa

Julkaistu

paprika
Paprikantaimi heijastaa voimakkaasti lähi-infrapunan (850 nm) aallonpituutta. Kuva: Mika Toivonen
Ihmissilmä kykenee havaitsemaan sähkömagneettisesta säteilyspektristä varsin kapean alueen. Näkyvä valo kattaa silmän yksilöllisestä herkkyydestä riippuen noin 380 .. 750 nanometrin väliset aallonpituudet. Spektrin punaisella laidalla, aallonpituuden edelleen kasvaessa saavumme infrapunaksi kutsutulle alueelle.

Infrapunan aallonpituudet voidaan luokitella karkeasti kahteen eri päätyyppiin: lähi- ja termiseen infrapunaan. Jaottelu on todellisuudessa yksityiskohtaisempi, mutta käytännössä on hyvä erottaa ainakin näkyvän valon kaltaisesti heijastuva lähi-infrapuna sekä kohteen itsensä passiivisesti säteilemä terminen infrapuna.

Wienin siirtymälakina tunnetun fysiikan lain mukaisesti säteilyspektrin huippu on kääntäen verrannollinen (mustan) kappaleen lämpötilaan. Kylmätkin kappaleet, mutta aina lämpöliikettä omaavina ne säteilevät kyseiselle lämpötilalle ominaisella aallonpituudella.

Auringon pintalämpötilaksi on arvioitu 5780 Kelviniä (+6053 astetta Celciusta), mikä vastaa 500 nanometrin säteilyspektrin huippua. Ihmiskehon säteilemä termisen infrapunasäteilyn aallonpituus on noin 12 mikrometriä. Tämän alueen aallonpituuksille herkkiä lämpökameroita hyödynnetään monin tavoin esimerkiksi meren- ja maanpinnan pintalämpötilojen selvittämiseen. Kameroita käytetään myös kadonneiden henkilöiden jäljittämisessä maastosta sekä
rakennustekniikassa asuntojen lämpövuotojen selvittämiseksi.

Juotoskolvi
Kuuman juotoskolvin "valossa" voi jopa lukea. Yllä näkyvän valon alueella kuvattu kuuma juotoskolvi (+380 Celcius-astetta) sekä sama kuvattuna infrapunalle herkällä CCD-kamerakennolla. Kuva: Mika Toivonen

Auringosta maan ilmakehään saapuvasta säteilystä yli puolet sijaitsee infrapunan aallonpituuksilla. Kaukokartoituksessa lähi-infrapunan tiettyjä kapeita kaistoja hyödynnetään esimerkiksi eri kasvillisuustyyppien luokitteluun. Kasvit heijastavat voimakkaasti juuri lähi-infrapunan aallonpituuksia.

Analyyttisessä kemiassa emissio- ja absorptiospektrien voidaan ajatella toimivan tunnistettavan aineen sormenjälkinä. Vastaavaa menetelmää hyödynnetään myös tähtitieteessä taivaankappaleiden koostumuksen selvittämiseen.

Käytöstä poistettu digitaalikamera voi joskus saada paremman elämän, jos kameran CCD-kennon edestä poistaa infrapunasäteilyltä suojaavan suotimen. Kameran kenno on mallista riippuen herkkä myös infrapunan aallonpituuksille.

Varsinaista lämpökameraa ei digitaalikamerasta valitettavasti pysty rakentamaan, mutta riittävän kuumat kappaleet on mahdollista valokuvata.

Mielenkiintoisia valokuvaushetkiä kaikille! Omalla vastuulla sitten, jos rikotte kameranne…

Ensimmäinen suvipäivä

Julkaistu
Edes vähän väriä ja lämpöä kehiin, kiitos. Kuva: mam no pro/flickr

Miten tuleva kevät osaakin kuin juosta karkuun tai muuten vain leikkiä vaikeasti saavutettavaa! Ei jaksaisi enää vällyttää itseään joka työmatkalle tai kauppareissulle, mutta olisiko vilustuminen sitten sen parempi kohtalo? Mitään oikeaa ja selvästi tuntuvaa lämpenemistä ei sääkartoista saa edelleenkään irti – edes repimällä. Tietokonemallien uskominen 10 päivän päähän menee tähän aikaan vuodesta usein jo puolivälissä seuraleikiksi enemmän kuin miksikään täysin vakavaksi, mutta vaikka nyt miten tiukasti uskoisi sen viimeisenkin päivän lasketun tilanteen, niin – ihan totta – vasta aikaisintaan ensi viikonlopun maissa päivälämpötilat voisivat edes periaatteessa kivuta lähelle 15 astetta ja silloinkin mieluiten siellä, missä ei ole enää lunta.

Tiedän jahtaavani nyt jotain, mikä ei ole tavallista: vielä vappunakin Turussa ja Helsinki-Vantaalla on keskimääräinen iltapäivälämpötila ainoastaan 11, Oulussa 8 ja Sodankylässä 5 astetta. Nyt, kaksi viikkoa aikaisemmin, ovat vastaavat luvut 7, 4 ja +2. Tänään Turun ja Vantaan toteuneet lämpötilat olivat n. 3, Oulun +1 ja Sodankylän 4 astetta. Viisitoista astetta on maan eteläosan sisämaan tavanomainen päivälämpötila vasta toukokuun puolivälissä! Tuolloin oululaisilla on tavistilanteissa 12 ja sodankyläläisillä 9 astetta.

Onnistuin kaivamaan kuitenkin jotain mielenkiintoista myös tästä viikonlopusta. Kuten Kustaa Vilkuna (Vuotuinen ajantieto, s. 105-105, otsikolla Suviyöt 12.-14.4.) kuvaa, miten ikivanhan pohjoismaisen vuoden kahtiajaon (suveen ja talveen) mukaan 14.14. on ensimmäinen suvipäivä. Keskikesä puolestaan on 13.7. jne. Suviöitä puolestaan ovat kolme edeltävää yötä. Niinä kylmääminen tiesi kauheita, mutta suotuisa merkki sen sijaan olisi voimakas yön yli kestävä suoja eli itä- ja pohjois-suomalaisittain suvi. Minä siis kirjoitan tätä ensimmäisenä kesäpäivänä, ja viime yönä suuressa osassa maata oli suojaa!

Raottaakseni lähiajan säätä tieteellisen sään ennustamisen puolelta on kerrottava melko laajoista matalapaineenalueista, jotka säätämme hallitsevat. Ensimäinen kulkee tämän viikonlopun aikana Suomen yli koilliseen, sunnuntaina etelässä jo poutaantuu ja aurinkoistuu. Tuuli saattaa käväistä voimakkaana, kuten yleensä matalapaineiden yhteydessä. Toisen matalapaineen lasketaan saapuvan etelästä tiistaiksi ja liikkuvan vielä keskiviikkona maan pohjoisosan yli. Matalapainsäiden välipäivät olisivat siis maanantai ja torstain-perjantain tienoo.  Näistä jäljempää voi liittyä jo lähes 15 asteen päivälämpötiloja lumettomalla alueella, ellei pilvisyys sotke tilannetta. Jo perjantai-illasta alkaen Suomeen pukkaisia sateita eteläkaakosta. Sunnuntaina22.4., ken tähän uskoo, voitaisiin tehdä jo reippaampia tämän kevään lämpöennätyksiä, sen verran ilmamassa lämpiäisi.

”Tiburtius kommt mit Sang und Schall, er bringt den Kuckuck und die Nachtigall.” ( http://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Bauernregeln#14._April:_St._Tiburtius)

Kuvan linkki: http://www.flickr.com/photos/26207176@N08/4312108930/sizes/z/in/photostream/

 

Leskenlehti, varma kevään merkki!

Julkaistu

Nenä paloi auringossa ja katupöly on narskunut hampaissa jo monta viikkoa. Mutta eilen näin kevään ensimmäisen leskenlehden. Sen kunniaksi Kirsi Kunnaksen Leskenlehti-runo (Tiitiäisen pippurimylly, 1991)

Kevään ensimmäinen
Kun leskenlehti ilmestyy
on siihen hyvä syy:

painotuore lehtinen
kertoo meille uutisen
ja otsikoi sen huolella:
OLLAAN KESÄN PUOLELLA!

Mistä sinä tunnistat kevään?

Inertian jäljillä

Julkaistu

Foucaultin heiluri
Foucault'n heilurin liikerata kiertyy pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle. Kts. lisätiedot alla. Kuva: Mika Toivonen
Ranskalainen fyysikko Jean Bernard Léon Foucault esitteli Pariisissa vuonna 1851 heilurin, joka koostui pitkän teräslangan päähän sijoitetusta messinkipallosta. Peruukkien alla varmasti kuhisi jännittynyt tunnelma, kun heilurin kärki piirsi hiekkaan aluksi vain suoraa viivaa, mutta yleisön hämmästykseksi piirtojälki alkoi kiertymään!

Foucault’n heiluri on mielenkiintoinen mittalaite maapallon pyörimisliikkeen tutkimiseen. Maapallon pyöriminen akselinsa ympäri tuottaa nk. Coriolis-ilmiön, joka saa tykinkuulat kaartumaan oikealle sekä matalapaineet pyörimään pääsääntöisesti vastapäivään pohjoisella pallonpuoliskolla.

Suomessa ensimmäinen Foucault’n heiluri asennettiin Eurajoen vesitorniin vuonna 1986. Foucault’n heiluria voi heilutella myös Vantaan tiedekeskus Heurekassa. Huonekorkeuden salliessa Foucault’n heilurin voi valmistaa kätevästi myös kotioloissa.

Henkilöauton sisälle kiinnitetty vappupallo liikahtaa kiihdytyksessä eteenpäin. Oikealle kaartaessa vappupallo kallistuu myös oikealle. Jarruttaessa pallo liikahtaa taaksepäin. Tiheyserojen muodostuminen ja tasoittuminen on läsnä kaikessa, mikä ilmaa tai vettä liikuttaa.

Vappupallon erikoista käyttäytymistä selitetään Arkhimedeen lain nosteella. Vappupallon helium on ympäröivää ilmaa kevyempää kaasua, joten auton kiihdytyksessä heliumin syrjäyttämä ilmamassa muodostaa ylöspäin suuntautuvan nosteen lisäksi vaakasuuntaisen nosteen (tai painegradientin), mikä puskee palloa pienemmän tiheyden suuntaan. Kattoon kiinnitetty omena ei käyttäydy samalla tavoin, sillä omena on ympäröivää ilmaa tiheämpää materiaalia. Painottomassa tilassa (nollakiihtyvyydessä) nostetta ei esiinny lainkaan.

Vatupassi kiihtyy
Kuvassa vasemmalle suuntautuvassa kiihtyvässä liikkeessä oleva vatupassi. Ilmakupla liikkuu kiihtyvyyden suuntaan. Kuva: Mika Toivonen

Vaakasuoralle pöytäpinnalle asetetun vatupassin ilmakupla pystyttelee merkkiviivojen välissä. Mikäli vatupassin toiseen päähän kohdistetaan sormella nopea isku, ilmakupla liikahtaa kohti kiihtyvyyden suuntaa.

Inertia eli hitaus (tai massa) on kaikkeen materiaan liittyvä fysikaalinen ominaisuus, joka vastustaa liiketilan muutoksia.

”Heureka! Olen löytänyt sen!”, kerrotaan Arkhimedeen huutaneen ja juosseen suoraan kylpyammeesta alastomana kaupungille. Mitä Arkhimedes sitten todella oivalsi?

Ehkä sen, että kylpyammeeseen upotettuun litran kokoiseen kumiankkaan kohdistui 9,81 Newtonin noste huolimatta siitä, minkä muotoinen tai painoinen ankka on, kunhan vain on väriltään keltainen.

Lähteet:
MIT OpenCourseWare, Physics I, Classical Mechanics, Prof. Walter Lewin http://ocw.mit.edu/courses/physics/8-01-physics-i-classical-mechanics-fall-1999/

Driving a Car with a Helium Balloon: Physics

Foucault’s Pendulum

http://en.wikipedia.org/wiki/Inertia
http://fi.wikipedia.org/wiki/Foucault%27n_heiluri
http://fi.wikipedia.org/wiki/Coriolis-ilmi%C3%B6

Valokuva:
Kuvassa kahdeksan kilon kahvakuulasta valmistettu Foucault’n heiluri. Kuvattu koejärjestelyn alussa (punainen) ja lopussa (sininen) havaitut kuulan liikeradat. Yhdistetty samaan valokuvaan. Kuvakulma katosta lattiaan.