Valkeaa vappua!

Julkaistu

Vappu osuu siitä mielenkiintoiseen ajankohtaan, että käytännössä mikä tahansa vuodenaika ja sääilmiö on mahdollinen, lumimyrskystä lähes helteisiin ja rajuihin ukkosiin.

Vapun sää on siis hyvin mielenkiintoinen myös meteorologeille, mistä ehkä kertoo myös se, että joka vuosi järjestetään meteorologian opiskelijoiden keskuudessa perinteinen vappusääveikkaus, jännimmistä ja erikoisimmista ilmiöistä saa eniten pisteitä! Veikkaus suoritetaan yleensä viimeistään viikkoa ennen vappua, eli ennen sitä ei kannata edes meteorologeilta kysyä mitään vapun säästä ;)

Tänä vuonna vappuaatto välttää täpärästi varsin jännittävän säätapahtuman, lumimyräkän,  joka tuo osaan maata lunta jopa kymmeniä senttejä! Helleilmamassakin jää Venäjän puoelle, mutta ei jäänyt kauaksi sekään vaihtoehto!

Etelästä on nousemassa voimistuva matalapaine runsaine sateineen keskiviikkoyön aikana maan eteläosaan. Sateet leviävät kohti pohjoista keskiviikon kuluessa ja ennättävät loppuiltaan mennessä Oulun korkeudelle saakka. Samalla sade muuttuu lumisemmaksi maan Keski-Suomessa ja siitä Pohjois-Savon kautta Pohjois-Pohjanmaalle ja Kainuuseen ulottuvalla alueella, jossa lumikertymätkin ovat suurimpia. Eli tällä alueella tulee laajalti 10-25 cm lunta vappuaaton päivään mennessä. Suurimmat kertymät osuvat ennusteissa Pohjois-Savoon sekä Kainuuseen. Sateiden yhteydessä myös tuuli voimistuu yöllä  idässä puuskissa myrskyisiin lukemiin, jopa yli 20 m/s. Tykkylumen ja tuulen aiheuttamia sähkökatkoja on siis odotettavissa. Ja märät loskakelit vappuaatoksi!

vappuennuste_1
Vappuaaton 30.4.2015 ja -päivän 1.5.2015 ennuste klo 15. Vappuaaton kuvassa rajattu mustalla käyrällä alue, jossa lunta kertynee maahan asti.

Vappuaatoksi sateet väistyvät kuitenkin itään ja tuuli heikkenee ja aattoillasta on tulossa laajalti poutainen, ja päivä on monin paikoin myös aurinkoinen, lähinnä lännessä on pieni sadekuurojen mahdollisuus. Lämpötila on aattona etelässä ja lännessä 10 asteen vaiheilla tai sen yläpuolella, idässä ja pohjoisessa 0 ja +8 asteen välillä, viileintä on itärajalla ja Pohjois-Lapissa. Lämpötilojen osalta ollaan melko lähellä tavanomaisia lukuja vuodenaikaan nähden.

Aattoillan jälkeisenä yönä pakkasta on laajalti idässä ja pohjoisessa, etelässä ja lännessä pysytellään plussan puolella

Vappupäivänä pilvisyys lisääntyy koko maassa ja tuuli hieman voimistuu, suurin riski kastumiselle on maan länsiosassa sekä Lapissa, joiden yllä mutkittelee rintama etelä-pohjoissuuntaisesti ja sadekuuroja tulee paikoin etenkin iltapäivällä sekä illalla, Lapissa räntänä ja lumenakin tuleva sade voi olla hieman jatkuvampaa. Ihan täysin tukossa taivas ei yleisesti kuitenkaan ole, vaan ajoittain aurinko voi näyttäytyä pilvien takaa. Lämpötila kohoaa päivällä maan etelä- ja keskiosassa sekä Pohjanmaan rannikkoseudulla Ouluun asti +10 ja +15 asteen välille. Kainuussa ja Lapissa lämpötila on 0…+7 astetta.

Millainen on mieleenpainuvin vappusääsi? Itse ainakin muistan, kun jokunen vuosi sitten Helsingissä sateli vappupäivänä hieman lunta!

Ennustekartat: MTV (Pekka Pouta)

Vappu 2015: Kostea vai tipaton?

Julkaistu

Kevät etenee vauhdilla – työväen ja ylioppilaiden juhlapäivän, vapun, saapuminen merkitsee aina sitä, että kevät on jo melko pitkällä. Sään puolesta vappu on kuitenkin aina yhtä arvaamaton: kerran sitä on rämmitty loskassa hyisessä viimassa ja kerran istuttu vappupiknikillä hiekkarannalla lähes vailla rihman kiertämää.

Ennen tulevaa vappua säätyyppi ehtii Suomessa muuttua lämpimämpään suuntaan, mutta itse vapun säätä voi vielä vain arvailla. Osassa maata piknikit voivat sujua tipattomina lämpimässä auringonpaisteessa, kun taas osassa maata rankkasade voi tehdä tunnelmasta varsin kostean.

Säätyyppiin muutos viikonloppuna

Suomi on kuulunut viime aikoina polaarisen suihkuvirtauksen kylmemmälle puolelle, mutta viikonvaihteessa Norjan länsipuolelle parkkeeraava matalapaine kääntää tuulet puhaltamaan pitkästä aikaa lounaan ja etelän kantilta, ja jo viikonloppuna etelässä aurinkoisina hetkinä lämpöasteita voi olla 15.

Alkuviikolla tilanne muuttuu astetta mielenkiintoisemmaksi, sillä Suomen ylle näyttäisi muodostuvan tiukka lämpötilagradientti (ilmamassojen rajavyöhyke). Samaan aikaan kun etelästä puskee jo kesäistä, suorastaan helteistä ja kosteaa ilmamassaa, on lännessä tyrkyllä selvästi viileämpää ja kuivempaa ilmaa. Suomi näyttäisi osuvan juuri ilmamassojen rajavyöhykkeelle ja tällöin rankatkin, lounaasta kohti koillista liikkuvat vesisateet, ovat mahdollisia. Alue, johon ilmamassojen rajavyöhyke syntyy, määrittelee vappusäämme. Tekstiä kirjoittaessani myöhään perjantai-iltapäivästä näyttäisi siltä, että vappuna kastuu koko Suomi. Juuri ennen vappua etelässä ja kaakossa olisi mahdollista auringon pilkahtaessa käväistä jopa 20 asteessa, mutta vapuksi hieman viilenisi. Toisaalta, mikäli matalapaineiden reitti muotoutuu yhtään lännemmäs, ainakin eteläinen ja itäinen Suomi saattavat kuulua vapun alla hyvinkin lämpimän ilmamassan piiriin. Pohjoisessa vappu näyttää joka tapauksessa melko kolealta, yöpakkasiakin voi olla ja osa sateista saattaa tulla lumena tai räntänä. Nämä ennusteet elävät koko ajan, joten tilannetta onkin syytä tarkkailla ja päivittää lähipäivinä.

Länsi-Eurooppa viilenee ja Itä-Eurooppa lämpenee ensi viikolla.
Länsi-Eurooppa viilenee ja Itä-Eurooppa lämpenee ensi viikolla.

Kiva tietää: Vapputilastoja

1. Top 5 lämpimimmät vaput (1.5. päivän ylin lämpötila):

1. Lapinjärvi, Ingermanninkylä: +23,5 (1984)
2. Vantaa, Helsinki-Vantaa lentoasema: +23,5 (1998)
3. Puumala, Kirkonkylä: +23,4 (2008)
4. Kouvola, Utti: +23,3 (1998)
5. Kouvola, Anjala: +23,2 (1998)

2. Top 5 kylmimmät vaput Helsinki-Kaisaniemi, Jyväskylä, Sodankylä (1.5. yön alin lämpötila)

Helsinki-Kaisaniemi:

1. -2,7 C (1971)
2. -2,5 C (1976)
3. -2,0 C (1961)
4. -1,8 C (1995)
5. -1,7 C (1978)

Jyväskylä:

1. -9,0 C (1995)
2. -8,3 C (2007)
3. -7,9 C (1971)
4. -7,3 C (1961)
5. -7,3 C (1967)

Sodankylä:

1. -17,8 C (1981)
2. -17,6 C (1971)
3. -14,1 C (1969)
4. -13,5 C (1961)
5. -12,9 C (1962)

3. Top 3 suurimmat lumensyvyydet Helsinki-Kaisaniemi, Jyväskylä, Sodankylä (1.5.)

Helsinki-Kaisaniemi:

1. 0 cm (1978) *

Jyväskylä:

1. 38 cm (1966)
2. 38 cm (1981)
3. 35 cm (1988)

Sodankylä:

1. 92 cm (1997)
2. 87 cm (1973)
3. 82 cm (1981)

* Lumipeite on voitu havaita silmin, mutta syvyys on ollut > 1 cm.

4. Top 3 ylimmät lämpötilat 2000-luvulla Helsinki-Kaisaniemi, Jyväskylä, Sodankylä (1.5.)

Helsinki-Kaisaniemi:

1. +15,5 C (2002)
2. +13,9 C (2004)
3. +13,7 C (2001)

Jyväskylä:

1. +18,5 C (2002)
2. +17,3 C (2009)
3. +16,4 C (2004)

Sodankylä:

1. +14,1 C (2009)
2. +12,9 C (2006)
3. +12,2 C (2002)

Pyyntö teille: kertokaa meille teidän lämpöisimmät ja vilpoisimmat vappumuistot!

(Vapputilastodata: Ilmatieteen laitos)

Haluatko meteorologiksi?

Julkaistu

Helsingin yliopiston meteorologiaopiskelijoiden ainejärjestö, Synop, täyttää tällä viikolla 45 vuotta, onnea! Tämän kunniaksi inspiroiduin kirjoittamaan meteorologiopiskelijan elämästä ja muistelemaan hieman taivaltani meteorologian ihmeellisessä maailmassa.

Minun tarina

Minun säätarina ulottuu vuoteen 1995, jolloin 7-vuotiaana poikana – juuri opinahjonsa aloittaneena – kiinnostuin meteorologiasta. Kiinnostus lähti liikkeelle Guinessin ennätysten kirjoista, jolloin hämmästelin, miten jossain päin maailmaa on voinut sataa kaksi metriä lunta tai tuullut niin kovaa, että puita ja rakennuksia on tuhoutunut. Lapsuusvuosinani haalin itselleni myös Mitä Missä Milloin -kirjoja, lähinnä lukeakseni Suomen säästä. Samoihin aikoihin television säälähetykset alkoivat kiinnostaa niin paljon, että saatoin aamuisin jättää piirretyt väliin katsoakseni nykyistä kollegaani, Pekka Poutaa.

Sääkiinnostus johti myös sääpäiväkirjojen pitämiseen, joita jaksoin päivittää kahdeksan vuoden ajan. 10-vuotiaana päätin erään vaikuttavan ukkosmyräkän jälkeen: ”Wow, sää on siistiä, musta tulee isona säämies!”

Mielenkiinto säilyi vuosien varrella, mutta koska en missään vaiheessa lukio-opintojani ollut erityisen hyvä matematiikassa tai fysiikassa, ajattelin, etten tule pärjäämään vaativissa meteorologian yliopisto-opinnoissa ja hetkeksi luovuin haaveista kokeillakseni jotain muuta. Mielenkiinto muuttui kuitenkin jossain vaiheessa intohimoksi ja ajattelinkin, että olisi tyhmää jättää yrittämättä. Painelin vuodeksi aikuislukioon vahvistamaan matematiikan ja fysiikan taitojani ja sain opiskelupaikkani yliopistossa ensiyrittämällä. Huolet opintojen haastavuudesta osoittautuivat todeksi, mutta jo pelkästään kovalla motivaatiolla rämmin haastavan ensimmäisen opiskeluvuoden yli, kunnes opintoihin tuli rutiinia ja jatko sujuikin helpommin.

Miten ja missä meteorologiaa opiskellaan?

Suomessa meteorologiaa haetaan opiskelemaan keväisin yhteishaun kautta Helsingin matemaattis-luonnontieteelliseen tiedekuntaan fysiikan koulutusohjelmaan. Ainakin aikaisemmin sisäänpääsyyn on riittänyt hyvä arvosana fysiikan ylioppilaskirjoituksista, mutta jos fysiikka jäi välistä tai arvosana ei riitä, voi opiskelupaikkaa hakea myös pääsykokeella.

Meteorologiaa opiskellaan Helsingin Kumpulan kampuksella.
Meteorologiaa opiskellaan Helsingin Kumpulan kampuksella.

Ensimmäisen vuoden opinnot fysiikan puolella ovat kaikille yhteneväiset ja vasta ensimmäisen vuoden päätteeksi valitaan se varsinainen koulutusohjelma, esimerkiksi meteorologia, geofysiikka tai tähtitiede. Ensimmäisen vuoden opinnot saattavat yllättää haastavuudellaan ja meteorologian täydellisellä poissaolemisella. Kursseihin kannattaa kuitenkin panostaa, sillä ne luovat tärkeän pohjan seuraavien vuosien, oman alan, opinnoille.

Itse meteorologiaan pääsee kunnolla käsiksi toisena opiskeluvuotena, jolloin ainakin minulla motivaatio parani ja opiskeleminen muuttui hyvinkin mielenkiintoiseksi. Kursseista tuli käytännönläheisempiä, vaikka integroimisesta, osittaisderivaatoista ja nablaamisesta tulikin arkipäivää. Kandidaatiksi valmistutaan keskimäärin 3-4 vuodessa ja tämän jälkeen on mahdollista erikoistua joko dynaamisen meteorologian tai mikrometeorologian puolelle oman kiinnostuksensa mukaan. Käytännössä erikoistumissisältöjä voi myös yhdistellä ja opintojen loppuvaiheessa opiskelijalla onkin jo varsin vapaat kädet verrattuna aivan opintojen alkupäähän. Meteorologiksi valmistuminen vie keskimäärin 5-7 vuotta riippuen opiskelutahdista.

Tuoreimmasta meteorologian opinto-oppaasta löydät lisätietoa opintovaatimuksista ja -aikatauluista.

Pieni näyte laskuharjoituksista. Kyseessä on maisterivaiheen Ilmakehän yleinen kiertoliike -kurssi.
Pieni esimerkki laskuharjoituksista. Kyseessä on maisterivaiheen Ilmakehän yleinen kiertoliike -kurssi.

Meteorologi työelämässä

Meteorologin työ on viime vuosikymmenien aikana muuttunut automaation ja tekniikan kehittyessä. Nykyään meteorologin rooli on suurimmillaan ennusteen alkuvaiheessa, jolloin muokataan tietokonemallien esittämiä ratkaisuja lopullista ennustetta varten. Itse ennustamistyöhön (mukaan luettuna tv-meteorologit) suuntautuu noin neljäsosa meteorologeista. Ennustamistyön lisäksi tutkimus- ja kehitystyö työllistää suuren osan meteorologeista – osa suuntautuu myös erilaisiin konsultointi-, myynti- ja markkinointitehtäviin. Toisinaan kombinaatioitakin em. työtehtävistä näkee – siitä minä olen elävä esimerkki: piirrän, ennustan, myyn, markkinoin, konsultoin ja kirjoitan. Meteorologin työtehtävä voi siis koostua monestakin eri osa-alueesta oman osaamisen ja mielenkiinnon perusteella.

Tulevaisuudessa automation yleistyessä ja tietokoneiden kehittyessä meteorologit tulevat sijoittumaan työelämässään todennäköisesti yhä enemmän varsinaisen ennustamistyön ulkopuolelle. Päivystäviä meteorologeja tarvitaan toki tulevaisuudessakin – onneksi tietokoneet eivät ihan kaikkea voi korvata. Tulevaisuudessa meteorologin työssä tarvitaan aikaisempaa enemmän tietoteknistä osaamista, sosiaalisia taitoja sekä kaupallistakin ymmärrystä. Ohjelmointikursseja tai kenties ohjelmointia vaikkapa sivuaineena kannattaa opintovaiheessa harkita, ja toisaalta myös kaupallisen alan työkokemus tai opinnot antavat lisäarvoa.

Meteorologin työpaikat ovat vahvasti pääkaupunkiseutukeskeisiä: suurimmat työllistäjät ovat Ilmatieteen laitos, Foreca sekä Vaisala. Yksittäiset lentosääyksiköt työllistävät kuitenkin ympäri Suomea. Pieni osa meteorologeista suuntautuu työmarkkinoille myös ulkomaille.

Voimakas El Niño vain ajan kysymys – vaikuttaako Suomenkin säähän?

Julkaistu

Suomessa rauhallinen ja viileähkö kevätsää jatkaa kulkuaan, joten ajattelin, josko paneudutaan tällä kertaa hieman laajemman mittakaavan ilmiöön, El Niñoon. Viisaat tutkijat spekuloivat jo viime vuoden puolella, että hyvin voimakas El Niño -ilmiö muotoutuu viimeistään vuoden 2015 alkupuolella, mutta toistaiseksi ilmiö on jäänyt heikoksi. Koko ajan keskustelu käy kuitenkin kuumana voimakkaan El Niñon alkamisajankohdasta – laajamittaisiin inhimillisiin sekä taloudellisiin vaikutuksiin on syytä varautua. Nykytekniikalla El Niñojen syntyminen pystytään jo ennustamaan parinkin vuoden päähän, joskin tarkempaa alkamisajankohtaa on vaikea ennustaa.

Miten El Niño syntyy?

Indonesian puolella matkanneet tietävät, että alueen ilmasto on kostea ja kuuma läpi vuoden, ja meriveden lämpötila 30 asteen tuntumassa. Indonesiassa esiintyy nousevia ilmavirtauksia ja runsaita kuuroluonteisia sateita. Sen sijaan samoilla leveysasteilla Tyynenmeren itäpuoliskolla, Perun rannikon edustalla, merivesi on 10 astetta viileämpää ja alueella esiintyvien laskuvirtauksien myötä sademäärät ovat huomattavasti vähäisemmät. Tyynenmeren länsiosassa on siis voimakasta nousevaa liikettä ja itäosassa laskevaa. Tätä suurimittaista kiertoliikettä kutsutaan myös nimellä Walker-kierto.

Tiettyinä vuosina Tyynenmeren laaja-alainen virtausjärjestelmä häiriintyy ja alueella vallitsevat itävirtaukset heikkenevät. Tämä laskee meriveden lämpötilaa ja heikentää sateita Indonesian puolella. Samalla Tyynenmeren keski- ja itäosassa meriveden lämpötila kohoaa nopeasti ja sateisuus lisääntyy. El Ninon aikoihin esimerkiksi Australia altistuu kuivuusjaksoille, kun taas Etelä-Amerikan länisosassa, keskisellä Tyynellämerellä sekä Yhdysvaltojen eteläosassa voimakkaiden sateiden ja tulvien riski kasvaa. Viimeksi vuonna 1997-1998 esiintynyt voimakas El Nino aiheutti laajoja metsäpaloja mm. Indonesiassa ja Brasiliassa asti, kun taas Perussa ja Chilessä tulvi.

El Ninojen esiintyvyydellä ei ole mitään säännöllisyyttä: niitä syntyy muutaman vuoden välein ja ilmiö kestää tyypillisesti 1-2 vuotta.

Kuva 1: Meriveden lämpötila kohoaa El Ninon aikoihin itäisellä Tyynellämerellä, kun taas Indonesian seudulla se laskee. La Nina on El Nino -ilmiön vastakohta. (kuva: NOOA)
Kuva 1: Meriveden lämpötila kohoaa El Ninon aikoihin itäisellä Tyynellämerellä, kun taas Indonesian seudulla se laskee. La Nina on El Nino -ilmiön vastakohta. (kuva: NOOA)

 

Kuva 2: El Nino -ilmiö vaikuttaa maantieteellisesti laajoille alueille. Siperian ja Euroopan osalta vaikutus on toistaiseksi hieman epävarma; muutamana voimakkaana El Nino -vuotena on kuitenkin havaittu Siperian ja mahdollisesti Pohjois-Euroopan kylmeneminen talviaikana ja Välimeren runsaat sateet. (kuva: Markus Mäntykannas, Google Maps)
Kuva 2: El Nino -ilmiö vaikuttaa maantieteellisesti laajoille alueille. Eurooppaan ja Siperiaan El Ninolla ei ole todettu olevan yleensä vaikutusta – kuvassa esiintyvä esimerkki Euroopan ja Siperian osalta on vuodelta 1942 hyvin voimakkaan El Ninon aikoihin. Muilla alueilla El Ninon vaikutukset on havaittu säännöllisesti toteutiviksi (kuva: Markus Mäntykannas, Google Maps)

Onko El Ninolla vaikutusta Suomen säähän?

Toistaiseksi El Ninon vaikutusta Pohjois-Euroopan ja Suomen säähän on pidetty vähäisenä, mutta on arveltu, että juuri ennen voimakkaan El Ninon puhkeamisvaihetta pohjoisten leveysasteiden troposfäärin lämpötilassa on ollut negatiivinen tendenssi. Yritin hakea korrelaatiota Suomen keskilämpötilojen ja El Ninojen välillä, mutta selkeää keskimääräistä signaalia suuntaan tai toiseen en löytänyt. Muutaman voimakkaan El Nino -ilmiön aikana, mm. vuosina 1940-1942 sekä 1987, ilmanpaine oli kautta Siperian ja Pohjois-Euroopan tavanomaista korkeampi ja Etelä-Euroopassa tavanomaista matalampi. Kyseiset talvet olivat Suomessa erittäin kylmiä. El Ninon ja Suomen kylmien talvien osuminen samaan ajankohtaan on todennäköisesti vain sattumaa, sillä joukosta löytyi myös tavanomaista lauhempia talvia El Ninon aikoina.

Kuva 3: El Niño -pluumiennuste. Ilmiön todennäköisyys kasvaa kesää kohden ja osa malleista saa loppuvuodeksi hyvinkin voimakkaan El Niñon. (kuva: ECMWF)
Kuva 3: El Niño -pluumiennuste meriveden lämpötilan poikkeaman perusteella. Ilmiön todennäköisyys kasvaa kesää kohden ja osa malleista saa loppuvuodeksi hyvinkin voimakkaan El Niñon. (kuva: ECMWF)

Tor Bergeron ja lumikuurot

Julkaistu

Taivaalla seilaavia pilviä tarkkasilmäisemmin katselevat blogin lukijat ovat ehtineet jo kiinnittää huomiota jokakeväiseen tapahtumaan, kumpupilvien saapumiseen. Ensimmäiset kumpupilvipäivät sijoittuvat yleensä maaliskuulle ja huhtikuusta alkaen niitä esiintyy jossain päin maata lähes päivittäin. Syy kumpupilvien talvimuuttoon etelän lämpöön johtuu tietenkin auringosta. Aurinko ei juuri maanpintaa pimeänä vuodenaikana lämmitä, ja kun maanpinta ei lämpene, ei iltapäivisin muodostu lämpimiä nousevia ilmavirtauksia joiden merkkeinä kumpupilvet toimivat. Kumpupilvillä on oma elinkaarensa, ne syntyvät nousevan ilmavirtauksen mukanaan nostaman vesihöyryn alkaessa tiivistyä pilvipisaroiksi, ja haihtuvat hiljalleen pois ilmavirtauksen heikettyä. Pieni pilvenhattara saattaa elää minuutin tai pari, kilometrien korkuiset pilvitornit taas purjehtivat taivaalla tuntikausia.

Varhaiskevään kumpupilviin liittyy eriskummallinen piirre, niillä kun on tapana haihtua lumisateena ilmaan. Tälle näytelmälle on oma nimensä, sitä kutsutaan meteorologiassa latinankielisellä sanalla virga. Tarkkaanottaen virga tarkoittaa vitsaa tai oksaa, mutta suomen kielessä sen synonyymi on sadejuova, siis taivaalla näkyvä sade joka ei yllä maahan asti. Mutta miksi kumpupilvet muuttuvat lumisateeksi vain keväällä?

 

Lumisateeksi muuttuneita kumpupilviä lentokoneesta kuvattuna
Kumpupilvi on muuttunut lumisadejuovaksi taivaalla (panoraamakuva purjelentokoneesta, K. Roine)

Kuten niin moni sääilmiö, tämänkin taustalta löytyy fysiikkaa, olkoon tämä siis varoitus fysiikka-allergiaa poteville. Oleellisin ero kevään ja kesän kumpupilvissä on tietenkin lämpötila. Keväällä ilma pilven sisällä on helposti jopa 10…20 astetta pakkasella. Voisi kuvitella että näin kylmä pilvi koostuu jääkiteistä, vesihän jäätyy nollassa asteessa. Vaan eipäs jäädykään! Nimittäin ilmakehässä kelluva pieni pilvipisara ei tahdo millään jäätyä ellei se ole kosketuksissa juuri sopivaan hiukkaseen, jäätymisytimeen. Jäätymisytimiä taas esiintyy ilmassa erittäin harvakseltaan, niinpä näitä orpoja alijäähtyneitä vesipisaroita leijuu yllin kyllin pilvissä vielä parinkymmenen asteen pakkasissa.

Pakkasen ollessa riittävän kireää alkaa lopulta kumpupilviinkin muodostua jääkiteitä, ja tällöin alkaa jääkideprosessi. Sen keksi ruotsalainen säätieteilijä nimeltä Tor Bergeron (tarkkaanottaen toki asiaa oli teoretisoitu jo aiemmin), ja usein jääkideprosessia nimitetäänkin Bergeronin prosessiksi. Bergeron oivalsi 1900-luvun alkupuolella että jääkiteet pystyvät kaappaamaan pilvestä kosteuden itselleen. Syy tähän prosessiin löytyy siitä, että vesihöyryn kyllästyspaine jää- ja vesipinnan suhteen on erilainen. Kuulostaa monimutkaiselta? Se onkin, mutta koitetaanpas selittää vähän ymmärrettävämmin.

Ajatellaan samassa kosteassa ilmassa leijuvaa vesipisaraa ja jääkidettä. Jos ilma on vesihöyryn kyllästämä, eli sen suhteellinen kosteus on 100%, vesipisara ei haihdu ilmaan, mutta ei toisaalta myöskään kasva isommaksi. Jääkiteen mielestä tämä sama ilma on kuitenkin ylikyllästystilassa, eli ilmasta alkaa härmistyä kaasumaista vesihöyryä jääkiteen pintaan. Mutta mitä tapahtuu vesipisaraa ja jääkidettä ympäröivälle ilmalle? Se alkaa nyt kuivua, sillä ilmasta siirtyy kaasumaista kosteutta jääkiteeseen. Nyt tässä kuivuvassa ilmassa olevan vesipisaran mielestä suhteellinen kosteus laskeekin alle 100%:iin, ja sen seurauksena vesipisara alkaa haihtua. Jääkideprosessin jatkuessa pilvipisarat häviävät taistelun kosteudesta jääkiteille ja lopulta pisarat haihtuvat pilvestä kokonaan, jääkiteet taas kasvavat lumihiutaleiksi.

Kumpupilven alla näkyy selvästi utumaista lumisadetta
Kumpupilven alla näkyy selvästi utumaista lumisadetta (Kuva K. Roine)

Ilmakehässä kasvavat jääkiteet voivat saada erilaisia muotoja. On laattamaisia, pylväsmäisiä ja tähtimäisiä kiteitä. Tietyn tyyppiset jääkiteet saattavat muodostaa vaikkapa komean haloilmiön ohueen yläpilviharsoon. Sattumoisin n. 15 pakkasasteen lämpötilassa kasvavat jääkiteet saavat yleensä monisakaraisen lumikiteen muodon. Lumikiteet takertuvat helposti toisiinsa, ja näin muodostuu suurempia lumihiuteita, jotka painavampina alkavat sataa pilvestä alas. Terävärajainen pilvipisaroista koostunut kumpupilvi muuttuu suureksi lumisadeläikäksi taivaalla.

Pilvi on hävinnyt kokonaan ja jäljelle jäi lumisadeläikkä
Pilvi on hävinnyt kokonaan ja jäljelle jäi lumisadeläikkä (Kuva K. Roine)

 

Tämän saman prosessin syytä on käytännössä kaikki sade meidän pohjoisilla leveysasteillamme. Meillä kun satavat pilvet ovat aina niin korkeita että niissä muodostuu jääkiteitä. Kesäaikaan tuo jääkideprosessi käynnistyy ukkospilven huipulla sen kuitumaisessa alasimessa, tai säärintaman tuoman paksun pilvimaton yläosassa. Toki lumihiutaleet kesäaikaan sulavat sadepisaroiksi hyvissä ajoin ennenkuin osuvat maanpintaan.  Keväällä poikkeuksellista on ainoastaan se että jääkideprosessi käynnistyy kylmyydestä johten jo erittäin pienissä pilvissä ja voimme omin silmin seurata sitä lähietäisyydeltä. Oletko muuten koskaan havainnut talvella kuuraa puissa ja samanaikaisesti sumua? En minäkään, kuuran synnyttämät jääkiteet kun kaappavat samalla tavalla sumun vaatiman kosteuden ilmasta itselleen.

Kylmässä säässä pienetkin pilvet muuttuvat lumisateeksi
Kylmässä säässä jo aivan pienetkin pilvet voivat sataa lunta (Kuva K. Roine)

Mutta mitä sitten tapahtuu pilvien alapuolella, maan pinnalla? Yleensä ei juuri mitään. Kuivassa kevätilmassa kumpupilvet syntyvät muutaman kilometrin korkeudelle ja ilma pilvien alapuolella on rutikuivaa. Kun lumihiutaleet alkavat hitaasti pudota, niissä oleva jää sublimoituu takaisin vesihöyryksi ja alaspäin sataessaan lumihiutaleet häviävät kuin tuhka tuuleen. Joskus kaikista voimakkaimmat lumikuurot saattavat sataa höyhenkevyitä lumihiutaleita maahan asti. Tällöin moni ihmettelee, miten voi sataa lunta vaikka lämpömittari maanpinnalla näyttää jopa +5 astetta? Taas astuu peliin fysiikka. Lumihiutaleen sublimoidessa jäätä vesihöyryksi rutikuivassa ilmassa, vaati se paljon lämpöenergiaa. Tuo sublimoituminen siis jäähdyttää lumihiutaletta ja pitää sen olomuodon lumena vaikka ympäröivä ilma olisikin plussalla.

 

Revontulet ennustavat lauhoja talvia

Julkaistu

Tuoreen Suomessa tehdyn tutkimuksen mukaan aurinkotuulella on osavaikutus Suomen lämpimiin talviin, sillä auringon aktiivisuudesta riippuva aurinkotuuli näyttää vaikuttavan Pohjois-Atlantin suursäätilaan ja saa osaltaan keskimääräistä lämpimämpiä talvia pohjoiseen Eurooppaan ja kylmempiä talvia Grönlantiin sekä Pohjois-Amerikan koillisosaan.

Ilmiö syntyy kun stratosfääri kylmenee tuulen vaikutuksesta, joka synnyttää positiivisen NAO-vaiheen, eli kiihdyttää länsituulia pohjoisella pallonpuoliskolla, jolloin meille kulkeutuu talvisin lauhaa ilmaa Atlantilta.

Ilmiö syntyy auringon aktiivisuuden hiipumisvaiheessa kiihtyvästä aurinkotuulesta, tuuli koostuu siis enemmän energiaa sisältävistä hiukkasista. Maan magneettikenttään törmätessään tuuli kiihdyttää magnetosfäärin hiukkasia, jotka pääsevät tunkeutumaan alemmas ilmakehään ainoastaan napa-alueiden lähistöllä. Törmätessään ilmakehän molekyyleihin, hiukkaset synnyttävät typen ja vedyn oksideja, jotka syövät otsonia. Normaalisti auringon säteily hajottaa näitä yhdisteitä, mutta talvisaikaan auringon säteilyä on niin vähän, että yhdisteet säilyvät ilmakehässä pidempään ja tuhoavat stratosfäärin otsonia, jolloin stratosfääri pääsee kylmenemään.

Kun stratosfääri kylmenee, se voimistaa pohjoisnapaa kiertävää napapyörrettä, eli kiihdyttää napa-aluetta normaalistikin kiertävää länsituulta, joka taas estää kylmien ilmamassojen valumisen napa-alueelta kohti etelää, ja tuo meille lauhaa ilmaa ja matalapaineita Atlantilta.

Revontulia 17.3.2015 Kuopion taivaalla.
Revontulia 17.3.2015 Kuopion taivaalla.

Auringon aktiivisuus vaihtelee n. 11 vuoden jaksoissa ja esimerkiksi revontulien määrä on huipussaan silloin, kun aurinko on aktiivisimmillaan. Tutkimuksen mukaan lauhat talvet yleistyvät kun tämä aktiivisuus alkaa jälleen hiipua. Hienot revontulivuodet siis ennustavat lauhoja talvia lähivuosina. Tällä hetkellä auringon aktiivisuus on juuri alkanut vähentyä, joten edessä voi olla lisää lauhoja talvia lähivuosina.

Kun taas auringon aktiivisuus on minimissään, eli n. 11 vuoden kuluttua maksimista, jolloin hiukkasia kulkeutuu maahan vähän ja revontulet loistavat poissaolollaan, ovat talvet meillä todennäköisemmin kylmiä ja lumisia, kuten vuosina 2009-2010. Kylmiä talvia koetaan meillä silloin, kun napapyörre on heikko ja alkaa mutkitella pohjois-eteläsuunnassa, niin että kylmää arktista ilmaa pääsee valumaan tavallista etelämmäs.

Auringon aktiivisuus ei siis suoraan vaikuta lämpötiloihin, vaan ilmakehä reagoi aurinkotuuleen, jolloin lämpö jakautuu maapallon pinnalla eri tavalla auringon aktiivisuuden mukaan. Toisaalla on kylmempää, kun toisaalla on lämpimämpää.

 

Oulun yliopiston tiedote tutkimuksesta

Kuva: Heikki Nurmi