Meteorologien kuulee usein puhuvan sään tai ilman epävakaisuudesta, joskus sana ”vakaa” saattaa myös livahtaa sääennusteeseen. Meille meteorologeille nuo käsitteet ovat jo aivan opintojen alkuajoilta tutut ja tieto vakaisuudesta kertoo meille paljon siitä, minkälaisia sääilmiöitä voi olla odotettavissa. Mistä siis oikein on kyse?
(Varoitus – tämän yksinkertaistetun palikkamallin tarkoitus ei ole pureutua erilaisiin vakaisuuden muotoihin, syihin ja seurauksiin syvällisesti, vaan antaa perustietopaketti sanojen merkityksestä)
Palikkamallissa käytetään esimerkkinä ”ilmapakettia” eli vaikkapa n. kuutiometrin kokoista ilmatilavuutta. Kun ilmapaketta siirretään ylös- tai alaspäin, sen lämpötila muuttuu fysiikan lakien mukaan, mutta ympäristöstä riippumatta. Siirron jälkeen katsotaan, onko sen lämpötila lämpimämpi vai viileämpi kuin ympäristön ja miten se käyttäytyy mahdollisen lämpötilaeron takia.
Neutraali tilanne
Troposfäärissä, eli siinä kerroksessa, jossa lähes kaikki sääilmiöt esiintyvät (maanpinnasta n. 8-16 km korkeuteen ulottuva kerros), ilma yleensä viilenee ylöspäin mentäessä. Ilmiö on lentomatkustajille tuttu: ilman lämpötilan näyttävillä ruuduilla voi nähdä, kuinka lämpötila laskee koneen noustessa ja jälleen nousee koneen laskiessa. Esimerkiksi jos ilman suhteellinen kosteus on alle 100%, ilma viilenee n. 9.8 Celsiusastetta kilometriä kohden.
Neutraalissa tilanteessa ilma ei ole vakaata eikä epävakaata. Jos ilmapakettia siirretään ylös- tai alaspäin, se pysyy samanlämpöisenä kuin ympäristönsä ja siirron jälkeen paketti pysyttelee tyytyväisenä sillä korkeudella, mihin se on siirretty.
Vakaa tilanne
Joskus ilman viileneminen korkeuden mukana on hidasta, se saattaa jopa muuttua nousun mukana lämpimämmäksi (tällaista tilannetta kutsutaan inversioksi). Silloin ylöspäin siirretty ilmapaketti on siirron jälkeen ympäristöään kylmempi. Koska kylmä ilma on lämmintä raskaampaa, siirretty ilmapaketti alkaa valua takaisin lähtökorkeuteensa. Alaspäin siirretylle ilmapaketille käy samoin: se on siirron jälkeen ympäristöään lämpimämpi ja pyrkii nousemaan takaisin lähtökorkeudelle.
Vakaassa tilanteessa ilma on siis muutosvastarintaista: se pyrkii siirrettäessäkin takaisin vanhaan, tuttuun asetelmaan.
Epävakaa tilanne
Epävakaassa tilanteessa ilman lämpötila muuttuu korkeuden mukana enemmän kuin neutraalissa. Ylöspäin siirretty ilmapaketti on uudessa korkeudessaan lämpimämpi kuin ympäristönsä. Ympäristöään lämpimämpi ilma pyrkii nousemaan yhä ylöspäin, mutta tilanne ei edelleenkään tasaannu. Nousuliike jatkuu niin kauan, kunnes ilmapaketti päätyy sellaiselle ilmakehän alueelle, jossa tilanne on vakaa tai neutraali. Nousu pysähtyy viimeistään tropopaussin eli troposfäärin ja stratosfäärin (seuraavan ilmakehän kerroksen) rajalla.
Epävakaassa tilanteessa ilmakehään syntyy paljon nousevia ja laskevia liikkeitä. Kostean ilman noustessa ilmankosteus tiivistyy ja muodostuu pilviä, jotka saattavat olla satavia. Siksi ”epävakaa säätilanne” tarkoittaa yleensä sadekuuroja tai jatkuvampiakin sateita; esimerkiksi suuret cumulonimbus-kuuropilvet eivät synny ilman kilometrien korkuista nousuliikettä.
Alkavalla viikolla epävakaisuus on näistä kolmesta vaihtoehdosta vallitsevin, luvassa on innostuneen hissin lailla nousevia ja laskevia ilmapaketteja, myös sateita. Hyvää uutta viikkoa kaikille!
Moikka! Vaikka tällä viikolla onkin ollut melko kylmää,taivaalle on ilmestynyt kesäisen näköisiä kuuropilviä. Olisi mielenkiintoista tietää niiden synnystä näin vilpoisella säällä.
Hei!
Kiitos ehdotuksesta, sattumalta tämän viikonlopun aihe osui, jos ei täysin nappiin, ainakin samaan suuntaan; pari tämänpäiväistä salamahavaintoa inspiroi kirjoittamaan viime päivien kuuroista. :)
Tunnen varsin hyvin noiden laitoksien ”savut” savua sieltä ei tule. Sähkösuodatin ja rikinpoiston letkusuodattimet ovat niin tehokkaita että nämä ”savukaasut” ovat puhtaampia hiukkasista kuin laitoksen sisään otettu ulkoilma. Tuo savu jota näette syntyy hiilen sisältämästä kosteudesta sekä puolikuivaan rikinpoistolaitokseen syötetystä kalkkilietteestä. Tuo ”savu” joka näkyy on kosteuden tiivistymistä kun noin 80 asteinen ”kaasun” kosteus tiivistyy kylmempään ulkoilmaan. Kun ilma on sopivan lämmintä niin usein luullaan ettei laitos ole päällä ollenkaan vaikka se tuottaa täydellä teholla energiaa. Silloin ei näy mitään ”savua”.