Syksy tuo mukanaan vaikeasti ennustettavat sumupilvet

Julkaistu

Sisämaassa alkusyksy on luvattua sumujen aikaa. Kylmien, selkeiden ja heikkotuulisten öiden sivutuotteena syntyy näyttäviä aamusumuja peltojen, notkelmien ja vesistöjen ylle. Sumut ovat usein hyvin paikallisia ja haihtuvat iltapäiväksi, jolloin ne eivät aiheuta merkittäviä ennustusvirheitä. Syksyn edetessä sumujen haihtuminen vaatii kuitenkin enemmän aikaa, kun haihtumiseen tarvittavaa energiaa eli auringonsäteilyä, saadaan päivä päivältä vähemmän.

Pahimmassa tapauksessa syksyllä tilanne on seuraava: meteorologi on ennustanut sumujen mahdollisuutta aamulla, jonka jälkeen koittaisi lämmin ja aurinkoinen syyspäivä. Tyypillisesti sumu hälveneekin iltapäiväksi – vielä ainakin syksyn alkupuoliskolla. Joskus sumusta saattaa kuitenkin muodostua laaja-alaisempi, jolloin sumukehitys jatkuu pitkälle aamupäivään saakka. Tällöin sumu yleensä ”hälvenee” alaosiltaan, mutta jatkaa kehittymistään yläosistaan kohoten ja muodostaen tiiviin sumupilvilautan, joka saattaa alaosistaan tihuttaa vettä. Lupauksia aurinkoisesta ja lämpimästä päivistä ei tällöin lunasteta, sillä sumupilvi voi jäädä roikkumaan taivaalle koko päiväksi.

Sumupilvilautta voi viedä mennessään luvatun auringonpaisteen. Kuva: Markus M/Foreca

Sumujen paikallisuuden vuoksi niiden ennustaminen on hankalaa siinä missä kesäisten kuurosateidenkin. Tiedetään, että sumuja syntyy, mutta on hankala sanoa, mihin kohtaan tarkalleen. Jos sumusta muodostuu sitkeä ja laaja-alainen, se voi heilauttaa lämpötilaennustetta useilla asteilla alaspäin. Auringonsäteilyn lämmittävä vaikutus ei jaksa tunkeutua paksun sumupilvikerroksen alle, jolloin lämpötila jää ennustettua alhaisemmaksi. Syksyinen korkeapaine ei enää takaa aurinkoisia säitä, jos mukana ei ole tuulikomponenttia, joka hajottaa sumun tehokkaammin kuin syksyn edetessä vähenevä auringonsäteily.

Syksyisiä sumutyyppejä on kaksi: kiinteän maan ylle syntyvä säteilysumu ja järvien ylle syntyvä sekoitussumu. Säteilysumu syntyy nimensä mukaisesti säteilyjäähtymisen seurauksena, jolloin pitkäaaltosäteilyn karkaaminen maanpinnalta ilmakehään kylmentää maanpinnan läheisyydessä olevan ilmakerroksen ja saa siinä olevan vesihöyryn tiivistymään näkyväksi sumuksi. Sekoitussumuja tavataan puolestaan vesistöjen yllä, jolloin kylmä ilma sekoittuu veden yläpuolella olevaan kosteaan ja lämpimämpään ilmakerrokseen, ja erityyppisten ”ilmojen” sekoittuminen aikaansaa sumun.

Säteilysumuja syntyy sisämaassa selkeinä ja heikkotuulisina syysiltoina ja -öinä. Maanpinnalta ylöspäin ilmakehään karkaava lämpösäteily aiheuttaa maanpinnan kylmenemisen, jolloin myös sen yläpuolinen ilmakerros jäähtyy. Sumuja syntyy, jos ilman lämpötila laskee nk. kastepistelämpötilaan saakka, jolloin ilmassa oleva vesihöyry muuttuu näkyväksi.
Alkusyksyn säteilysumua auringonlaskun jälkeen (kuva: Markus Mäntykannas)

Vuoden sumuisin kuukausi

Julkaistu

Tähän aikaan vuodesta syksyn alkaminen on jo käsillä – sen voi aistia, haistaa ja nähdä luonnon muutoksista. Illat ovat pimeitä sekä kosteita, yöt puolestaan kirpeän kylmiä, ja toisinaan taianomaiset sumut värittävät aamu- ja iltamaisemaa. Syksyn alkaessa sumut  yleistyvät, ja erityisesti sisämaan puolella tällä hetkellä eletään vuoden sumuisinta aikaa.

Aurinko lämmittää vielä sen verran, että se jaksaa hälventää sumut iltapäivän mittaan pois, mutta syksyn edetessä tämä ei enää ole itsestäänselvyys. Selkeinä ja heikkotuulisina öinä maanpinnan jäähtyminen on voimakasta ja suotuisissa olosuhteissa sumuja muodostuu erityisesti kosteikkojen, notkojen ja laaksoalueiden ympäristöön.
Säteilysumu on yleisin sumutyyppi

Loppukesän ja varsinkin alkusyksyn yleisin sumutyyppi maa-alueilla on säteilysumu. Sen syntyminen vaatii heikkotuulisuutta ja maanpinnan kylmenemistä pitkäaaltosäteilyn karkaamisen johdosta. Kun ilman lämpötila laskee ja saavuttaa kastepistelämpötilan, alkaa kasteen ja vähitellen myös sumun muodostuminen edellyttäen heikkotuulista tai tyyntä tilannetta.

Syntyvä säteilysumu jää usein ohueksi sumukerrokseksi ollen paksuudeltaan vain n. 1-5 metriä. Aamulla auringon säteilylämmitys tunkeutuu vielä tähän aikaan vuodesta sumuvaipan läpi lämmittäen maanpintaa ja lopulta haihduttaen sumun. Syksyn edetessä auringon säteilyteho pienenee, eikä sumun hälveneminen päivän mittaan ole enää takuuvarmaa, ja joskus tiivis sumuverho jääkin vellomaan pitkälle iltapäivään.

Sumu voi kohota sumupilveksi
Sumukerros kasvaa suotuisissa olosuhteissa paksuksi ja tällöin onkin todennäköistä, että hälvenemisen sijasta sumukerros kohoaa aamupäivän mittaan sumupilveksi. Sumupilven alla maanpinnan jäähtyminen vähenee ja lämpötila alkaa ikään kuin kohota alhaalta käsin. Tällöin nk. pitkäaaltosäteilyn karkaamista eli säteilyjäähtymistä tapahtuu itse sumukerroksessa, jolloin sumu pääsee paksunemaan ja kasvamaan yläosastaan.

Mikäli paksusta sumupilvestä tihuttaa vettä, on se merkki siitä, että sumu on haihtumassa alhaalta käsin, mutta itse sumupilvi voi olla paksu ja kasvamassa yläosistaan. Paksu säteilysumu voi pysyä hengissä aamulla pitkäänkin, sillä auringon säteily ei jaksa tunkeutua paksun kerroksen läpi ja osa säteilystä heijastuu sumun yläreunalta, jolloin säteilyjäähtyminen saattaa jatkua vielä iltapäivälläkin. Todennäköisesti sumu kohoaa näissäkin tilanteissa aamupäivän kuluessa vähintäänkin sumupilveksi (Stratus-pilvi).

Sumujen ennustaminen haastavaa

Säteilysumujen ja muidenkin sumutyyppien ennustaminen on hankalaa, sillä sumun eri kehitysvaiheet riippuvat monen fysikaalisen tekijöiden vuorovaikutuksesta: säteilystä, ilman pystyliikkeistä, tuulisuudesta ja siihen liittyvästä advektiosta sekä pisaranmuodostuksesta. Usein sumut ovat myös varsin paikallisia, jolloin kehittyneempienkin tietokonemallien hilavälit eivät ole tarpeeksi pieniä paikallisten sumujen sijainnin ennustamisen kannalta. Parempi onkin vain todeta, että olosuhteet ovat sumun syntymiselle suotuisat tietyllä alueella.

Vastoin yleistä käsitystä sumun syntyminen ei aina vaadi 100 % suhteellista ilmankosteutta eli nk. kyllästymispistettä. Karkeasti sanottuna sumun syntyminen on mahdollista, kun ilman lämpötila kohtaa kastepistelämpötilan, mutta 100 %:n suhteellinen kosteus ei ole aina tarpeen. Esimerkiksi merien yllä sumua voi muodostua jo 85 %:n ilman suhteellisessa kosteudessa, sillä syntymismekanismi poikkeaa hieman mantereen yllä olevista sumuista.

Syksyistä sumua Helsingin Töölönlahden yllä 15.9.2016. / kuva: Markus M.
Syksyistä sumua Helsingin Töölönlahden yllä 15.9.2016. / kuva: Markus M.

Hyistä pintavettä ja sumuja Suomenlahdella – syynä kumpuamisilmiö

Julkaistu

Moni merenkulkija on erityisesti viime viikolla joutunut Suomenlahdella sankkojen sumujen kouriin ja ihmetellyt hyistä pintavettä. Tuuli ehti puhaltaa useamman päivän ajan luoteesta, jolloin nk. kumpuamisilmiö pääsi kehittymään. Sen seurauksena pintavesi kylmeni Suomenlahden pohjoisosassa monin paikoin vain n. 11-12 -asteiseksi, lämpimämpi pintavesi pakeni kohti etelää. Kylmän pintaveden yllä pääsi syntymään tälle vuodenajalle epätyypillisiä, sankkoja sumuja. Sumut olivat seurausta vesihöyryn tiivistymisestä kylmän alustan yllä. Vastaava ilmiö koetaan merialueilla useimmiten keväällä ja alkukesästä, jolloin lämpimän ilmamassan saapuminen kylmän meren ylle voi synnyttää laajempiakin sumuja.

Merisumua kesäkuussa Helsingin edustalla (kuva: Markus Mäntykannas, Helsinki / Tervasaari)
Merisumua kesäkuussa Helsingin edustalla (kuva: Markus Mäntykannas, Helsinki / Tervasaari)

Kumpuamisilmiön anatomiaa

Kumpuaminen tarkoittaa veden liikettä syvemmältä pintaa kohden. Suomen merialueilla vesi ei ole peräisin kovinkaan syvältä, yleensä noin 10-20 metristä, kun taas valtamerillä 200 metrin syvyydestä. Kumpuamista voidaan kuvata nk. Ekman-ilmiön avulla: esimerkiksi Suomen etelärannikolla kumpuamisprosessi on voimakkaimmillaan tuulen puhaltaessa lännestä, jolloin Ekman-teorian mukaan vesi rannikon edustalta kulkeutuu tuulesta katsottuna oikealle eli avomerelle päin Coriolis-ilmiöstä johtuen. Rannikolta poistuva vesi korvautuu syvemmän kerroksen kylmemmällä vedellä. Vastaavasti jos tuuli puhaltaa etelärannikolla idän kantilta, tulee avomereltä rannikon edustalle ”ylimääräistä” vettä, joka painuu syvemmälle.

Kumpuaminen saattaa kesällä alentaa pintaveden lämpötilaa parhaimmillaan jopa yli 10 asteella lyhyessä ajassa. Kumpuamisen yhteydessä syvemmältä nouseva vesi on kylmää ja ravinnerikasta, joten aurinkoisessa ja heikkotuulisessa säässä kumpuamisalueille voi muodostua herkästi leväkukintoja. Kumpuamisilmiö kestää Itämerellä yleensä 0,5-10 päivää ja lämpötilaero avomeren ja kumpuamisalueen välillä on 2-10 astetta. Suomenlahdella rannikon suuntaisen tuulen pitää kestää pari vuorokautta ennen kuin kumpuaminen kehittyy ja tuulen nopeuden on oltava vähintään 7-10 m/s. Kumpuamisalueen laajuus on yleensä 5-20 kilometriä rannikosta ulospäin ja 30-150 kilometriä rannikon suunnassa.

Itämeren tärkeimmät kumpuamisalueet sijaitsevat rannikoiden läheisyydessä: aivan Suomen etelärannikon kupeessa, Suomenlahden itäosassa Pietarin edustalla ja Viron rannikolla. Loppukesästä ja alkusyksystä meriveden pintalämpötila saattaa voimakkaassa kumpuamistilanteessa olla joskus Helsingin edustalla vain +10 astetta kun taas 10-20 km avomerellä päin vesi voi olla 20-asteista. Tuulisten päivien jälkeen kannattaa siis tarkistaa uimaveden lämpötila, jotta välttyy hyiseltä yllätykseltä.

Kumpuamisilmiön seurauksena kylmentynyt pintavesi Suomenlahden pohjoisosassa näkyy myös tästä merivesilämpötila-animaatiosta. Lisätietoa meriveden lämpötilaennusteista täältä!
Kumpuamisilmiön seurauksena kylmentynyt pintavesi Suomenlahden pohjoisosassa näkyy myös tästä merivesilämpötilakuvasta. Lisätietoa meriveden lämpötilaennusteista täältä!

Ihan sumussa

Julkaistu

Ei loppukesäistä korkeapainetta ilman sumuja. Vielä iltapäivisin aurinko jaksaa helottaa niin, että kuuma tulee, mutta myöhäisillat, yöt ja aamut ovat kylmiä. Auringon teho on elokuun loppuun mennessä hiipunut noin neljäsosalla kesän huippulukemista, mutta minua ei haittaa. Tämä loppukesän miedompi helotus on ihan miellyttävä. Jos nykyinen sulkukorkeapaineemme olisi vahvistunut meille heinäkuun puolella, olisivat päivälämpötilat kohonneet 30 asteeseen. UV-indeksi on vielä elokuun loppupuolellakin kohtalainen, luokkaa 3-4 koko maassa, joten herkemmän ihon palaminen miedommassakin auringonpaisteessa on mahdollista. Pitäkäähän mielessä.

Elokuun loppupuoli on aistikasta aikaa: illat ovat jo pimeitä, puidun viljan tuoksu tarttuu maaseudulla mukavasti sieraimiin ja taianomaiset sumut värittävät ilta- ja aamumaisemaa. Nykyisessä heikkotuulisessa korkeapainetilanteessa sumuja pääsee herkästi muodostumaan yöaikana erityisesti sisämaassa.

Kuva 1: Elokuun illoissa on tunnelmaa (kuva: Markus Mäntykannas; Helsinki, Eiranranta)
Kuva 1: Elokuun illoissa on tunnelmaa (kuva: Markus Mäntykannas; Helsinki, Eiranranta)

Säteilysumu

Loppukesän ja varsinkin alkusyksyn yleisin sumutyyppi maa-alueilla on säteilysumu. Sen syntyminen vaatii heikkotuulisuutta ja maanpinnan kylmenemistä pitkäaaltosäteilyn karkaamisen johdosta. Kun ilman lämpötila laskee ja saavuttaa kastepistelämpötilan, alkaa kasteen ja vähitellen myös sumun muodostuminen, mikäli on tyyntä tai heikkotuulista. Syntyvä säteilysumu on yleensä paksuudeltaan 1-5 metriä. Aamulla auringon säteilylämmitys tunkeutuu sumun läpi lämmittäen maanpintaa ja lopulta haihduttaen sumun. Syksyllä sumujen hälveneminen aamuisin ei ole enää itsestäänselvyys ja joissain tapauksissa sumu jääkin vellomaan matalana sumupilvenä pitkäksikin aikaa.

Kuva 2: Ilman lämpötilan saavuttaessa kastepistelämpötilan kasvaa sumujen todennäköisyys heikkotuulisessa säässä. Kuvassa luotausennuste Helsinkiin torstain (20.8.) vastaiselle yölle, jolloin sumuja kehittyikin paikoin Uudellamaalla.
Kuva 2: Ilman lämpötilan saavuttaessa kastepistelämpötilan kasvaa sumujen todennäköisyys heikkotuulisessa säässä. Kuvassa luotausennuste Helsinkiin torstain (20.8.) vastaiselle yölle, jolloin sumuja kehittyikin paikoin Uudellamaalla.

Joskus sumukerros voi kasvaa paksuksi, jolloin maanpinnan säteilyjäähtyminen vähenee ja aivan maanpintatasolla lämpötila saattaakin hieman kohota. Tällöin voimakkain säteilyjäähtyminen tapahtuukin itse sumukerroksessa, jolloin sumusta voi tulla huomattavan paksu, sillä se kasvaa yläosistaan. Tarpeeksi paksussa sumussa saattaa alkaa esiintyä ns. turbulenttista sekoittumista ja pystysuuntaisia liikkeitä. Paksun sumukerroksen alla saattaa tihuttaa vettä ja samalla sumu ikään kuin haihtuu alhaalta käsin.

Paksu säteilysumu voi pysyä hengissä aamulla pitkäänkin, sillä auringon säteily ei jaksa tunkeutua paksun kerroksen läpi ja osa säteilystä heijastuu sumun yläreunalta, jolloin säteilyjäähtyminen saattaa jatkua vielä iltapäivälläkin. Todennäköisesti sumu kohoaa näissäkin tilanteissa aamupäivän kuluessa vähintäänkin sumupilveksi (Stratus-pilvi).

Säteilysumujen ja muidenkin sumutyyppien ennustaminen on hankalaa, sillä sumun eri kehitysvaiheet riippuvat monen fysikaalisen tekijöiden vuorovaikutuksesta: säteilystä, pystyliikkeistä, tuulisuudesta ja siihen liittyvästä advektiosta sekä pisaranmuodostuksesta. Havaintoverkosto esimerkiksi merialueilla ei ole niin kattava, että kaikki sumut saataisiin kiinni. Toisaalta sumut ovat yleensä pinta-alaltaan huomattavasti sääennusteissa käytettävien ilmakehämallien hilaruutuja pienialaisempia, mikä luo lisähaasteita ennustamiselle.

Karkeasti sanottuna sumun syntyminen on siis mahdollista, kun ilman lämpötila kohtaa kastepistelämpötilan, mutta 100 %:n suhteellinen kosteus ei ole aina tarpeen. Esimerkiksi merien yllä sumua voi muodostua jo 85 %:n ilman suhteellisessa kosteudessa.

Kuva 3: Säteilysumua alkaa muodostua illalla klo 21 jälkeen Keravalla 9. elokuuta (kuva: Markus Mäntykannas)
Kuva 3: Säteilysumua alkaa muodostua illalla klo 21 jälkeen Keravalla 9. elokuuta (kuva: Markus Mäntykannas)

Sumukaari (”valkoinen sateenkaari”)

Ennustusvuoroissani MTV:llä olen kuluneella viikolla useaan otteeseen ihastellut katsojien lähettämiä upeita sumukaarikuvia. Sumukaaret ovat ikään kuin värittömiä sateenkaaria. Syntymekanismiltaan ne kuitenkin poikkeavat sateenkaarista.

Sumupisaroiden halkaisija on vain n. 0,001 mm, kun taas sadepisaroiden halkaisija on n. 2,5 mm. Hyvin pienissä pisaroissa ei tapahdu sateenkaarelle ominaista valon taittumista eikä heijastumista. Sen sijaan sumukaaren yhteydessä puhutaan valon diffraktiosta eli taipumisesta, jolloin valon kulkureitit menevät ”päällekäin” ja värit ikään kuin sulautuvat toisiinsa, jolloin sumukaari jää värittömäksi. Toisinaan sen reunoilla on kuitenkin havaittavissa haaleita sävyjä punaisesta (ulkoreunalla) ja sinisestä (sisäreunalla).

Sumukaaria voi vielä lähipäivinä yrittää bongailla aamusumujen yhteydessä erityisesti klo 8-10 aikoihin, jolloin aurinko paistaa juuri sopivasta kulmasta.

Säteilysumuun liittyvä sumukaari klo 9 aikoihin Tuusulassa 19.8. (kuva: Varpu Helpinen)
Säteilysumuun liittyvä sumukaari klo 9 aikoihin Tuusulassa 19.8. (kuva: Varpu Helpinen)

Markus Twitterissä: @markusmanty

Foreca Twitterissä: @forecasuomi

Foreca Instagramissa: @forecaweather

Meri savuaa

Julkaistu

Aamulla 14.1. alkoi Etelä-Suomessakin olla jo sen verran kylmää, että uskaltaa puhua jo kunnon talvisäästä, kun maassakin on jo vähän lunta. Herättyäni kurkistin lämpömittariin ja huomasin ilokseni samalla, että talvisää toi mukanaan myös talvisia ilmiöitä, kuten merisavun ts. merisumun.

Merisavua Kruunuvuorenselällä klo 14.1. 9.45. Lämpötila lähimmällä mittausasemalla Kaisanemessä -14,9 C.
Merisavua Kruunuvuorenselällä klo 14.1. 9.45. Lämpötila lähimmällä mittausasemalla Kaisanemessä -14,9 C.

Merisavu on sumun yksi ilmenemismuoto ja on luokitukseltaan haihtumissumu. Merisavu syntyy tyypillisesti sulan meren tai vesistön yllä alkutalvella, kun mantereelta virtaa vähintään noin 15 astetta kylmempää ilmaa kuin veden pinta on. Käytännössä siis lämpötilan tulee olla vähintään -15 astetta, jos veden pinta on juuri ja juuri plussan puolella.

Jäänmurtaja Urho odottaa meren jäätymistä, joka alkoi vauhdikkaasti pakkasten myötä.
Jäänmurtaja Urho odottaa meren jäätymistä, joka alkoi vauhdikkaasti pakkasten myötä.

Kun tällaista arktisen kylmää ilmaa kulkeutuu sulan veden ylle, käynnistyy haihtuminen veden pinnasta, joka tiivistyy helposti sumuksi hyytävän kylmässä ilmassa.  Näin ollen veden ylle muodostuu harsomaista sumua tai ylöspäin kohoavia sumutorneja. Kylmä ilma kykenee sitomaan vähemmän kosteutta kuin lämmin ilma, jonka vuoksi sumu syntyy. Mitä suurempi on lämpötilaero ilman ja veden välillä, sitä näyttävämpi on myös sumu.

Näkymä Kruununhaasta kattojen yli Kruunuvuorenselälle.
Näkymä Kruununhaasta kattojen yli Kruunuvuorenselälle.

Oletko itse törmännyt jo tänä vuonna merisavuun tai joihinkin muihin mielenkiintoisiin talvisiin sääilmiöihin?

Kuvat: Aleksi Jokela

Meri savuaa, katso video!

Julkaistu

Kävelin eilen meren rannalla. Meri on täällä etelässä vielä auki.

Oli mukava ulkoilukeli. Poutasää, taivas pilvessä. Meri oli aivan sumun peitossa. Laivat tööttäilivät kauempana. Niitä ei lainkaan näkynyt. Kun meren pintaa tarkemmin katsoi, niin näytti, kuin meri olisi savunnut tai höyrynnyt.

Tänään töissä näytin päämeteorologillemme Takalan Petrille tilanteesta videon. Hän sanoi heti, että vaikuttaa merisavulta.

Merisavu syntyy tyypillisesti selkeässä pakkassäässä, kun tuuli puhaltaa maalta merelle. Kylmään pakkasilmaan ei mahdu kovin paljon kosteutta, etenkin jos mantereen ja meren lämpötilaero on suuri. Silloin meren pinnasta haihtuva kosteus tiivistyy sakeaksi sumuksi. Tällainen ilmiö esiintyy vain kunnon pakkassäässä.

Tällaisen asian opin tänään.