Meteorologia on fysiikkaa

Julkaistu
Luentomuistiinpanoja pyröteisyysyhtälöstä. Se käsitellään kappaleessa 5.

Minun uuden vuoden lupaukseni on oppia tänä vuonna paremmaksi meteorologiksi. Olen aloittanut lukemalla. Ensin luin muutaman kevytlukuisen sääopin. Hyvää muistin virkistystä, ja kertaus on opintojen äiti. Tänään tartuin dynaamisen meteorologian raamattuun. James R. Holtonin An Introduction to Dynamic Meteorology, 2004. Se on perusteos, joka lyötyy jokaisen meteorologin hyllystä.

 

Aloitin alusta. Muistin heti, että kirjaa ei ole tarkoitettu heikkohermoisille. Lyhyen johdannon jälkeen mennään suoraan asiaan. ”The motions of the atmosphere are governed by the fundamental laws of conservation of mass, momentum and energy…” Sitten alkaa fysiikka: paine-erovoima, gravitaatiovoima ja viskoosivoima. Toisistaan eroavien paineiden välillä vaikuttaa paine-erovoima. Kappaleet vaikuttavat toisiinsa gravitaatiovoimalla. Viskoosivoima syntyy virtaavan aineen sisäisestä kitkasta. Peruskauraa.

Seuraavan luvun otsikko on Noninertial reference frames and ”apparent” forces eli Ei-inertiaaliset koordinaatistot ja näennäisvoimat. Kuulostaa pahemmalta kuin on, joten minä luovutan. Tai siis jatkan tästä ensi kerralla.

Vaikka Liisa sanoikin, että meteorologiassa on vähemmän fysiikkaa kuin monessa muussa fysiikan suuntautumisvaihtoehdossa, niin kyllä sitä tässäkin riittää. Haasteellisuudestaan huolimatta, suosittelen Holttonia kaikille fysiikasta pitäville ja meteorologiasta kiinnostuneille.

Forecan sää turkulaisissa aamiaispöydissä

Julkaistu
Tämän päivän sää Turun Sanomissa.

Viime marraskuussa kirjoitin, kuinka göteborgilaiset voivat lukea Forecan säätiedot omasta lehdestään Göteborgs-Postenista.

Vuoden vaihteen jälkeen Forecan sääennusteet ovat luettavissa myös Turun Sanomista, sekä lehdestä että nettisivuilta. Samalla myös TS-yhtymän muut lehdet ovat ottaneet sivuilleen Forecan sääpalvelut.

Vaikka ei lehtiä lukisikaan, niin Forecan sään voi myös kuulla Auran Aalloilla ja Radio Melodian kanavilla. Ja muutaman viikon sisällä Forecan sääennusteet ovat nähtävissä myös Turku TV:ssä.

 

Pakkanen puree ja paukkuu

Julkaistu
Tässä lämpömittarissa mikään ei oikeasti nouse tai laske, mutta lämpötila tekee niin silti. Kuva: Ville.fi/flickr

On taas perjantai, joten istahdin tietokoneelle laittamaan osan tajunnastani pikku blogiksi. En ole ollut päiväkausiin töissä, mutta katsoinpa kotoa internetin monenkirjavia sääkarttoja jo tässä aiemmin päivällä. En pitänyt näkemästäni: pakkasta pukkaa. Idästä, ja varmimmin ja eniten siis maan itäosaan. Pikku hiljaa myös länteen ja pohjoiseen, mutta pilvisyys – niin kauan kuin sitä on – pitää pahimmat pakkaset loitolla. Kuitenkin lähipäivinä on jo lounaassa ainakin kymmenisen astetta pakkasta, idässä ja pohjoisessa helposti 20…25 astetta ja tietty paikoin enemmänkin. Kireimmät pakkaset ajoittuvat vasta ensi viikolle; tällä hetkellä voisi kylmimmäksi päiväksi veikata torstaita. Siis tästä sellainen viikko eteenpäin se on laajoja alueita ajatellen yhtä kylmenemistä.

Suomessa ajatellaan, tai ainakin suomalaiset meteorologit ajattelevat, että pakkanen puree tai on purevaa silloin, kun kylmyysvaikutusta korostaa pakkasen ohella tuuli (ks. pakkasen purvuudesta hyvä taulukko Ilmatieteen laitoksen netisivuilla: http://ilmatieteenlaitos.fi/800 ).  Esim. Ruotsissa tähän ”purevuuteen” (kölden biter / bitande kyla/köld) ei tarvita välttämättä tuulta. Meillä nyt jo vallitsevassa säätyypissä ei niinkään tuule, vaikkemme toisaalta missään korkeapaineen keskuksessakaan ole.

Näin tämä tuleva pakkanen on vähitellen lähinnä kireää. Ja voi, kun kaikille riittäisi kireän pakkasen tapauksessa, että sen kertoisi olevan kireää. Mutta ei, sitä kuvitellaan voitavan ennustaa suunnilleen asteen tarkkuudella myös talvisissa kireän pakkasen korkeapaineissa. Näin se ei kuitenkaan ole; pakkanen voi vaihdella alueittain suuresti, mistä jo Petekin mainitsee äskeisessä kirjoituksessaan. Itse muistan lapsuudesta, että jo saman kylän sisällä oli kireän pakkasen aamuina eri pihoissa ihan eri pakkaslukemia – riippuen siitä, sijaitsivatko pihat ja mittarit mitenkä alavilla tai sitten korkeilla maastopaikoilla. Kylmä ilma kun on raskasta ja painuu siksi alavimpiin maastokohtiin.

Pakkasta – miinusasteista lämpötilaa – koskeva kielenkäyttö toisinaan horjuu. Turvallisinta on puhua pakkasen kiristymisestä ja heikkenemisestä. Kuvataan suoraan tuntemuksen muutosta. Sen sijaan, kun mennään metaforisempiin lämpötilaa kuvaaviin ilmaisuihin ”kohoaa/nousee” ja ”laskee”, kuulee välillä myös pakkasen ”nousevan” tai ”laskevan”. Tällaiset ilmaisut perustuvat alunperin sihen, millainen koje lämpömittari tyypillisesti on: elohopea- tai spriipatsaan yläpää todella nousee ja laskee lämpötilan vaihdellessa.

Kun lämpötila kohoaa, pakkanen heikkenee. Kun lämpötila laskee, pakkanen kiristyy. Mutta entä, jos pakkanen nousee tai laskee? Tätä kannattaa hetken ajatella. Kuten vaikka sitä, että voiko pakkanen lauhtua – vai onko se sittenkin sää, joka lauhtuu lämpötilan kohotessa eli pakkasen heiketessä? Ainakin on varmaa, että sen fyysisen suussa olevan kielen pinta jäätyy koskettaessaan pakkasella olevaa metallia.

Pakkanen on muuten vaarallista: vajaa vuosi sitten Iltalehti siteerasi Lapin kansaa ja sitä kautta Oulun yliopiston professoria. Tiesitkö, että kylmä aiheuttaa kuolemia kymmenkertaisesti verrattuna liikennekuolemiin? http://www.iltalehti.fi/terveys/2010010810894400_tr.shtml  .

 

 

Kuvan linkki: http://www.flickr.com/photos/villefi/273675640/sizes/z/in/photostream/

 

Pakkanen ja inversio

Julkaistu

Keskitalvella auringon lämmitys on meidän leveyspiirillämme lähes olematonta. Talven ”lämpimät” hetket ovatkin meillä lähinnä matalapaineiden ansiota ja tuulen tuliaisia sulalta mereltä. Heti, kun matalapaineet heikkenevät ja lakkaavat pumppaamasta meille mereistä lämpöä, pyrkii ilma välittömästi jäähtymään. Tätä jäähtymistä pilvet pystyvät tehokkaasti hidastamaan samalla tavoin kuin peitto suojaa öistä nukkujaa paleltumasta. Mitä enemmän ja mitä paksumpia pilvet ovat, sitä tehokkaammin ne estävät maanpinnan säteilyjäähtymistä. Aivan kuten useampi tai paksumpi peittokerros lämmittää nukkuvaa henkilöä paremmin.

Kaikkein voimakkaimmin pakkanen kiristyy kuivassa, selkeässä ja heikkotuulisessa säässä. Tällöin maan pinta säteilee lämpöä ulkoavaruuteen kaikkein tehokkaimmin. Samalla maan pinta kylmenee ja sen myötä alkaa jäähtyä myös aivan maanpinnan lähellä oleva ilma (eli alin kerros ilmakehää, jossa me ihmiset elämme). Tämän kylmän kerroksen paksuus vaihtelee joistakin kymmenistä metreistä muutamaan sataan metriin. Heti tämän kerroksen yläpuolella olisi 10 – 30 astetta lauhempaa.

Kuvassa näkyy miten lämpötila pakkastilanteessa muuttuu korkeuden mukana. Inversiokerroksessa lämpötila nousee nopeasti korkeuden mukana, mutta heti inversion yläpuolella ilma jäähtyy melko tasaisesti mitä korkeammalle mennään.

Normaalisti ilmakehässä lämpötila laskee ylöspäin mentäessä 6-10 C astetta jokaista kilometriä kohden. Talvisessa pakkastilanteessa aivan maan pinnan lähelle syntyy juuri päinvastainen ja ilmakehälle oudompi tilanne, jossa lämpötila kohoaakin ylöspäin mentäessä. Tällaista ilmakerrosta kutsutaan säätieteessä nimellä inversio. Meillä kireimmistä pakkasista 10 – 30 astetta on pelkästään inversion aikaan saamaa. Lue lisää → ”Pakkanen ja inversio”

Näitkö revontulien tanssivan?

Julkaistu

Aamun uutisissa kerrottiin maahan saapuneesta aurinkomyrskystä. Aurinkomyrsky on auringon pinnalta lähtöisin oleva magneettinen pilvi. Saapuessaan maan lähelle se reagoi maan magneettikentän kanssa ja synnyttää revontulia maapallon napa-alueille.

Voimakas aurinkomyrsky voi aikaansaada näyttävät revontulet, mutta niiden havainnointiin tarvitaan kirkas taivas. Viime yönä sää oli selkeää Pohjois-Lapissa, Pohjanmaalla ja Kainuussa. Näitkö sinä revontulien tanssivan?

Vesi-lohikäärmeen vuonna myrskyjä ja tulvia

Julkaistu

Tänään on Lohikäärmeen vuoden ensimmäinen päivä kiinalaisen kuukalenterin mukaan. Juuri tänään kiinalaiset ympäri maailmaa haluavat katsoa tulevaisuuteen.

Lohikäärmeen vuotta pidetään lupaavana symbolina voimalle, onnellisuudelle, menestykselle ja hyvälle onnelle. Lohikäärmeen vuonna syntyy johtajia ja keisareita, ja sen tähden myös Kiinassa ja muualla Aasiassa Lohikäärmeen vuodelle odotetaan oikeaa vauvabuumia.

Kiinalaisessa horoskoopissa on viisi elementtiä: puu, tuli, maa, metalli ja vesi. Lohikäärmeen elementit ovat vesi, maa ja puu. Koska vesi on hyvin voimakkaana elementtinä Vesi-lohikäärmeen vuonna, niin hongkongilaiset astrologit ennustavat  suuria luonnonmullistuksia kuten myrskyjä, suuria tulvia ja vedenpaisumuksia etenkin Kaakkois-Aasiaan ja Etelä-Kiinaan.

Lohikäärmeen vuonna myös suuret maanjäristykset ovat mahdollisia, koska ”aktiivinen lohikäärme indikoi suuria maan liikkeitä”, ennustaa amerikankiinalainen astrologi Raymond Lo. Näin on monena Lohikäärmeen vuonna tapahtunut. Esimerkiksi Metalli-lohikäärmeen vuonna 2000 Sumatralla Indonesiassa mitattiin  7,9 magnituden maanjäristys ja Tuli-lohikäärmeen vuonna 1976 Tangshanissa Kiinassa 7.8 magnituden järistys, jossa 250 000 ihmistä menetti hengensä.

Se nyt jää nähtäväksi, millaisia säitä  ja muita luonnonmullistuksia saamme Lohikäärmeen vuonna. Toivotan lukijoillemme oikein onnekasta Lohikäärmeen vuotta ja hyvää terveyttä!

Lohikäärmeitä, maalaus Cheng Rong vuodelta 1244

Lisää Lohikäärmeen vuodesta englanniksi:

http://www.ibtimes.com/articles/285634/20120122/chinese-new-year-2012-predictions-dragon.htm

http://en.mercopress.com/2012/01/23/asia-welcomes-the-year-of-the-dragon-the-most-revered-sign-of-the-chinese-zodiac

http://www.abs-cbnnews.com/lifestyle/01/23/12/riding-dragon-2012-predictions-chinese-masters

http://www.raymond-lo.com/article_details.php?id=45#