Meren ja järven selän aaltoilua on toisinaan hypnoottisen rauhoittavaa katsella. Aaltoliikkeessä on jotain suurta ja salaperäistä. Toisinaan aallot ovat saattaneet kulkeutua hyvinkin kauas alkulähteestään. Niille, joita surffikärpänen on päässyt puraisemaan, aalloista saattaa syntyä jopa suoranainen pakkomielle. Vaikka voi kuulostaa hölmöltä, osa näistä ihmispoloista nyt jäiden lähdettyä uskoo taas juuri tänä suvena löytävänsä Suomen rannikolta ne kaikkein kauneimmat aallot. Aallot saavat energiansa tuulelta, mutta kunnon aaltoihin parin tunnin kesätuuli ei vielä riitä.
Aaltojen siemen on tuulen pyörteissä
Pyörteet tekevät veden pintaan epätasaisuuksia, joihin tuuli tarttuu niitä aluksi hyvin hitaasti kasvattaen. Kun aalto on vaivalla saatu aluilleen, alkaa se sen jälkeen kasvaa jo nopeammin. Maksimimitan saavuttaminen kestää kuitenkin jopa vuorokausia. Aaltojen kokoon vaikuttaa kolme tekijää: tuulen nopeus, se kuinka kauan tuuli jaksaa puhaltaa sekä miten pitkän matkaa tuuli pääsee puhaltamaan vesistöä pitkin. Meidän merialueillamme suurimman rajoitteen aaltojen kasvuun tekee vesistöjen pienuus. Suurimmat aallot saapuvat Itämereltä etelän ja lounaan välisillä tuulilla, mutta nämä aallot jäävät Suomen saariston ulkopuolelle.
Pulloposti ei liiku aaltojen mukana
Aaltoliikkeessä itse vesi ei liiku eteenpäin. Liike on vain veden pinnassa tapahtuvaa aaltoilua samoin kuin hyppynarulla tehdyssä aaltoliikkeessä. Yksittäinen piste veden tai narun pinnalla liikkuu ympyränmuotoista liikettä, mutta ei eteenpäin. Vasta, kun aalto murtuu rantaveteen, alkaa myös veden pinta liikkua. Pullopostikaan ei siis etene aallokossa, ennen kuin se saapuu rannan lähellä murtuviin aaltoihin. Lähemmäs löytäjäänsä sitä auttavat lähinnä merivirrat ja tuulet.
Aallot kilvoittelevat joukkueena
Aallot liikkuvat yleensä isompien aaltojen ryhmässä. Mikäli joskus joudut aaltojen epätoivottuun pyöritykseen, muutaman aallon jälkeen on taas luvassa rauhallisempi hetki ennen seuraavaa ”aaltosettiä”. Peräkkäisten isojen aaltojen ryhmä etenee aaltojen energian nopeudella, mutta ryhmän yksittäiset aallot liikkuvat kuitenkin kaksi kertaa tätä rivakammin. Näin joukon viimeinen aalto etenee vähitellen ensimmäiseksi, jonka jälkeen se häviää. Tuulen vaivoin esiin loihtima yksittäinen aalto elääkin vain sen aikaa, kun se siirtyy ryhmän hänniltä joukon edelle.
Tuulelta karanneita aaltoja kutsutaan mainingeiksi.
Myrskymatalapaine synnyttää aina monen kokoisia aaltoja. Aivan matalapaineen alkulähteillä aallot ovat sekavia ja säännöttömiä. Eri kokoiset aallot liikkuvat eri nopeudella ja kauempana myrskyn syntysijoilta ne alkavat erottua toisistaan. Isommat aallot liikkuvat pieniä nopeammin. Suurimmat niistä voivat edetä tuhansien kilometrien päähän. Tällaisia tuulelta karanneita aaltoja kutsutaan mainingeiksi. Lainelautailijat etsivätkin yleensä näitä suurimpia karkureita, sillä niistä puuttuvat tuulen epätasaiset jäljet. Lisäksi ensimmäisillä karkureilla on yleensä myös pisin aallonväli. Aallonväliä mitataan usein periodeina. Periodi kertoo aallon huippujen välisen ajan sekunteina.
Tsunamiaallot pystyvät hyökkäämään vaivihkaa lentokoneen vauhdilla
Aaltojen energialähteen ei tarvitse välttämättä aina olla tuuli. Energian lähteeksi käy myös pistemäinen voima, kunhan se on riittävän suuri. Niinpä voimakas maanjäristys meren pohjassa tai vaikkapa suuren asteroidin putoaminen mereen voi aiheuttaa hirmuvauhdilla piilossa liikkuvan hyökyaallon. Siinä missä tuulten aiheuttaman aallon periodi on joitakin sekunteja tai kymmeniä sekunteja, tsunamissa periodi saattaa olla jopa kymmenen minuutin luokkaa. Aaltojen välinen etäisyys on tsunameissa kymmenien, jopa satojen kilometrien luokkaa. Itse aallot ovat ulkomerellä huomaamattomia sillä esim. 100 kilometrin pituinen aalto voi olla vain metrin korkuinen. Ulkomerellä sitä on mahdotonta huomata, mutta yhden aallon sisältämä vesimassa on aivan eri luokkaa kuin suurimmassakaan myrskyn aiheuttamassa aallossa. Lisäksi aallot liikkuvat helposti jopa matkustajalentokoneen nopeudella. Mikäli aallonpituus on suurempi kuin veden korkeus, liikkuu aalto nopeudella, joka on riippuvainen veden syvyydestä. Tällöin aallon nopeus on kiinni siitä, minkä syvyiseen veteen sattuma voiman kohdistaa.
Kaikkein pisimmän aallon aiheuttaa uskollinen kiertolaisemme, kuu
Kuun ja auringon vetovoimat aiheuttavat kumpikin oman vuorovesiaaltonsa merenpinnalle. Kuun vetovoima on maalle auringon vetovoimaa isompi ja siksi kuun vuorovesiaalto on auringon aiheuttamaa aaltoa isompi.
Isoin vuorovesiaalto syntyy, kun kuun ja auringon vetovoimat osuvat samalle tai täysin vastakkaiselle puolelle maapalloa. Suurimmillaan vuorovesiaalto on siis uudenkuun aikaan ( kaikkein suurimmillaan auringonpimennyksen aikaan) ja toiseksi suurimmillaan täydenkuun aikaan. Kuun vuorovesiaalto pyyhkäisee maapallon ympäri kaksi kertaa vuorokaudessa. Itse vuorovesiaallolla on puolestaan vaikutusta rannikon lähellä myös normaalien tuuliaaltojen kokoon ja toisinaan jopa tuulen nopeuteen.
Kuvissa kuun synnyttämä vuorovesi näyttää olevan symmetrinen maan keskipisteen suhteen. Minkä vuoksi maan toiselle puolelle syntyy samanlainen merenpinnan nousu kuin kuun puolellekin? Maalaisjärjellä ajatellen kaiken nousun pitäisi tapahtua vain kuun puolella…
Hei,
Hyvä kysymys, itseänikin tämä asia on joskus vähän vaivannut;) Periaatteessa voisi varmaan ajatella niin, että kuun puolella vetovoima on suurin, jonka ansiosta vesi nousee laajaksi aalloksi. Vastaavasti kuun vastaisella puolella kuun vetovoima on heikoimmillaan ja sinne syntyy aalto päinvastaiseen suuntaan. Koska vastakkaisilla puolilla vesi on kohollaan jää niiden väliin maapallon ”sivuille” aallonpohjat… Kuun puoleinen aalto on mielikuvani mukaan vähän suurempi kuin vastapuolella, mutta tästä en ole kyllä aivan varma. Oikaiskaa, jos joku tietää paremmin.
Tässä myös omat havaintoni liittyen tuuleen ja aallonkorkeuteen, keväällä kun surffikausi alkaa, on aina hieman ”epätodellinen” fiilis siitä että aaltoja pitäisi olla enemmän sille tuulenmäärälle. Kaivoin sitten FMI avoimesta datasta esille että ainakin siitä löytyi selkeä ero: kun vesi on -5 kylmempää kuin ilma, on aallonkorkeus noin puolet siitä jos vesi ja ilma on samanlämpöistä.
http://flow-morewithless.blogspot.fi/2014/05/using-fmi-open-historical-weather-data.html
Kiitos Marko
Nyt on tämäkin sitten todistettu:) Olen itsekin tuota kummastellut. Oman teoriani mukaan aaltojen pienuus liittyy kahteen asiaan. A) Kylmä meri heikentää erityisesti pinnassa olevaa turbulenssia eli pyörteitä, joiden alaspäin painavalla voimalla on suuri merkitys juuri aallon syntymisessä. Tämä alkuvaihe on yleisestikin se aallon hitaimman kasvun vaihe. Suhteellisen kylmässä vedessä syntyminen on siis väkisinkin hitaampaa, koska tuulella on alkuvaiheessa selvästi heikompi pystysuuntainen voima. B ) Kylmän veden (meri selvästi kylmempi kuin ilma) aikaan meren pinnan lämmin pintakerros on ohuempi kuin lämpimässä tilanteessa. Tällöin aallot ehkä voisivat vaikuttaa ohuemmassa kerroksessa eivätkä pääsisi siksi kasvamaan yhtä suuriksi. Tämä perustuen siihen, että pintakerros olisi niin vakaa ettei se päästäisi aaltoliikettä ja energiaa juurikaan alempaan vesikerrokseen…
”Aallokossa itse vesi ei liiku eteenpäin. Liike on vain veden pinnassa tapahtuvaa aaltoilua samoin kuin hyppynarulla tehdyssä aaltoliikkeessä.”
Ilmatieteen laitoksen mukaan kuitenkin yksi tärkeä syy vedenpinnan korkeuden muutoksiin esim. Perämeren pohjukassa on tuuli. Millä mekanismilla tuuli sitten pakkaa vettä sinne tai vaikkapa Pietarin rannoille?
Kiitos Erkki!
Hyvä, että kysyit tätä. Vaikka yksittäinen vesiosanen ei aaltoliikkeen mukana liikukaan, vesi kyllä liikkuu meren virtausten mukana. Tuulella on suuri merkitys virtausten syntyyn. Käytin itse ehkä vähän harhaanjohtavasti sanaa aallokko, sillä aallokko on jo mielikuvana enemmän kuin pelkkä vedenpinnassa tapahtuva aaltoliike. Korvaan sen sanalla aaltoliike, ettei synny harhaanjohtavaa mielleyhtymää.
Meillä Itämeri on niin pieni, ettei kuun ja auringon vetovoiman aiheuttama vuorovesi aalto ole nähtävissä. Tällainen säännöllinen nousu/laskuvesi on käytännössä havaittavissa vain valtamerillä ( vähän havaittavissa meillä ainoastaan yhdessä paikassa lounaissaaristoa). Meillä nousu ja laskuvesi ovat enemmänkin seurausta korkea- ja matalapaine vaihtelusta sekä tuulen pakkauksesta lahden perukoille. Korkeapaineella meren yllä ilmakehä painaa enemmän ja niin vedenpinta hiljalleen alenee. Matalapaineella Ilmakehä on kevyempi ja merenpinta hiljalleen kohoaa. Matalapaineella tuuli lisäksi usein pakkaa vettä vielä Suomenlahden ja Pohjanlahden perukoille.