Mitä pilviä?

Moni meistä on varmasti joskus haaveillut köllöttelevänsä pehmeällä kumpupilvipallerolla kesäisellä sinitaivaalla. No, eipä tämä kuitenkaan ole mahdollista, sillä pilvet ovat kovin harvaa ainesta. Mikäli haluaa tunnustella, miltä oikea pilviaines tuntuu, onnistuu se helpoiten näin syysaikaan. Tähän aikaan vuodesta pilvet aina välillä eksyvät sumuina maan pinnalle. Sumu onkin pilvi, joka on syntynyt maaston ylle.

Pilviä syntyy ilman jäähtymisen seurauksena

Ilmalla on kaksi lämpötilaa. Toinen on se kaikille tuttu lämpötila, josta puhumme lähes päivittäin. Toinen onkin paljon salaisempi lämpötila, jonka kyllä usein aistimme, mutta siitä ei juurikaan ole tapana puhua. Kyseessä on kastepistelämpötila. Se kertoo, kuinka paljon ilmaan on varastoitu piilevää energiaa näkymättömän vesihöyryn muodossa. Mitä korkeampi kastepistelämpötila on, sitä enemmän siihen on ladattu näkymätöntä kosteutta. Mitä enemmän ilmassa on kosteutta, sitä muhevampia pilviä ja rivakampia sateita on mahdollista muodostua.

Ensin tämän näkymättömän kosteuden pitää kuitenkin tiivistyä. Tiivistyminen tapahtuu, kun ilma jäähtyy riittävästi. Tarkalleen ottaen, kun ilman lämpötila jostain syystä jäähtyy kastepisteeseensä eli samaksi kuin ilman salainen lämpötila, muuttuu näkymätön vesihöyry näkyviksi pilvi- ja sadepisaroiksi.

Pilvet voidaan syntytapansa perusteella jakaa kolmeen pääryhmään

Pilvet siis syntyvät, kun ilma jäähtyy kastepistelämpötilaansa. Useimmiten jäähtymistä syntyy, kun ilma kohoaa ylöspäin. Aina, kun kuiva ilma kohoaa 100 metriä ylöspäin, se jäähtyy noin yhden asteen. Niinpä kohoavat ilmavirtaukset ovat ”pääsyyllisiä” pilvien muodostumiseen. Voimakkaimpia nousevia virtauksia aiheuttavat matalapaineet ja niihin liittyvät säärintamat. Nämä matalapaineiden aiheuttamat pilvet ovat kaikkein kookkaimpia ja pitkäikäisimpiä.

Nousevia ilmavirtauksia syntyy myös auringon lämmityksen seurauksena. Näin syntyvät kesäiset kumpu- ja kuuropilvet. Kolmas syntytapa ei liity niinkään ilman kohoamiseen, vaan siihen, että ilma yksinkertaisesti alkaa jäähtyä paikallaan. Tyypillisin esimerkki tällaisista pilvistä ovat kylmän vuoden ajan sumu ja sumupilvet.

 

 

1. Matalapaineen pilvet

Matalapaineiden tehtävä on sekoittaa suuria lämpötilaeroja maapallon eri alueiden välillä. Tällöin syntyy laajoja nousevan virtauksen alueita ja rintamapilviä sateineen. Lähestyvä matalapaine antaa usein ensimmäisen merkkinsä korkealle syntyneistä yläpilvistä.

Tällaiset pilvet ovat ohuita kuitumaisia jääkiteistä muodostuneita harsoja.

Matalapaineen lähestyessä pilvet paksunevat ja sisältävät vähitellen enemmän pilvi- ja sadepisaroita. Lopulta maan vetovoima voittaa pisaroita kannattelevat nousevat virtaukset ja pisarat putoavat sateena maahan.

Toisin kuin yleisesti luullaan, satavat rintamapilvet ovat kaikkein helpoimpia ennustaa. Ne osataan usein ennustaa 150 km:n tarkkuudella vielä 3-5 päivän päähän. Mitä kookkampia ja voimakkaampia matalapaineet ovat, sitä helpompi niiden pilviä ja sateita on ennustaa.

2. Kumpu- ja kuuropilvet

Kohotessaan taivaalle aurinko alkaa lämmittää maanpintaa, ilma ei sen sijaan juurikaan paisteesta lämpene. Syntyneet lämpötilaerot aiheuttavat päivällä nousevia ilmavirtauksia, ns.konvektiota. Konvektion tehtävä on tasoittaa lämpötilaeroja ilmakehän pystysuunnassa. Samalla kun ilma kohoaa, se jäähtyy. Kun ilma jäähtyy riittävästi, kosteus tiivistyy.

Ensimmäiset kesäiset kumpupilvipallerot syntyvät tyypillisesti kello 10-11 aikoihin. Päivän mittaan ne kasvavat paksuutta ja niiden lopullinen muoto ja koko on kiinni ilmakehän lämpöoloista eri korkeuksilla.

Kuva: P.Takala

Mikäli ilman kastepistelämpötila on korkea ja yläilmakehässä on kylmää ilmaa, voi kauniista kesäpilvistä kehittyä iltapäivän aikana yhtäkkiä paikallisia ukkosmyrskyjä. Näiden pilvien tarkkaa sijaintia ja aikatauluja on vaikea ennustaa, eikä niitä tulla tulevaisuudessakaan ennustamaan täydellisesti. Usein  voidaan kuitenkin ennustaa muutamiksi päiviksi eteenpäin alueet, joilla kuuroja esintyy. Paikalliset erot voivat silti vaihdella rankkasateesta aurinkoiseen poutasäähän. Kaikkein vaikeimmin ennustettava sää on useimmiten yhdistelmä heikkotuulista kesämatalapainetta ja voimakasta konvektiota.

3. Kylmenemistä estävät pilvipeitot (etenkin korkepainesäässä)

Ilma voi myös jäähtyä ihan vain itsekseen ja synnyttää lähes paikallaan pysyviä pilviä. Syksyn edetessä sumujen ja sumupilvien todennäköisyys kasvaa, kun aurinko ei enää jaksa lämmittää, mutta ilmassa on vielä paljon kosteutta. Heti auringon laskettua ilmaa alkaa varsinkin selkeässä säässä nopeasti jäähtyä ja saavuttaa pian kastepistelämpötilansa, jolloin sumua tai sumupilveä syntyy kuin tyhjästä (sumuista vielä enemmän Markuksen blogissa). Varsinkin korkeapaineen alla heikkotuulisessa kosteassa selkeässä säässä pelataan jatkuvasti venäläistä rulettia paikallisten sumujen ja sumupilvien kanssa.

Kuva: P.Takala

Sumu alkaa usein illalla viattomana säteilysumuna. Mutta mikäli yön tunteina sen kylkeen hiipii jostain advektiosumua, ei seuraavan päivän auringonpaiste enää välttämättä riitä hälventämään syntynyttä sumusoppaa. Tällöin sumut kohoavat päivällä laajaksi harmaaksi sumupilvilautaksi ja selkeän sään sijasta onkin täysin pilvistä. Pilveä on kuitenkin vain ohuessa kerroksessa ja muutaman sadan metrin korkeudesta ylöspäin taivas olisi täysin selkeä. Tämä tuskin lohduttaa aurinkoista syyspäivää odottanutta ulkoilijaa saati säätä povannutta ennustajaa ;)