Month: toukokuu 2016

Monet meteorologit ovat varsinaisia pilvifanaatikkoja ja osaavat nimetä ihan minkä tahansa pilvilajin. Minun mielenkiintoni kohdistuu kesäpilvityyppeihin ja erityisesti Cumulonimbukseen eli (ukkos)kuuropilveen. Cumulonimbukset ovat hyvin vakuuttavan näköisiä: ne kohoavat jopa yli 10 km:n korkeuteen ja mikäli näkyvyys on hyvä, voi kesäpäivänä Suomen etelärannikolta bongailla näitä komistuksia usean sadan kilometrin takaa, aina Viron sisämaasta saakka. Ja voi pojat – se vasta hienoa onkin, kun pääset tarkkailemaan näitä pilviä yläprofiilista!

Cumulonimbuksen elinkaari

Kuuropilvi vaatii muodostuakseen nousevia ilmavirtauksia, joita syntyy lämpiminä kesäpäivinä, kun aurinko lämmittää voimakkaasti maanpintaa. Lisäksi tarvitaan myös negatiivinen lämpötilavähete eli lämpötilan on laskettava korkeuden mukana, jotta pilviä pääsee kehittymään. Mitä voimakkaammin lämpötila laskee korkeuden mukana, sitä epästabiilimpi ilmakehä on. Epästabiili tilanne luo otolliset olosuhteet Cumulonimbus-pilvien kehitykselle.

Cumulonimbus-pilvien kehitys lähtee liikkeelle ihan tavallisista, viattoman näköisistä, kesäisistä kumpupilvistä. Kun maanpinnalta ylöspäin kohoava lämmin ja kostea ilma saavuttaa nk. tiivistymiskorkeuden, alkaa pilvien muodostus. Aamupäivällä taivaalle ilmaantunut lempeä, hattaramainen kumpupilvi saattaa muutamassa tunnissa kehittyä voimakkaaksikin ukkoskuuropilveksi. Hälyttävä merkki on kumpupilven nopea korkeuden kasvu: jos pilven korkeus alkaa olla sen leveyttä suurempi, on ukkosen mahdollisuus kasvanut. Mikäli kukkakaalimaisen pilven yläosaan ilmestyy alasinmainen rakenne, on kyseessä täysikasvuinen ja voimakas kuuropilvi, jonka yhteydessä voi salamoida ja sataa rakeita.

Kuuropilven elinikä on verrattaen lyhyt ja tyypillisesti yksittäinen kuuropilvi säilyy hengissä vain tunnin, pari. Pilveen ilmaantuvat kylmät laskuvirtaukset syövät nopeasti energiaa pilveltä ja näin ollen se hiljalleen kuolee pois. Pilvi ikään kuin haihtuu pois alaosastaan ja jättää jälkeensä vain tasapaksun untuvapilviverhon.

Kesän rajuimmat ukkosmyräkät eivät kuitenkaan Suomessa yleensä liity yksittäisiin kuuropilviin, vaan kyseessä on useampien ukkoskuuropilvien järjestäytynyt rykelmä, MCS (mesoskaalan konvektiivinen järjestelmä). Helteisen ja kostean ilmamassan päälle kiilaava kylmärintama voi synnyttää MCS:n, joka on yksittäistä ukkoskuuropilveä huomattavasti pitkäikäisempi ja laaja-alaisempi.

Cumulonimbuksen tyypit

Cumulonimbus-pilvet voidaan jakaa kolmeen alalajiin:

1. Cumulonimbus calvus

Tämä pilvityyppi on ns. heikoin kuuropilven tyyppi. Pilveen ei ole muodostunut alasinta, mutta siinä on selkeä, kukkakaalimainen rakenne. Cumulonimbus calvus sataa ja ehkä ukkostaakin.

2. Cumulonimbus capillatus

Capillatus on hieman edeltäjäänsä kehittyneempi kuuropilvi. Se on korkeampi, mutta siitä puuttuu vielä alasinmainen rakenne. Capillatuksessa on jo todennäköisesti ukkostakin.

3. Cumulonimbus incus

Kuuropilvien äiti! Incus on täysin kehittynyt kuuropilvi, jossa on selvä alasinmainen rakenne. Tämä kuuropilvi ukkostaa ja saattaa sylkeä myös rakeita. Mitä korkeammalla pilven alasin on, sitä todennäköisemmin ukkostaa.

Hei!

Tämänkertainen päivitys sisältää paljon kuvia, sillä suuntasin eilen Iso-Britanniaan sukuloimaan. Lentokoneen ikkunasta on hyvä mahdollisuus tutustua säähän uudesta näkökulmasta, joten nappasin kännykällä muutaman kuvan pilvistä Suomen yläpuolella. (Pahoittelut, kuvien horisontin suunta vaihtelee, en käsitellyt näitä kuvia mitenkään ennen tänne pistämistä)

Suomen etelä- ja keskiosan ylle on muutamaksi viime päiväksi jäänyt jumittamaan lauttapilvi, joka liittyy paikalleen jumahtaneeseen, vähitellen jo käytännössä lähes hävinneeseen okluusiorintamaan. Sateet ovat kuivahtaneet aikaa sitten, mutta lauttapilvi hälvenee hitaammin.

Kone nousi lauantaiaamuna Helsinki-Vantaalta. Altapäin pilvi näytti tasaisen harmaalta kentältä, jonka äkkiseltään ulkomuotonsa puolesta olisin kuvitellut olleen yhtenäinen matto myös pystysuunnassa. Läpilento osoitti toisin.

Juuri pilven alla matto näytti yhä melko tasaiselta:

Parikymmentä sekuntia myöhemmin tilanne oli toisenlainen, tasaisen pilven alla oli ohut repaleisten pilvien kerros, jota ei alta nähnyt lainkaan!

Jälleen muutamaa sekuntia myöhemmin: edellisen kuvan yläosassa näkyvä tasainen pilvimatto on nyt kuvassa alla. Matto oli yllättävän ohut, sen yläpuolella oli kuiva kerros ja kattona uusi ohut pilvikerros, jonka läpi aurinko jo kuulsi. Kaunista!

Äsken yllä näkynyt pilvikerros oli lopulta viimeinen, nyt kattona siinsi kauniin sininen taivas. Ylhäältä katsottuna pinta näyttää jälleen tasaiselta, auringonpaisteen takia harmaan sijaan valkealta.

 

Tämä läpilento muistutti jälleen siitä, että taivas, jota useimmiten katsomme alhaaltapäin, voi näyttää tasaisen harmaalta, mutta todellisuudessa sisältää useita mielenkiintoisia, mahdollisesti myös valtavan kauniita kerroksia. Seuraavana harmaana päivänä sään ja taivaan masentaessa kannattaa koittaa piristää itseään tiedolla kauneudesta, joka hyvinkin pilvikerrosten välistä saattaa löytyä!

Vielä yksi kuva kohteen aurinkoisesta säästä vähän ennen laskeutumista:

 

Suomi on tällä hetkellä jakaantunut kahtia. (Tarkennuksena – puhe ei ole politiikasta tai yhteiskuntatieteistä, vaan turvallisesti säästä).

Kylmä rintama kulkee Suomen yli, juuri nyt se ulottuu suurinpiirtein Pohjois-Pohjanmaalta Koillismaalle. Lämpötilakartalla tämä nimenomainen rintama on näyttävä, sillä lämpötila laskee varsin lyhyellä matkalla. Tässä kuvassa tämän iltapäivän tilanne:

Varsinainen rintamalinja kulkee Pohjois-Pohjanmaalta koilliseen, eteläisemmän länsirannikon viivahäkkyrä johtuu meren puolella sijaitsevista asemista, joiden sisämaisia viileämmät lukemat sekoittavat viivoja piirtävän tietokoneen.

Mutta, kun kuvaa katsoo lähemmin, löytyy sisämaastakin kiinnostavia yksityiskohtia: esimerkiksi lämpötilaero Pudasjärven ja Ranuan välillä on huimat 7,3 Celsiusastetta, vaikka välimatkaero on vain n. 70 km!

Lämpötilaerot lisäävät myös meteorologin töihin vaikeusastetta. Kirjoitamme moniin paikkoihin sääennustetekstejä, jotka eivät saa olla tiettyä merkkimäärää pidempiä, mutta joihin on sisällytettävä koko maan ennuste. Tällaisessa tilanteessa vakiintuneet ilmaisutavat toimivat huonosti. Esimerkiksi ”lämpötila on maan etelä- ja keskiosassa 19…25, pohjoisessa 8…13 astetta”: ööö, entä tuo väli 13…19 astetta? Tila ei riitä kertomaan, että tuo vaihtelu tapahtuu rintamalinjalla. Toinen vaihtoehto: ”lämpötila vaihtelee maan etelä- ja keskiosan jopa hellelukemien ja Lapin paikoin alle 10 asteen välillä”. Aika suurelle osalle suomalaisista jää mysteeriksi, mikä se oman sijainnin lämpötilalukema on…

Jos teillä on tarjolla nasevia, mutta hyvin lyhyitä tapoja summata koko maan lämpötilat paria lyhyehköä lausetta käyttäen, niitä otetaan kiitollisena vastaan!

Suuressa osassa maan etelä- ja keskiosaa sää on tänään aurinkoinen, alueella näkyvät tutkakaiut johtuvat sateiden sijaan liikkeellä olevista ötököistä ja linnuista. Varsinaiset rintamasateet näkyvät Pohjois-Pohjanmaalla ja Koillismaalla.

Lähipäivinä rintama hivuttautuu hitaasti kohti etelää, helleraja saattaa hyvinkin rikkoutua vielä huomenna ainakin maan kaakkoisosassa. Vastapainoksi rintamalinjan eteläpuolella, etenkin maan lounaisosan sisämaassa, on huomenna odotettavissa iltapäivällä sadekuuroja, todennäköisesti myös ukkosia. Salamakuvaajat, kamerat mukaan ja tien päälle!

”Vessanpöntön vesi kiertää eteläisellä pallonpuoliskolla coriolisvoiman takia eri suuntaan kuin pohjoisella” – tuttu urbaanilegenda. Onko legendassa perää, vai onko uskomus väärä?

Olettamuksen pohjana on, että coriolisvoima kääntää pyörimisliikkeen eteläisellä pallonpuoliskolla erisuuntaiseksi kuin pohjoisella. Hurrikaanit (ja eri alueilla esiintyvät vastineensa) ja matalapaineen keskukset käyttäytyvätkin juuri kuvatun mukaisesti, ne pyörivät eri suuntaan pohjoisella kun eteläisellä pallonpuoliskolla.

Mikä tuo mystinen coriolisvoima on? Itse muistan kuulleeni sanan koulussa, mutta opettajat selittivät sanan sisällön vähän niin ja näin (tai, kröhöm, en itse kuunnellut tarpeeksi tarkkaavaisesti). Vasta yliopistoaikoina asia oli pakko ajatella kaavojen avustamana läpi.

_____________________________________________

Siis, tässä yksi tapa käsittää asia:

Kuvitellaan kuumailmapallo, joka on juuri noussut maapallolta ylös tuosta eteläisen Suomen kohdalta. Ihan viihteen vuoksi lisätään mukaan annos fiktiota: kuumailmapalloa kuljettaa tässä selostuksessa matkustushaluinen hamsteri.

Tässä kuvitteellisessa tilanteessa on täysin tyyntä, joten hamsteripallo killuu siististi suurinpiirtein lähtöpaikkansa yläpuolella. Maapallo pyörii, mutta kuumailmapallo  kulkee vielä toistaiseksi maanpinnan kanssa samaa tahtia.

(Ennen hamsterin matkan seuraavia vaiheita kertaus pallogeometriasta: pallo on paksuimmillaan päiväntasaajan kohdalla. Päiväntasaaja on siis pisin kaikista leveyspiireistä. Kun siirrytään päiväntasaajalta kohti napoja, kukin seuraava leveyspiiri on aina edellistä lyhyempi, eli matka maapallon ympäri leveyspiiriä pitkin on sitä lyhyempi, mitä lähempänä napaa ollaan. Päiväntasaajalla olevan pisteen on viiletettävä paljon huimempi matka maapallon akselin ympäri vuorokauden aikana kuin navan lähellä olevan pisteen, eli sen liikenopeus on paljon suurempi.)

Palatkaamme palloilevaan hamsteriin. Hamsteri haluaa vaihtelua elämäänsä, joten se päättää lähteä kuumailmapallollaan kohti pohjoista. Hamsteri ei katso alaspäin, vaan jatkaa tiukasti kohti pohjoista ajatellen pääsevänsä Pohjois-Lappiin. Hamsteri ei ole kuitenkaan säätänyt maapallon kiertosuunnan suuntaista nopeuttaan. Maapallon pinta tarvitsee täällä vähemmän nopeutta päästäkseen pallon ympäri vuorokaudessa, siksi hamsterin aiemmin sopiva leveyspiirin suuntainen nopeus on nyt ylimitoitettu ja maan pinta jää hamsterista jälkeen. Hamsteri päätyy vahingossa Pohjois-Lapin sijasta Murmanskiin. Kartalta katsottuna hamsterin reitti kääntyy oikealle sen sijaan, että se kulkisi suoraan pohjoiseen.

Jos hamsteri olisi alunperin lähtenyt etelään päin korjaamatta pyörimissuunnan suuntaista nopeuttaan, olisi käynyt päinvastoin: sen leveyspiirin suuntainen nopeus ei olisi riittänyt, vaan maapallo olisi ehtinyt karata alta pois. Hamsteri olisi kääntynyt jälleen omaan kulkusuuntaansa nähden oikealle, jonnekin Puolan tietämille.

Samassa matkailuhenkisten eläinten rinnakkaistodellisuudessa uusseelantilainen kuumailmapalloileva kiivi (lintu, ei hedelmä) päätyisi kohti napaa palloillessaan maapallon pinnasta edelle eli itään päin, päiväntasaajaa kohti palloillessaan se jäisi maapallon pinnasta jälkeen eli sen reitti kääntyisi länteen päin. Se kääntyisi omaan kulkusuuntaansa nähden vasemmalle, päinvastaiseen suuntaan kuin pohjoisella pallonpuoliskolla.

_____________________________________________

Coriolisvoima ei siis ole todellinen voima, vaan pohjoista tai etelää kohti tapahtuvassa liikkeessä kulkija jää maapallosta joko jälkeen tai ajautuu sen edelle. Maapallolla emme itse rekisteröi pyörimisliikettä maapallon akselin ympäri (koska kuljemme samaa vauhtia itse mukana), vaan meille näyttää siltä, kuin jokin näkymätön voima työntäisi pohjoiseen tai etelään liikkuvia kappaleita. Coriolisvoima vaikuttaa sekä merissä että ilmakehässä tapahtuvaan pohjois-eteläsuuntaiseen liikkeeseen.

Palatakseni alkuperäiseen kysymykseen: pyöriikö vessanpöntön vesi eteläisellä pallonpuoliskolla coriolisvoiman takia eri suuntaan kuin pohjoisella?

Vastaus on ei. Coriolisvoiman vaikutus alkaa näkyä selvästi vasta pitkillä matkoilla. Vessanpöntön tapauksessa veden liikkeen pohjois-eteläsuuntaiseen osuuteen kohdistuu minimaalinen coriolisvoiman hippunen, mutta se on häviävän pieni pöntössä vaikuttaviin muihin voimiin verrattuna. Veden kiertymissuunta on kiinni putkien rakenteista, ei coriolisvoimasta.

Mukavaa viikonloppua!

 

Uusi viikko alkaa pian!

Eilen ja tänään säärintama on tuonut Suomeen varsin runsaitakin sateita, tätä kirjoittaessani Turussa on satanut vuorokauden sisällä peräti 24.1 mm, Suomen oloissa kelpo annos. Samaan aikaan idässä on ollut aurinkoista, yli 20 asteen lämpötiloista nautitaan juuri nyt mm. Mikkelin ja Kuopion seudulla.

Entä ensi viikko?

Sadealueet kuivuvat vähitellen, mutta lähipäivinä ei suinkaan kannata unohtaa sateenvarjoa täysin; pilvisyys on koko maassa vaihtelevaa ja sadekuuroja on odotettavissa siellä täällä. Sateet ovat kuitenkin varsin paikallisia, joten aurinkoa, ainakin poutaa, on luvassa enemmän kuin sateita. Lämpötiloissa ei tapahdu suuria muutoksia, lähinnä tämän hetken viileimmät alueet saavat lisää lämpöä.

Tässä ennuste vielä kuvina:

Hyvää sunnuntaita ja alkavaa viikkoa!