Category: Huomioita säästä

Oletko joskus ihmetellyt, miksi meteorologit laittavat mielellään kahviinsa kermaa? Syy on yksinkertainen. Kunnon loraus vähän vanhentunutta kermaa lämpimän kahvin sekaan, muutama väsynyt pyöräytys lusikalla ja silmänräpäyksessä kuppiin ilmestyy erilaisia pyörteitä ja ”rintamia”, jotka erehdyttävästi muistuttavat sääennusteiden ja satelliittikuvien pilvimuodostelmia.

Sään ennustaminen on todellisuudessa varsin pitkälle juuri tällaisten pyörteiden liikkeiden sekä syntyneiden kiehkuroiden eriasteisten värisävyjen laskemista.  Kahvikuppiin ennusteita kukaan ei taida olla laskenut, mutta ilmakehän tilaa ja vastaavia pilvirintamia lasketaan päivittäin ja useampiakin kertoja päivän aikana. Kahvikupin ”pilvimuodostelmat” havainnollistavat kuitenkin hyvin ennustamisen haasteita.  Siinä, missä kahvikupissa pystyttäisiin ennustamaan kermakiehkuran vaalea uloke millimetrin tarkkuudella, sääennusteessa päästäisiin tarkkuuteen, jossa Helsinkiin ennustetun pilvikiehkuran vaalea uloke löytyisi todellisuudessa Maarianhaminasta. No joskus näin käykin jo muutaman päivän päähän ulottuvassa ennusteessa.

Matalapaineet sekoittavat ilmakehän vaakasuuntaisia lämpöeroja

Kahvikupin havainnollistamat  sääjärjestelmät pyörteineen ja rintamineen ovat nykytietokoneille suhteellisen helppoja ennustettavia. Tällaiset laajemmat sadekiehkurat ja pilvisysteemit ovat seurausta matalapainetoiminnasta. Matalapaineiden tehtävä ilmakehässä on tasoittaa ilmakehän lämpöeroja vaakatasossa (yleensä pohjois-etelä suunnassa).  Oikeastaan kaikki kokemamme sää onkin vain ilmakehässä tapahtuvaa lämpöerojen sekoittumista.

Tällaisia matalapaineita ja pilvirintamia pystytään tyypillisesti ennustamaan 3-5 päivää eteenpäin 100-200 kilometrin tarkkuudella. Talvella, kun matalapaineet ovat voimakkaampia, pystytään säärintamien liikettä  samalla tarkkuudella laskemaan  jopa viikon verran.

Konvektio sekoittaa ilmakehän pystysuuntaisia lämpöeroja

Kesällä ilmakehään syntyy päivittäin voimakkaita lämpötilaeroja myös pystysuunnassa. Tällöin säänvaihtelukin tapahtuu varsin eri tavoin kuin talvella. Tämä on ehkä vähän yllättäenkin  tietokoneille se selvästi vaikeampi osuus laskettavaksi.

Kesäpuoliskolla aurinko lämmittää huomattavasti päiväaikaan. Ilma itsessään ei suoraan auringon säteilystä juurikaan lämpene, mutta aurinkoisena päivänä auringon säteet lämmittävät nopeasti maanpintaa. Maa lämpenee helposti yli 40- ja keskikesällä jopa 50-asteiseksi, vaikka ilma olisi miten kylmää tahansa. Koska ilma on hyvä eriste, se ei myöskään johda lämpöä maasta ilmaan. Näin maanpinnan ja ilman välille syntyy suuria lämpötilaeroja jo aamupäivän aikana. Tätä ilmakehän pystysuuntaista lämpötilaeroa sekoittamaan syntyy konvektiota, ilmakehän pystysuuntaista liikettä. Konvektion nouseva liike ei tapahdu yhtenäisesti kaikkialla, vaan se on hyvin paikallista ja nousevien virtausten välissä ilmaa on myös laskevassa liikkeessä. Tämä päinvastaisten liikkeiden rytmi saa aikaan ilmakehässä erikokoisia pyörteitä, jotka ovat tehokkaimmillekin tietokoneille yhä tulevaisuudessakin suurin ennustushaaste.

 

Kumpupilviä kattilassa

Konvektiota voi myös tarkkailla kotona ”keittiökonstein” keittämällä kattilallisen vettä. Kuuma levy vesikattilan alla vastaa auringon lämmittämää maan pintaa. Siinä, missä kattilan pohjasta syntyy nousevia ilmakuplia veden pintaan, syntyy kohoavista virtauksista ilmakehässä kumpupilviä, jotka toisinaan paisuvat valtaviksi ukkospilviksi.

Kattilassa on mahdotonta millin tarkkuudella tietää, mistä milloinkin yksittäinen kupla kohoaa. Samoin ilmakehässä vastaavien kumpupilvien tarkkaa paikkaa jo kokoa on mahdotonta tietää etukäteen. Varmaa on se, että niitä syntyy yleisesti päiväaikaan maanpinnan lämmettyä ja vastaavasti ne kuihtuvat yöksi, kun aurinko ei enää lämmitä.

Pilvien osalta tilanne on paljon monimutkaisempi kuin kuplien, jotka kohoavat melko säännöllisinä  ylöspäin veden pintaan poksahtaen. Pilvet eivät ole tasamuotoisia pyöreitä palloja. Niiden koko ja muoto riippuu ilmakehän lämpötilan pystyjakaumasta, joka voi vaihdella äärettömän monella eri tavalla. Pienikin lämmin tai kylmä kerros ilmakehän eri korkeuksissa voi muuttaa pilven muodon ja koon tyystin erilaiseksi.

Kaikkein haastavinta tietokoneille tulee aina olemaan tarkka piste-ennuste kesäaikaan, jolloin säätä hallitsee heikohko matalapainetoiminta. Tällöin pilvet ottavat itse ohjat haltuunsa ja kehittävät omia tuuliaan, jotka edelleen muokkaavat sääsysteemiä, mitä erikoisemmilla tavoilla.

Näkyvä sää on vain veden olomuodon muutoksia

Ilmakehän kohoaviin ilmakupliin liittyy myös veden olomuodon muutoksia. Juuri näin ilmakehän lämpimät ilmakuplat muuttuvat näkyviksi pilviksi. Kohotessaan ylöspäin kuiva ilma jäähtyy noin 10 C/km. Kun ilma jäähtyy riittävästi, näkymätön vesihöyry tiivistyy. Kauniin ilman kumpupilvet syntyvät, kun ilmakehän näkymätön vesihöyry tiivistyy vedeksi. Mikäli pilvet kasvavat kunnolla paksuutta, niiden yläosa jäähtyy pakkasen puolelle ja aamupäivän kauniista kesäpilvistä syntyy sadekuuroja. Mikäli pilven yläosa jäähtyy reilut 20 astetta pakkasen puolelle, vesipisaroiden ja rakeiden hankauksesta syntyy pilveen sähkövarauksia ja jännitteitä, jotka purkaantuvat ukonilmana. Tällaiseen kesämyrskyyn ei välttämättä tarvita lainkaan matalapainetta. Riittää, kun ilmassa on riittävästi kosteutta ja suuria lämpöeroja pystysuunnassa. Konvektio hoitaa loput!

Salamoita en saanut kokkitaidoillani aikaiseksi… Oletko itse saanut aikaan sääilmiöitä?

Mammatuspilvet (nimi peräisin latinan kielisestä sanasta, mamma, eli naisen rinta) eli utarepilvet vangitsevat huomion taivaalla. Tämä pilvityyppi poikkeaa monesta muusta pilvien uhkaavan ja provosoivan ulkoasun ansiosta. Mammatuspilvet liittyvät yleensä ukkospilviin, joiden reuna-alueilla voimakkaat nousuvirtaukset ovat kääntyneet laskuvirtauksiksi. Mammatuspilviä esiintyy tyypillisesti 4000-7500 metrin korkeudella ja niihin liittyy voimakasta turbulenssia.

Itse ukkospilvi syntyy, kun lämmintä ja kosteaa ilmaa virtaa ilmakehän ylempiin kerroksiin. Pilven yläosa alkaa levitä sivusuuntaan, kun sen kasvukorkeus saavuttaa stratosfäärin, jonka rajan yli ukkospilvi harvoin pääsee kasvamaan. Stratosfäärissä ilma on vakaampaa ja kuivempaa, ja tämä raja-alue toimii ikään kuin kattona ukkospilvelle. Pilven kasvaessa tarpeeksi korkeutta erkanee siitä sivusuunnassa leviävä alasin, jonka alapuolella on pilvimassaa huomattavasti kuivempaa ilmaa. Kuivan ja kostean ilman rajamailla nousuvirtaukset kääntyvät äkillisesti laskuvirtauksiksi tasoittaakseen epätasapainotilaa. Alasimen alaosaan alkaa muodostua laskuvirtausten aiheuttamia pullistumia eli mammatuspilviä. Ne voivat parhaimmillaan yltää useiden satojen kilometrien päähän itse ukkospilvestä. Todennäköisimmin mammatus- eli utarepilviin törmää lämpiminä vuodenaikoina myöhäisiltapäivästä, jolloin kuuropilvet ovat yleensä kasvaneet täyteen mittaansa.

Lentoliikenteen kannalta kuuropilvet, erityisesti sellaiset, joissa on alasimainen rakenne tai utarepilviä, ovat vaarallisia. Pilvissä ja niiden välittömässä läheisyydessä on voimakasta turbulenssia, joten lentäjät pyrkivät yleensä kiertämään pilvet.

Suomen aktiivisin kesälomakausi on alkanut, joten heinäkuun sää kiinnostaa useita. Paikallissääennusteet ulottuvat aina maksimissaan vain parin viikon päähän, ja niiden luotettavuus heikkenee Suomen oloissa selvästi jo muutamannen päivän kohdalla, joten tänään luodaan katsaus kuukauden pitkän ajan ennusteeseen.

Yksi merkittävimmistä säämallituottajista, ECMWF (European Centre for Medium-Range Forecasts), tekee ”normaalien” ennusteiden lisäksi kuukauden ja vuoden pituisia pitkiä ennusteita.

Pitkät ennusteet eroavat lyhyistä siinä, että niissä ei lainkaan pyritä ennustamaan säätä tietylle ajanhetkelle tietyssä paikassa, vaan niissä pyritään arvioimaan sitä, millä todennäkösyydellä esim. lämpötila, sade ja ilmanpaine ovat laajalla alueella ajankohdan keskiarvoa suurempia tai pienempiä jollakin ajanjaksolla.

Kuukauden mittaisissa ennusteissa arviot annetaan viikkokohtaisesti: maanosakohtaiset kartat näyttävät sinisinä tai punaisina läntteinä ne alueet, joissa tietyllä viikolla arvioidaan esim. sadetta tulevan keskimääräistä enemmän tai vähemmän. Vuoden ennusteet toimivat samalla periaatteella, mutta pidemmällä ajanjaksolla: niissä jakson pituus on peräti kolme kuukautta.

Pitkät ennusteet ovat parhaimmillaan tropiikissa, mutta etenkin kuukauden mittaiset ennusteet ovat varsin hyviä täälläkin antamaan viitettä siitä, mitä tuleman pitää. Puran tässä lyhyesti auki sitä, mitä ennusteet tarjoavat heinäkuulle. Tekijänoikeussyistä kuvia ei saa näyttää blogissa sellaisenaan, joten ennusteiden olennainen sisältö tulee tekstimuodossa.

Kirjoittamista ja lukemista helpottaakseni jaan ennusteajanjakson viikot neljäksi seuraavasti:

Viikko 1: 3-10.7. Viikko 2: 11-17.7. Viikko 3: 18-24.7. Viikko 4: 25-31.7.

Sade

Viikko 1 on Suomessa sateinen. Se näkyy lyhyenkin ajan ennusteissa; sää on epävakainen ja Suomen yli pyyhkii sadealue toisensa jälkeen. Väliin mahtuu onneksi toki aurinkoistakin säätä. Viikko 2 on myös hieman keskimääräistä sateisempi, viikoilla 3 ja 4 lähestytään keskiarvoa. (Tämä käytös on tyypillistä pitkille ennusteille, loppupäässä ennuste aina ”tasoittuu” ja suuria eroja normaaliin nähden ei enää nähdä)

Yhdistettynä ilmapaine-ennusteeseen sade-ennuste näyttää siltä, että alkujakson ajan matalapaineiden reitti pyyhkii suoraan Suomen yli ja sää on epävakainen. Viikkojen 3 ja 4 ennusteiden mukaan pidempiaikainen korkeapaine ei ole täysin poissuljettu, jos ei täysin varmakaan vaihtoehto.

Lämpötila

Viikko 1 on maan länsiosassa keskimääräistä viileämpi, seuraavat kolme viikkoa ollaan lähellä lämpötilan keskiarvoa. Tämän mukaan seuraavien viikkojen sää ei ainakaan sisältäisi massiivisia helleaaltoja, vaan pahimpien sateiden jälkeen parinkympin ympärillä pyöriviä lämpötiloja.

___________

Pitkän ajan ennusteista ei kannata tehdä liian pitkälle meneviä päätelmiä. Esimerkiksi vaaleanpunainen Suomi lämpötilakartalla ei automaattisesti tarkoita sitä, että on tulossa suuri helleaalto. Se voi tarkoittaa esimerkiksi joko sitä, että joka päivä on asteen verran keskiarvoa lämpimämpää tai sitä, että yksi päivä viikosta on hirmuisen kuuma ja loput normaalia viileämpää! Ennuste ei millään tavoin ota kantaa siihen, tapahtuuko poikkeama keskiarvosta kertarysäyksellä vai hiljaa hissutellen.

Jään itse tämän päivän jälkeen kesälomalle, mutta saatan kirjoitella tänne lomallakin, ihan viimeistään taas kuukauden päästä. Tämä teksti jäi kuvaa vaille, joten keksitäänpäs loppuun vielä jotakin heinäkuuhun sopivaa:

Hyvää heinäkuuta kaikille!

 

 

Katselen tässä työvuorossa tutkakuvassa päivän ensimmäisiä ukkosia ja mieleeni juolahti, kuinka usein käytetään ilmaisua ”onpa painostava ilma”. Painostava ilma liitetään usein siihen ajatukseen, että pian tulee ukkonen, jonka jälkeen ilma tuntuu raikkaammalta.

”Painostava ilma” ei ole termi, jolla olisi tarkkaa meteorologista määritelmää, joten jäin tässä miettimään, mikä saa sään tuntumaan painostavalta? Mikä ero on painostavan ja ei-painostavan ilman välillä?

Ensimmäinen asia, joka tulee mieleen, on ilmankosteus, virallisemmin ilmaistuna sen sisältämän vesihöyryn määrä. Ainakaan itse en äkkiseltään muista kokeneeni Suomessa montakaan kertaa sitä Välimeren maista tuttua lämmintä, kosteudesta sametinpehmeää ilmaa, joka muodostaa maiseman eteen sinertävän usvan. Kun ilmankosteus alkaa täällä nousta lämpimällä säällä, ilmaa kuulee usein luonnehdittavan painostavaksi.

Toinen asia, yhdessä kostean ilman kanssa, on tuulen puute. Ainakin meikäläisissä lämpötiloissa tuuli viilentää, mutta tuulen puuttuessa tuntuu kuin lämpöä ei pääsisi ulkona karkuun. Lisäksi kaupunkikeskustojen ulkopuolella hyttyset ja paarmat tuntuvat innostuvan meistä, omista kävelevistä lounasravintoloistaan, erityisen paljon. Tai ehkä tuuli ei pääse puhaltamaan niitä pois kurssiltaan matkallaan kohti ateriaa.

Painostavaksi koettu ilma saa monet odottamaan ukkosta, eikä syyttä: olosuhteet ovat ukkoselle varsin otolliset. Muodostuakseen ukkospilvet tarvitsevat lämpöä ja kosteutta, joita on molempia runsaasti tarjolla. Hyvänä esimerkkinä toimivat merelliset trooppisen ilmaston maat, joissa ilma on kosteaa ja kuumaa ympäri vuoden ja ukkosetkin lähes jokapäiväisiä.

Painostava ilma jakaa mielipiteitä. Osalle ihmisistä se on vihoviimeinen vitsaus ja voikin olla epämukavuudessaan valmiiksi heikkokuntoisille jopa terveydelle vaarallinen, osalle se on lahja taivaalta. Itse kuulun jälkimmäiseen joukkoon; viihdyn parhaiten n. 30 asteen lämpötilassa kosteassa säässä, kunhan auringolta pääsee välillä suojaan. Perimääni on tainnut livahtaa vahingossa mukaan viipale trooppista lintua.

Viime yönä eli varhain 20-21.6. aamuyöllä oli kesäpäivänseisaus – hetki, jolloin päivä on pohjoisella pallonpuoliskolla pisimmillään ja aurinko saavuttanut kaikkein korkeimman pisteensä. Pessimistin silmin teknisesti nyt ollaan jo matkalla joulun pimeyttä ja vaakaräntää kohti… Tässä asiassa suosin optimismia, nautitaan mieluumin kesästä ja valosta!

Mistä juolahti mieleeni, juhannustaikoja tekevät: nyt, kun juhannus on aina viikonloppuisin eikä kesäpäivänseisauksen aikaan, milloin on oikea aika tehdä juhannustaikoja? Oliko se viime yönä vai onko se kalenterin mukaisena juhannuksena?

Toimistoltamme löytyvän Kustaa Vilkunan vuotuisen ajantiedon mukaan juhannustaioista  merkittävä osa on naisten tekemiä ja vaatii alastomana kieriskelyä nurmikolla, lampeen kurkkimista ja muita hieman hämmentäviä toimenpiteitä. Sään puolesta viime yö oli tämänkaltaisten taikojen tekemiseen varsin miellyttävä, tämänhetkisten tietokonemalliennusteiden mukaan juhannuksena on vaihtelevampaa.

Viikko sitten kerroin jo tämänkertaisen juhannussään ennustamisen vaikeudesta. Tilanne pysyy edelleen hankalana, pistänpä syyllisestä kuvan tähän:

Suomen eteläpuolisessa Euroopassa on lämmintä ilmamassaa, pohjoispuolella viileämpää. Suurinpiirtein kuvan violetteja nuolia pitkin, välillä hieman niiden ulkopuolellekin ulottuen, kulkee kuurosadealueita, välillä runsaampiakin sateita. Väleissä on poutaista.

Ennusteissa tuo käärmemäinen sadealueiden reitti mutkittelee peräkkäisissä malleissa milloin eteläisen, milloin pohjoisen Suomen yli. Juhannuksen päivien välillä on niin ikään vaihtelua, tämän hetken ennusteessa lämpimin ilmamassa olisi meillä lauantain paikkeilla:

En tähän tekstiin pistä kuvia juhannuksen ennustetuista lämpötiloista ja sateista, sillä on melko varmaa, että ne vielä muuttuvat lähipäivinä. Tämän hetken tiedon mukaan täysin sateista tai sateetonta kolkkaa Suomessa ei tule olemaan, juhannus on myös keskimääräistä lämpimämpi: parhaimmillaan (tai joillekin pahimmillaan) etelässä lämpötilat saattavat lauantaina hipoa jopa 30 astetta ja koko maassa lämpötilat ovat 20 asteen yläpuolella.

Kannattaa varautua sekä viileämpään säähän, lämpöön, sateisiin että jopa ukkosiin, kaikkea on tänä juhannuksena tarjolla!

Hauskaa juhannusta, pidetään kukin omalta osaltamme huoli, että tästä tulee ennätysjuhannus, jolloin hukkumiskuolemia ei tule yhtään!