Pakkaspäiviä tulossa!
Ilmamassa yllämme on varsin kylmää, 850 hPa -painepinnalla eli n. puolentoista kilometrin korkeudessa pakkasta on 12-18 astetta. Moni meistä on tottunut ajattelemaan, että ylöspäin mennessä ilma aina jäähtyy, mutta pakkassäällä, etenkin selkeällä sellaisella, käy päinvastoin: kylmä ilma löytyykin aivan maanpinnasta.
Pakkassäällä tarkkojen pakkaslukemien ennustaminen tuottaa meteorologeille harmaita hiuksia. Tässä blogitekstissä valotan hieman sitä, miksi näin on.
Inversio – lämpötilat ylösalaisin
Kaikille meille ovat tuttuja etenkin syksyisin selkeällä säällä iltaisin ja aamuisin maanpinnan tuntumassa kelluvat kauniit sumupilvijärvet. Auringon alkaessa paistaa sumut hälvenevät. Tuo muodostunut kaunis sumupilvi kertoo siitä, että maa on jäähtynyt lämmön säteillessä ylöspäin nopeammin kuin sen yläpuolella oleva ilma. Ilman jäähtyminen tapahtuu vähitellen alhaalta päin ja jäähtyneessä ilmakerroksessa on enemmän ilmankosteutta kuin ilma pystyy pitämään näkymättömänä. Ilmankosteus tiivistyy sumupisaroiksi – tuloksena kauniita sumulauttoja.
Kuvaillussa tilanteessa ilma on kylmintä aivan lähellä maanpintaa ja lämpenee siitä ylöspäin mentäessä. Tätä tilannetta kutsutaan lämpötilainversioksi.
Lämpötilainversio syntyy maanpinnan tuntumaan myös selkeinä pakkasöinä. Kaikkein kylmin ilma ”valuu” maaston alaviin paikkoihin. Tällaisina öinä näkee usein tilanteita, joissa tunturin vieressä laaksossa pakkasta voi olla jopa 30 astetta enemmän kuin vieressä tunturin huipulla! Havaintoasemien välimatka saattaa olla vain muutaman kilometrin, jopa vähemmän.

Pilvisyys ja harmaat hiukset
Maastonmuodot eivät aiheuta meteorologeille suinkaan eniten harmia. Sen sijaan todellisen haasteen tuo pilvisyyden vaikutus.
Jotta pakkanen pääsisi kiristymään kunnolla ilmamassan määrittämään ”täyteen potentiaaliin”, vaadittaisiin täysin selkeä taivas. Pakkassäällä kylmä ilma ei pysty sitomaan itseensä näkymättömiin paljoa kosteutta, joten pienikin kosteusmäärä muodostaa äkkiä sumupilven. Siksi talviset korkeapainepäivät ovat hyvin usein pilvisiä.
Vaikka tuo pilvi muodostaa tasaisen näköisen pilvikaton, pilvikerros saattaa usein olla hyvinkin ohut. Ei vaadita paljoa, että pilvipeitteeseen syntyy pieniä rakoja, joista näkyy selkeä taivas.
Tässä on pakkasten ennustamisen ongelman ydin: pilvikerros heijastaa tehokkaasti maasta nousevaa lämpösäteilyä takaisin lämpimän vaatekerroksen tapaan. Lämmin (tai ainakin ei-niin-kylmä) ilma jää maan ja pilven väliin ja lämpötila ei pääse tippumaan kovin alas. Selkeän kohdan sattuessa käy toisin: lämpösäteily karkaa pois ja lämpötila putoaa nopeasti.
Sellaisen pilvipeitteen tapauksessa, jossa pilvessä on toisaalla aukkoja ja toisaalla se on täysin kiinteä, lämpötilaa on mahdotonta ennustaa täysin oikein ainakaan koko alueelle. Lämpötila reagoi nopeasti pilvisyyden vaihteluihin: ei kestä montaa minuuttia, kun sään seljetessä lämpötila tippuu äkkiä jopa 1o astetta alemmaksi. Samoin toisinpäin, lämpötila lähtee nousuun pian sen jälkeen, kun taivaalle leviää pilvi.
Asiaa helpottaisi hieman, jos pilvi olisi on-off-mallinen: sitä joko olisi tai ei olisi. Valitettavasti pilvissä on paksumpia ja ohuempia kohtia, melkein-reikiä ja muita yksityiskohtia, jotka päästävät vain osan lämpösäteilystä läpi, heijastavat osan ja samalla romahduttavat meteorologin viimeisetkin toiveet täydellisestä lämpötilaennusteesta. Satelliititkaan eivät toimi parhaimmillaan talvella ja etenkään Lapin leveysasteilla.

Ratkaisu?
TV-meteorologeilla ratkaisu tähän lämpötilojen vaihteluun on yksinkertainen: lämpötilahaarukka! Suurin osa meistä on varmaan nähnyt ”yölämpötila -20…-40 astetta” -tyyppisen lämpötilamerkinnän. Sitä käytetään hyvästä syystä, alueen sisällä todennäköisesti löytyy sekä -20 asteen että -40 asteen lähellä olevia lämpötiloja että kaikkea siltä väliltä.
Piste-ennusteissa haarukoita ei valitettavasti ole olemassa, eikä niitä ole helppo asentaa automaattisiksi; meteorologi tarvitaan tunnistamaan hankala säätilanne, mutta parin miljoonan paikan tietokantaa ei käsin säädetä päivittäistasolla.
Siksi tulevia päiviä varten tämä tietoisku kaikille: Tietokonemallit eivät saa kiinni kaikista kylmimmistä lämpötiloista, joten kannattaa varautua, että pakkasta on enemmän (tai runsaamman pilvisyyden tapauksessa vähemmän) kuin tietokone-ennusteet sanovat!

Mukavia pakkaspäiviä kaikille! Niitä kestää vain muutaman päivän ajan; ensi viikolla meille on ainakin väliaikaisesti leviämässä ennusteiden mukaan lauhaa ilmaa.