Tuuli on ilman liikettä. Välillä ilma liikkuu vauhdilla ja toisinaan seisoo vain paikallaan. Mistä tämä sitten johtuu? Otetaan esimerkkinä auton rengas, johon painetaan terävällä esineellä pieni reikä. Näin ilma alkaa liikkua ja reiän kohdalle syntyy erittäin paikallinen tuuli. Tuuli puhaltaa renkaan sisältä ulospäin. Aluksi tuuli on voimakasta, mutta vähitellen tuuli kuitenkin alkaa heikentyä. Lopulta, kun rengas on ”tyhjä”, myös tuuli tyyntyy.
Tuuli johtuu paine-erosta
Rengaskokeessa tuuli johtuu paine-erosta renkaan sisä- ja ulkopuolella. Aluksi renkaan sisällä on selvästi suurempi paine kuin renkaan ulkopuolella, mutta renkaan ”tyhjennyttyä” paine-eroa ei enää ole lainkaan. Samalla tavalla myös ilmakehässä tuuli on sitä voimakkaampaa, mitä suurempaa on paine-ero eri alueiden välillä. Ilmakehässä paine-erot johtuvat ilmanpaineen vaihtelusta.
Paljonko ilma painaa?
Maapalloa ympäröi kaasukerros, jota kutsutaan ilmakehäksi. Ilmakehä on sekoitus noin kymmentä erilaista luonnollista kaasua. Pääasiassa seos sisältää typpeä (78%) ja happea (21%). Tämä ilman kaasuseos on kovin huomaamaton ja usein ajatellaankin, ettei ilmakehä myöskään paina mitään. Kaikilla kaasuilla on kuitenkin oma painonsa ja niin on ilmakehän kaasuseoksellakin. Tämä paino on jopa huomattavan suuri. Ilmakehä aiheuttaa 1 m² alueelle keskimäärin noin 10 000 kg painon.
Ilman paino aiheuttaa ilmanpaineen
Ilmakehän maanpinnalle kohdistama paino aiheuttaa paineen, jota kutsutaan ilmanpaineeksi. Kylmä ilma on raskaampaa kuin lämmin ilma ja näin syntyy paine-eroja. Pohjimmiltaan ilmanpaine-erot johtuvatkin maapallon epätasaisesta lämpenemisestä. Aurinko lämmittää päiväntasaajan seutua enemmän kuin napaseutuja. Mantereet lämpenevät päivällä huomattavasti enemmän kuin merialueet. Erilaiset pinnat lämpenevät myös eri tavalla. Yöllä ja talvella erot saattavat olla juuri päinvastaisia. Lisäksi maapallo pyörii ja tämän kaiken seurauksena maapallon ilmanpaineessa on suurta vaihtelua niin paikallisesti, kuin ajallisestikin. Mitä suurempi paine-ero on eri paikkojen välillä, sitä voimakkaampaa on myös tuuli.
Ilmanpaine ja tuulensuunta
Rengaskokeessa tuuli puhalsi renkaan sisältä ulospäin eli korkeapaineesta matalapaineeseen päin. Näin tuulelle kävisi ilmakehässäkin, jos maapallo ei olisi pyöreä eikä se pyörisi. Maapallo kuitenkin pyörii ja on pallon muotoinen. Tästä aiheutuvan ns. coriolis-voiman seurauksena tuuli kiertää matalapaineita vastapäivään ja korkeapaineita myötäpäivään pohjoisella pallonpuoliskolla. Eteläisellä pallonpuoliskolla tilanne on päinvastoin.
Tuuli on mantereella voimakkainta päiväsaikaan
Maanpinnan kitka heikentää tuulta ja tekee tuuleen pyörteitä. Sisämaassa kitka on suurempaa kuin merellä. Niinpä tuuli on maa-alueilla puuskaisempaa ja heikompaa kuin merialueilla. Myös maan tai vesistön lämpötila vaikuttaa tuulisuuteen. Parhaiten tuuli pääsee laskeutumaan pintaan tilanteissa, joissa ilma on kylmempää kuin maan tai vesistön lämpötila. Maa-alueet jäähtyvät yöaikaan ja niin tuuli usein yöaikaan ”irtoaa” maan pinnasta. Seuraavana päivänä auringon lämmittäessä maanpintaa puuskat taas hiljalleen laskeutuvat pintaan ja tuuli voimistuu uudelleen.
