Hyistä pintavettä ja sumuja Suomenlahdella – syynä kumpuamisilmiö

Julkaistu

Moni merenkulkija on erityisesti viime viikolla joutunut Suomenlahdella sankkojen sumujen kouriin ja ihmetellyt hyistä pintavettä. Tuuli ehti puhaltaa useamman päivän ajan luoteesta, jolloin nk. kumpuamisilmiö pääsi kehittymään. Sen seurauksena pintavesi kylmeni Suomenlahden pohjoisosassa monin paikoin vain n. 11-12 -asteiseksi, lämpimämpi pintavesi pakeni kohti etelää. Kylmän pintaveden yllä pääsi syntymään tälle vuodenajalle epätyypillisiä, sankkoja sumuja. Sumut olivat seurausta vesihöyryn tiivistymisestä kylmän alustan yllä. Vastaava ilmiö koetaan merialueilla useimmiten keväällä ja alkukesästä, jolloin lämpimän ilmamassan saapuminen kylmän meren ylle voi synnyttää laajempiakin sumuja.

Merisumua kesäkuussa Helsingin edustalla (kuva: Markus Mäntykannas, Helsinki / Tervasaari)
Merisumua kesäkuussa Helsingin edustalla (kuva: Markus Mäntykannas, Helsinki / Tervasaari)

Kumpuamisilmiön anatomiaa

Kumpuaminen tarkoittaa veden liikettä syvemmältä pintaa kohden. Suomen merialueilla vesi ei ole peräisin kovinkaan syvältä, yleensä noin 10-20 metristä, kun taas valtamerillä 200 metrin syvyydestä. Kumpuamista voidaan kuvata nk. Ekman-ilmiön avulla: esimerkiksi Suomen etelärannikolla kumpuamisprosessi on voimakkaimmillaan tuulen puhaltaessa lännestä, jolloin Ekman-teorian mukaan vesi rannikon edustalta kulkeutuu tuulesta katsottuna oikealle eli avomerelle päin Coriolis-ilmiöstä johtuen. Rannikolta poistuva vesi korvautuu syvemmän kerroksen kylmemmällä vedellä. Vastaavasti jos tuuli puhaltaa etelärannikolla idän kantilta, tulee avomereltä rannikon edustalle ”ylimääräistä” vettä, joka painuu syvemmälle.

Kumpuaminen saattaa kesällä alentaa pintaveden lämpötilaa parhaimmillaan jopa yli 10 asteella lyhyessä ajassa. Kumpuamisen yhteydessä syvemmältä nouseva vesi on kylmää ja ravinnerikasta, joten aurinkoisessa ja heikkotuulisessa säässä kumpuamisalueille voi muodostua herkästi leväkukintoja. Kumpuamisilmiö kestää Itämerellä yleensä 0,5-10 päivää ja lämpötilaero avomeren ja kumpuamisalueen välillä on 2-10 astetta. Suomenlahdella rannikon suuntaisen tuulen pitää kestää pari vuorokautta ennen kuin kumpuaminen kehittyy ja tuulen nopeuden on oltava vähintään 7-10 m/s. Kumpuamisalueen laajuus on yleensä 5-20 kilometriä rannikosta ulospäin ja 30-150 kilometriä rannikon suunnassa.

Itämeren tärkeimmät kumpuamisalueet sijaitsevat rannikoiden läheisyydessä: aivan Suomen etelärannikon kupeessa, Suomenlahden itäosassa Pietarin edustalla ja Viron rannikolla. Loppukesästä ja alkusyksystä meriveden pintalämpötila saattaa voimakkaassa kumpuamistilanteessa olla joskus Helsingin edustalla vain +10 astetta kun taas 10-20 km avomerellä päin vesi voi olla 20-asteista. Tuulisten päivien jälkeen kannattaa siis tarkistaa uimaveden lämpötila, jotta välttyy hyiseltä yllätykseltä.

Kumpuamisilmiön seurauksena kylmentynyt pintavesi Suomenlahden pohjoisosassa näkyy myös tästä merivesilämpötila-animaatiosta. Lisätietoa meriveden lämpötilaennusteista täältä!
Kumpuamisilmiön seurauksena kylmentynyt pintavesi Suomenlahden pohjoisosassa näkyy myös tästä merivesilämpötilakuvasta. Lisätietoa meriveden lämpötilaennusteista täältä!

Maapallon pilvisyys

Julkaistu

Maapallon pinnasta on pilvien peitossa arviolta jopa 2/3. Erityisesti valtameret ovat hyvin pilvisiä. Merten yllä ainoastaan 10 prosentin alueella on tietyllä hetkellä täysin selkeää. Maa-alueilla sen sijaan noin 30 prosenttia taivaasta on pilvetöntä tiettynä ajanhetkenä.

Aqua-satelliitin MODIS-mittausten perusteella luotu karttakuva näyttää missä maapallolla on keskimäärin pilvisintä ja selkeintä. Satelliitin päivittäinen mittausdata perustuu 13 vuoden mittauksiin.

Maapallolla on kolme laajaa aluetta, joissa taivas on todennäköisimmin pilvinen: kapea nauha päiväntasaajan lähettyvillä ja kaksi laajempaa aluetta keskileveysasteilla.

Maapallon keskimääräinen  piövisyys aikavälillä heinäkuu 2002 - huhtukuu 2015. Mitä vaaleampi on väritys, sen pilvisempää alueella on keskimäärin ja sinisempi on alueen väri, sitä selkeämpää alueella on keskimäärin.
Maapallon keskimääräinen pilvisyys aikavälillä heinäkuu 2002 – huhtikuu 2015. Mitä vaaleampi on väritys, sen pilvisempää alueella on ja mitä sinisempi on alueen väri, sitä selkeämpää alueella on keskimäärin.

Päiväntasaajan alueella oleva pilvisyys on seurausta ilmakehän kiertoliikkeen Hadley-soluista, joiden alueella kylmä ilma laskeutuu lähellä 30 asteen leveyspiirejä päiväntasaajan pohjois- ja eteläpuolella ja kohoaa takaisin päiväntasaajan lähettyville palatessaan ja lämmettyään ylöspäin. Kun tämä lämmennyt kostea ilma alkaa kohota ympäröivää ilmaa kevyempänä ylöspäin, se samalla jäähtyy ja kykenee sisältämään entistä vähemmän kosteutta. Tästä syystä näkymätön vesihöyry alkaa tiivistyä pilviksi. Tämän kyseisen vyöhyke tunnetaan nimellä ITCZ, eli Inter Tropical Convergence Zone, suomeksi Intertroopinen konvergenssivyöhyke.

Pilviä tapaa myös muodostua keskileveysasteilla 60 astetta päiväntasaajasta pohjoiseen ja etelään. Suomi kuuluu tälle alueelle, jossa ilmakehän keskileveysasteiden ja polaarialueen kiertoliikkeen Ferrel-solut kohtaavat ja saavat ilman kohoamaan ylöspäin. Tällä alueella tapahtuu paljon matalapaineiden muodostumista.

Laskevan ilmavirtauksen alueella on taas usein pilvetöntä, sillä laskeutuessaan ilma lämpenee ja kykenee sisältämään enemmän kosteutta. Tällainen alue sijaitsee 15-30 astetta päiväntasaajalta etelään ja pohjoiseen. Esimerkiksi Saharan aavikko sijoittuu tälle leveyspiirille.

Merivirrat ovat myös yksi syy, jonka vuoksi jotkut alueet ovat pilvisempiä kuin toiset. Esimerkiksi Etelä-Amerikan, Afrikan ja Pohjois-Amerikan länsipuolella maapallon pyörimisliikkeestä johtuen meren pintakerros ajautuu pois rannikolta päin, jolloin kylmempää vettä kumpuaa syvemmältä ja viilentää ilmaa merenpinnan yläpuolella: kostea ilma jäähtyy ja vesihöyry tiivistyy pilviksi.

Myös maan pinnanmuodot vaikuttavat pilvisyyteen etenkin vuoristoisilla alueilla, jotka pakottavat ilman kohoamaan ylöspäin ja jäähtymään. Tyypillisesti pilvet satavat kosteuden alas ennen vuoren toiselle puolelle siirtymistään (tunnetaan meillä Föhn-ilmiönä).

Tulee pitää mielessä että kyseinen kuva kuvaa vain keskimääräistä pilvisyyttä koko mittausajalta. Eri vuodenaikoina pilvisyysjakauma voi olla hyvinkin erilainen.

 

Kuva: NASA Earth Observatory