Keväisen lämmintä ja kovia puuskatuulia

Julkaistu

Loppuviikosta Suomessa puhaltaa lämmin föhntuuli ja lämpötila kohoaa lähes koko maassa nollan yläpuolelle, paikoin jopa +5…+7 asteeseen!

Lähipäivinä lämmin tuuli sulattaa lunta. Kuva: Matti Hietala
Lue lisää → ”Keväisen lämmintä ja kovia puuskatuulia”

Lisää lunta Etelä-Eurooppaan

Julkaistu
Kuvituskuva Pyreneiltä

Etelä-Euroopassa on kehittymässä voimakas matalapaine, jonka tuulennopeus voi yltää puuskissa yli 30 metriin sekunnissa. Runsaat sateet tuovat myös vuorille paikoin kymmeniä senttimetrejä lunta päivässä.

Lue lisää → ”Lisää lunta Etelä-Eurooppaan”

Maailman suurimmat lumikertymät

Julkaistu

Loskaisten päivien jälkeen lunta tulee taas tupaan eteläisessä Suomessa. Suomen suurin vuorokauden aikana satanut lumikertymä on Merikarvian 73 cm, joka mitattiin tammikuun 8. päivänä. Maapallollamme on kuitenkin useita paikkoja, missä lumikertymät voivat lyhyemmässäkin ajassa kasvaa tätä huomattavasti suuremmiksi. Todennäköisesti suurimman vuorokaudessa mitatun lumikertymän titteliä pitää Italian Capracotta, jossa tuprutti 256 cm lunta 18 tunnissa 5.3.2015.

Suurien lumikertymien resepti

Erittäin suuret lumikertymät ovat ominaisia keskileveysasteiden vuoristoisille seuduille, jotka sijaitsevat lähellä verrattain lämpimiä merialueita. Toisaalta myös suurten ja sulien järvien rannoilla voi syntyä nk. ”lake effect snow” -ilmiö, jolloin kylmän ilman purkaus synnyttää sakeita lumikuuroja. Merikarvian tilanteessa kyse oli juuri vastaavasta ilmiöstä, josta Joanna kirjoitti tarkemmin täällä.

Tiettävästi kaikista suurimmat vuorokautiset lumikertymät ovat kuitenkin osuneet vuoristoisille seuduille, kuten esimerkiksi Keski-Italiaan, Pohjois-Japaniin ja Yhdysvaltojen Coloradoon. Resepti on kaikkialla kuta kuinkin samanlainen – erityisesti muutamat tekijät edesauttavat suurien lumikertymien syntymistä. Ensinnäkin tarvitaan matalapaineen alue, jonka ympäristössä ilma on nousevassa liikkeessä, jotta syntyy pilviä ja sateita. Jos perusvirtaus on hyvin kylmä ja se liikkuu verrattain lämpimän merialueen yli, kuten esimerkiksi Pohjois-Japanissa Siperiasta saapuvat arktiset kylmänpurkaukset, haihtuu merestä runsaasti kosteutta, nousuliikkeet voimistuvat ja lumisade sakenee. Mikäli perusvirtaus vielä tämän lisäksi kohtaa vuoriston, joutuu ilma pakotettuun nousuun, jolloin nouseva liike yhä voimistuu vuoriston merenpuoleisella rinteellä. Matalapaineen alue, lämpimän merialueen yli etenevä erittäin kylmä ilmavirtaus ja  vuoristo antavat hyvät edellytykset erittäin suurille lumikertymille.

Suomea lähinnä oleva paikka, jossa tämä ilmiö tapahtuu toistuvasti talvisin, on Norjan rannikkoseutu. Meren yli puhaltavan ilmavirtauksen ei välttämättä tarvitse olla kovin kylmäkään, mutta mikäli se tempaa mukanaan tarpeeksi kosteutta Atlantin valtamereltä, voimistuvat sateet vuoriston länsirinteellä Norjan rannikolla, kun ilma kohoaa ja kylmenee ja kun kosteus tiivistyy pilviksi ja sateiksi.

Kuva 1: Yhdysvalloissa vuoristo, suuret järvialueet sekä lämpimän Atlantin valtameren läheisyys aiheuttavat monilla alueilla erittäin suuria lumikertymiä. Kalliovuorten alueilla läntiset ja kosteat ilmavirtaukset joutuvat pakotettuun nousuun, jolloin vuoristolla sataa paljonkin lunta. Suuret Järvet aiheuttavat talvisin arktisen ilmamassan purkausten yhteydessä "lake-effect snow" -ilmiön, kun taas itärannikolla voimakkaat sateet saavat enegiansa Golfvirran lämmittämästä Atlantista. (kuva: Markus M/MTV)
Kuva 1: Yhdysvalloissa vuoristo, suuret järvialueet sekä lämpimän Atlantin valtameren välitön läheisyys aiheuttavat paikallisesti erittäin suuria lumikertymiä. Kalliovuorten alueilla läntiset ja kosteat ilmavirtaukset joutuvat pakotettuun nousuun, jolloin vuoristolla sataa paljonkin lunta. Suuret Järvet aiheuttavat talvisin arktisen ilmamassan purkausten yhteydessä ”lake effect snow” -ilmiön, kun taas itärannikolla voimakkaat sateet saavat enegiansa Golfvirran lämmittämästä Atlantista. (kuva: Markus M/MTV)

Kuva 2: Hokkaidon saarella Pohjois-Japanissa talviset lumikertymät voivat kasvaa hyvin suuriksi. (Kuva: Flickr, Creative Commons; käyttäjä: threepinner)
Kuva 2: Hokkaidon saarella Pohjois-Japanissa talviset lumikertymät voivat kasvaa hyvin suuriksi. (Kuva: Flickr, Creative Commons; käyttäjä: threepinner)

Suomessakin pinnanmuodot vaikuttavat sadekertymiin

Suomessa pinnanmuotojen vaikutus sade- ja lumikertymiin on vähäinen, mutta paikoin kuitenkin huomattavissa. Suomessa sataa keskimäärin eniten Uudenmaan länsiosassa ja Varsinais-Suomen itäosassa hieman Suomenlahden rannikon pohjoispuolella. Eteläisin Salpausselkä kohoaa Hangosta kohti Lahtea yltävällä vyöhykkeellä ja vaikuttaa paikallisesti sademääriin. Kostean sekä syksyisin verrattain lämpimän merialueen, Suomenlahden, läheinen sijainti ja maaston pieni kohoaminen voimistavat sateita jonkin verran heti etelärannikon pohjoispuolella. Toisaalta myös Pohjois-Karjalan vaara-alueet lisäävät hieman paikallisesti sademääriä. Lapin tuntureiden vaikutus sademääriin on pieni, sillä täällä ilmasto on selvästi eteläistä Suomea kylmempi, eikä ilmaan mahdu niin paljoa kosteutta.

Kilpisjärven alue muodostaa kuitenkin poikkeuksen, sillä Atlantin valtameri on hyvin lähellä ja Norjan puolella syntyvät ja voimistuvat sateet ajautuvat joskus myös Käsivarren puolelle. Mikäli talvisin tarpeeksi voimakkaat ja kylmät ilmavirtaukset puhaltavat luoteen tai pohjoisen puolelta, voi Norjan rannikolta ajautua Käsivarren Lappiin jatkuvalla syötöllä sakeita lumikuuroja, jotka vuoriston kohdatessaan vielä voimistuvat. Tämän ilmiön myötä lumensyvyys käväisi Kilpisjärvellä lähes ennätyksellisessä (lähellä Suomen joulukuun lumensyvyysennätystä) 110 senttimetrissä joulukuussa 2013.

 

Onko kahta samanlaista lumihiutaletta?

Julkaistu

lumihiutale
Kenties lumihiutaleelle ei annettu mitään muuta mahdollisuutta kuin kasvaa juuri tuollaiseksi.

Lumihiutaleen yksilöllinen rakenne on kiehtonut ihmismieltä kautta historian. Ainakin 1600-luvulle asti käytiin kiivasta keskustelua siitä, että voiko lumihiutaleella olla oma sielu. Hiutaleita on saanut kuluneen talven ajan lapioida ja työntää lumikolalla miehenkorkuisiksi kasoiksi siihen malliin, että henkilökohtaisesti olen tullut siihen johtopäätökseen, että lumihiutaleen sielun on pakko olla läpeensä sysimusta. Jo vilkaisu Forecan toimiston ikkunasta kertoo, että vapaa-ajan ongelmia ei ole tiedossa tänäkään iltana.

Johannes Kepler julkaisussaan ”On the Six-Cornered Snowflake” (1611) kiinnitti huomiota lumihiutaleen säännölliseen kuusikulmaiseen rakenteeseen. Mikroskoopin keksimisen jälkeen lumihiutaleen sielunelämään perehtyi englantilainen fyysikko Robert Hooke, joka julkaisi käsin piirrettyjä mikroskooppikuvia kaikesta, mitä sai mikroskoopin alle mahdutettua – aina kirpusta lumihiutaleeseen – vuonna 1665 julkaistussa teoksessa Micrographia. Ensimmäisen systemaattisen tutkimuksen lumihiutaleista teki vuonna 1954 japanilainen ydinfyysikko Ukichiro Nakaya, joka ydinfysiikan tutkimuslaitteiston puuttuessa alkoi luetteloimaan lumihiutaletyyppejä sekä jääkiteen kasvuun vaikuttavia tekijöitä, lopuksi luoden kontrolloiduissa olosuhteissa keinotekoisia lumihiutaleita.

Onko sitten kahta samanlaista lumihiutaletta? Helppo vastaus olisi sanoa, että ei ole. Toisaalta tähän visaiseen kysymykseen ei ole olemassa varmaa vastausta. Se, että sinä et ole löytänyt kahta samanlaista hiutaletta ei kerro mitään siitä mahdollisuudesta, etteikö niitä kuitenkin jossain saattaisi olla olemassa. Käytännössä kenenkään aika ei riitä analysoimaan miljardien hiutaleiden kidemorfologiaa. Lisäksi meinaavat nuo vielä sulaakin, kun taas västäräkki laulaa puussa.

Jokaisen lumihiutaleen syntyä ohjaavat samat fysiikan ja kemian lait. Ilmassa leijuva pieni partikkeli, vaikkapa pölyhiukkanen voi toimia alkuna kokonaisen tapahtumaketjun vyörylle, missä pienikin muutos ympäristön olosuhteissa tuottaa taas hiukan erilaisen lumihiutaleen.

Aitoa sattumaa vai vahvan deterministisen syy-seurausketjun tulos? Kenties villalapasen päälle tippuneelle lumihiutaleelle ei annettu mitään muuta mahdollisuutta kuin kasvaa juuri tuollaiseksi.

Lähteet:
snowflake.com Kenneth G. Libbrecht, Caltech
http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/earlyobs/earlyobs.htm

Lumikiteiden visualisointi soluautomaateilla – Juha Laakko
https://arkki.ramk.fi/RAMK/julkaisutoiminta/Julkaisut/Lumikiteiden%20visualisointi.pdf

Valokuva:
flickr, Snowflake – David Wayne’s photostream

Valkeaa ja lauhtuvaa joulua!

Julkaistu

Joulu on tänä vuonna valkea koko maassa, monin paikoin jopa harvinaisen valkea. Nimittäin etelässä lunta on paikoin jo lähes puoli metriä, kun jouluna sitä on keskimäärin esimerkiksi etelä- ja länsirannikolla vain kymmenisen senttiä. Harvinaista on myös se, että jo kuun alussa oli mahdollista ennustaa, ja ennustinkin koko maahan valkeaa joulua.

Tänä jouluna valoa on enemmän koko maan kattavan lumipeitteen vuoksi. Kuva: Aleksi Jokela

Tyypillisesti sää on niin vaihtelevaa meillä että usein on hyvin hankala ennustaa edes muutaman päivän päähän. Nyt kuitenkin suursäätila on ollut helpommin ennustettavissa: Venäjän puolella on ollut pitkään pysyvä laaja ja vahva korkeapaine, joka on pitänyt lännestä lauhaa ja kosteaa ilmaa tuovat matalapaineet loitolla ja meille on päässyt virtaamaan usean viikon ajan kylmää ilmaa Siperiasta.

Tuo Venäjän korkeapaine on kuitenkin hellittämässä otettaan Suomesta juuri jouluksi, sillä ilmavirtaukset kääntyvät puhaltamaan lounaan suunnalta ja sää lauhtuu lähes kertaheitolla ja paljon – rannikoilla jopa plusasteille asti, vaikka vielä aatonaattona hytistään etelässäkin paikoin jopa 25 asteen pakkasissa.

Tarkkoja lämpötilaennusteita on vaikea tehdä usean päivän päähän vaikka säätyyppi olisikin tiedossa, sillä etenkin talvella lämpötila on herkkä pilvisyyden muutoksille. Selkeällä säällä lämpötilat voivat olla helposti 15 astetta kylmempiä, kuin pilvisellä säällä.

Aatonaatto taitaa kuitenkin olla monin paikoin tämän viikon kylmin päivä, ennen kuin tuo lauhtuminen aattoa kohti alkaa lännestä. Vielä aattoaamuna pakkasta on kuitenkin monin paikoin maan etelä- ja keskiosassa sekä Pohjois-Pohjanmaalla ja Kainuussa -10…-20 astetta, länsirannikkoa lukuun ottamatta. Päivän aikana sää lauhtuu kuitenkin nopeasti niin, että illalla pakkasta on enää lännen muutamasta asteesta  idän noin -10 asteeseen. Lapissa pakkasta on vielä koko aaton ajan pääosin -10…-20 astetta ja aatto on koko maassa poutainen.

Joulukuusi jouluaattona. Kuva: Aleksi Jokela

Joulupäivänä sää lauhtuu Lapissakin ja jatkuu myös muualla maassa niin että koko maan etelä- ja keskiosassa on enää pikkupakkasta, rannikoilla lämpötilat voivat jo nollan vaiheilla. Joulupäivän aikana varsinkin maan keski- ja pohjoisosan yli voi kulkea jo joitain lumisateita. Maan pohjoisosassa pakkasta on -10 asteen molemmin puolin.

Tapaninpäiväksi Suomeen saapuu näillä näkymin matalapaine ja tuo lähes koko maahan laajoja sateita viimeistään illaksi ja tuuli voimistuu. Mitään viime Tapaninpäivän kaltaista myrskyä ei kuitenkaan näillä näkymin ole onneksi saapumassa, mutta kovaa tuulta voi olla ja etelässä sekä lännessä sade voi tulla räntänä. Lämpötilat ovat samoissa lukemissa kuin joulupäivänäkin lukuun ottamatta Lappia jossa sää kylmennee jälleen -10…-20 asteen välille.

Eli lauhtumista ja säätyypin muutos jouluksi luvassa, siitä eteenpäin voikin olla talvella jo ihan eri suunta – nimittäin lauhempi. Joka tapauksessa valkoinen joulu on koko maahan tulossa. Näin ei aivan joka joulu läheskään ole, nimittäin esimerkiksi etelä- ja länsirannikolla pysyvä lumipeite saadaan keskimäärin vasta vuoden vaihteessa ja vain noin 2/3 jouluista on valkeita, tulevaisuudessa todennäköisesti vielä harvempi. Viime jouluna maa oli lumeton laajalti etelässä ja lännessä. Nautitaan siis jouluna lumesta ja sen tuomasta valosta ja ilosta, sillä se ei ole itsestään selvyys!

Kattojen lumikuorma

Julkaistu

Kuluneen talven runsas lumentulo on saanut huomion kiinnittymään kattojen lumikuormaan. Lumen poistoon katolta ja räystäistä tiedetään käytetyn mitä erilaisempia apuvälineitä aina haravasta lehtipuhaltimeen.

Kaupunkiympäristössä katolta putoavaan lumeen tulee suhtautua erityisellä vakavuudella, sillä se muodostaa vaaran jalankulkijoiden turvallisuudelle. Suomessa toimii lumenpudotukseen erikoistuneita yrityksiä ja kiipeilyharrastajia, joiden päätä ei huimaa korkeinkaan konttori.

Lumikuorma on Suomessa suurimmillaan kevättalvella kun valtaosan talven lumesta voi katsoa jo sataneen. Kuutiometri ilmavaa puuterilunta voi painaa vaivaiset 40 kg, mutta tiiviiksi pakkaantuneena ja juuri sulaessaan jopa kymmenkertaisen määrän.

Lumen paino sinänsä ei tiivistymisen myötä muutu, sitä vain mahtuu enemmän pieneen tilaan. Lumi myös jossain määrin kerää vettä ympäröivän ilman kosteudesta. Vesimäärä voi hetkellisesti nousta korkeaksikin suojasään sateen aikana, mutta vääjäämättä kaikki katolle satanut vesi valuu sieltä lopulta alas.

Tuulenpieksemä huojuva halkoliiteri on todellisessa vaarassa sortua lumen painosta. Lumen epätasainen jakautuminen aiheuttaa haasteita urheiluhallien rakenteiden kestävyydelle ja tasakatot ovat muita suuremmassa riskissä kärsiä vesivahingoista.

Puolestaan asuinkäytössä oleva ja rakennusmääräyksiä noudattaen rakennettu harjakattoinen omakotitalo tuntuu olevan melko hyvin turvassa. Onnettomuudet liittyvät lumen pudotustilanteisiin, missä isännän kenkä herkästi lipsuu liukkaalla peltikatolla ainoana varusteena savupiipun ympäri kierretty maahan asti yltävä turvaköysi.

Katolla makaava muhkea lumipatja eristää lämpöä, aivan kuten se paukkupakkasten aikaan tarjoaa suojan hangen alla lymyileville kasveille ja metsän eläimille.

Meidän tavallisten kuolevaisten kannattaa siis edetä lumen pudotuksessa harkiten.