Polaaripyörre hajosi: Pakkaset jämähtävät Suomeen pitkäksi aikaa

Julkaistu

Pohjoisen napa-alueen yllä koettiin yläilmakehän eli stratosfäärin äkillinen lämpeneminen tammikuun alkupuolella. Usein tämä ilmiö on kytköksissä napa-alueen ympärillä olevan tiiviin polaaripyörteen heikkenemiseen tai hajoamiseen, mikä lisää hyvin kylmän talvisään todennäköisyyttä Yhdysvaltojen itäosassa ja Euraasian länsiosassa. Suomeen on lähiviikkoina valumassa pohjoiselta napa-alueelta hyytävän kylmää ilmaa ja tämä kuvio saattaa jatkua hyvin pitkään.

Mikä on polaaripyörre?

Polaaripyörre syntyy molempien pallonpuoliskojen talviaikana napa-alueen ympärille kätkien allensa arktisen kylmän ja kuivan ilmamassan. Napa-alueen ylle ylempään ilmakehään muodostuu talviaikana matalapaineen alue, jota polaaripyörre pohjoisella pallonpuoliskolla kiertää noin 10 kilometrin korkeudessa vastapäivään. Polaaripyörre syntyy talviaikana, sillä talvisin napa-alueen ja eteläisempien leveysasteiden välinen lämpötilaero on suurimmillaan. Polaaripyörteen syntymisen edellytys on siis suuri pohjois-etelä -suuntainen lämpötilaero. Kun keväällä aurinko alkaa lämmittää napa-aluetta ja tasoittaa lämpötilaeroja leveyspiirien välillä, hajoaa pyörre itsestään viimeistään huhtikuun aikana.

Talviaikana tiivis ja voimakas polaaripyörre pitää arktisen ilmamassan loitolla keskileveysasteilta, jolloin Suomenkin leveysasteita halkova suihkuvirtaus on voimakas ja tämän myötä meillä on vilkasta matalapainetoimintaa ja keskimäärin länsivirtauksia. Pohjoisen napa-alueen yllä tapahtuva stratosfäärin eli yläilmakehän lämpeneminen johtaa kuitenkin sekä polaaripyörteen että keskileveysasteiden suihkuvirtauksen heikkenemiseen. Usein suihkuvirtauksesta tulee mutkitteleva, jolloin heikenneestä polaaripyörteestä pääsee herkemmin valumaan arktisia pulsseja kohti eteläisempiä leveysasteita. Napa-alueen stratosfäärin lämpenemisestä aiheutuvat muutokset maanpinnan lämpötiloissa eteläisemmillä leveysasteilla tulevat usein viikon tai parin viiveellä, joten kylmän sään todennäköisyys kasvaa ajan funktiona.

Tiiviin polaaripyörteen aikana arktinen ilmamassa on loukussa napa-alueen ympäristössä ja länsivirtaukset keskileveysasteiden pohjoisosassa ovat voimakkaat. Matalapainetoiminta on vilkasta ja Suomessa tuulee keskimäärin lounaasta tai lännestä.
Lue lisää → ”Polaaripyörre hajosi: Pakkaset jämähtävät Suomeen pitkäksi aikaa”

Hyinen nyrkinisku Siperiasta – milloin tämä kylmyys oikein loppuu?

Julkaistu

”Beast from the east” oli maaliskuun alussa kuumana puheenaiheena Euroopassa, kun Siperiasta levittäytyi Keski- ja Pohjois-Eurooppaan jopa poikkeuksellisen kylmää ilmaa. Lunta nähtiin Välimerellä, Britteinsaarilla ja Irlannissa saakka. Tässä välissä sää ehti lämmetä ja kevättäkin oli jo ilmassa Manner-Euroopassa, mutta vain hetkellisesti. ”Another beast from the east” on jo hyvää vauhtia matkalla kohti Eurooppaa ja viikonloppuna kylmän ilman alue kartoilla näyttää suoranaiselta nyrkiniskulta Venäjältä Iso-Britannialle, katsokaa vaikka itse:

GFS-malliin pohjautuva 850 hPa:n ilmamassapoikkeama. Keski-Euroopassa ja Iso-Britanniassa ilmamassan lämpötila on jopa yli 10 astetta normaalia kylmempää. Varsinainen kylmä nyrkinisku Briteille siis. / Kuvan lähde: Pivotal Weather / GFS

Viikonloppuna poikkeuksellisen kylmää Keski-Euroopassa

Viikonlopun kaltaisia tilanteita ei 1900-luvulta kovinkaan montaa löydy. Viikonlopun aikana kylmin ilmamassa levittäytyy Euroopassa hyvin kapealle alueelle, mutta näillä alueilla, missä poikkeama on yli 10 astetta normaalia kylmempään suuntaan, voidaan puhua poikkeuksellisesta tilanteesta. Näin kylmiä maaliskuun puolivälin lämpötiloja mitataan siis vain kerran tai pari vuosisadassa. On jopa mahdollista, että jollain alueilla syntyy uusia paikallisia kylmyysennätyksiä.

Lauantain ja sunnuntain kuluessa kylmimmän ilmamassan eteläreunalla kulkee Keski-Euroopassa sateita. Keski-Euroopassa ja Iso-Britanniassa sateet tulevat lumena ja räntänä, joten talvi tekee ainakin tilapäisesti paluun. Täysin ennenkuulumatonta lumi ei kuitenkaan Iso-Britanniassa maaliskuussa ole: viimeksi 22.-24. maaliskuuta vuonna 2013 saaren keski- ja pohjoisosa saivat lumimyräkässä yli 20 sentin lumipeitteen.

Idempänä Euroopassa päivälämpötilatkin uhkaavat jäädä viikonvaihteessa pakkasen puolelle, mikä on tähän aikaan vuodesta vähintäänkin harvinaista. Aurinko lämmittää leveysasteillamme jo samalla teholla kuin syyspäiväntasauksena, jolloin valtaosassa Manner-Eurooppaa päivän ylimmät lämpötilat ovat vielä lähellä 20 astetta. Nyt edes auringon teho ei riitä kumoamaan Siperian hyistä nyrkiniskua. Myöhemmin ensi viikolla kylmyys levittäytyy myös Välimeren maihin.

Länsi-Euroopan kaupungeista mm. Pariisi ja Lontoo saanevat ainakin hetkellisen lumipeitteen viikonlopun aikana. Kuva: Foreca

GFS-malliin pohjautuva 850 hPa:n ilmamassapoikkeama ensi viikon tiistaina. Välimerellä ja Pohjois-Afrikassa saakka on odotettavissa hyvin koleaa säätä. / Kuvan lähde: Pivotal Weather / GFS

Pitkän ajan ennusteet: kevättä ei vielä näköpiirissä

Sekä keskipitkissä että pitkissä ennusteissa kevättä ei tällä hetkellä ole Suomeen näköpiirissä. Viikonloppuna sää lauhtuu tilapäisesti ja sunnuntaina Etelä- ja Keski-Suomessa lämpötila kohoaa hetkeksi plussan puolelle föhntuulen ansiosta, mutta ensi viikolla uusi arktinen purkaus leviää pohjoisesta ja vie kevään tuulahduksen mennessään. Etelää myöden on selkeinä öinä tiedossa ensi viikolla kireitäkin yöpakkasia, päivälämpötilatkin ovat jäämässä pakkasen puolelle.

Ensi viikon jälkeen huhtikuu lähestyy jo toden teolla. Huhtikuun aikana auringon teho alkaa olla pohjoisella pallonpuoliskolla jo samaa luokkaa kuin elo-syyskuun vaihteessa, joten kylmistä ilmamassoista huolimatta kevät saapuu – vaikka sitten väkisin. Myöhäisimmillään terminen kevät on startannut etelässä huhtikuun jälkimmäisellä puoliskolla, esimerkiksi Helsinki-Kaisaniemessä 18. huhtikuuta vuonna 1966. Pohjoisempana kevät on saattanut alkaa vasta toukokuussa.

Olivat siis ilmamassat kuinka kylmiä tahansa maalis-huhtikuun vaihteessa, alkaa kevätaurinko olla jo sen verran voimakas, että päivälämpötilat kohoavat jo ”väkisinkin” plussan puolelle. Eikä tässä ole mitenkään kirkossa kuulutettua, etteikö kevät voisikin alkaa ajallaan tänä vuonna.

Mutta kevättä odotellessa: pipo ja talvitakki päälle ja nauttimaan auringosta – oli pakkasta tai ei!

Vaasassa osataan ottaa ilo irti kylmästä maaliskuusta. Kuva: Matti Hietala

Suomen ylle leviää poikkeuksellisen kylmää ilmamassaa – maaliskuusta talven kylmin kuukausi?

Julkaistu

Paukkupakkasia on saatu tänä vuonna odotella etelässä aivan talvikuukausien loppumetreille saakka. Pohjoisessa kipakat pakkaset ovat käyneet tutuiksi jo useamman kuukauden ajan, mutta etelässä kylmimmät päivät ovat vasta edessä arktisen ilmamassan purkauksen myötä. Arktiseksi ilmamassaksi määritellään tilanne, jossa n. 1,5 km:n korkeudella ilma on -18 -asteista tai kylmempää. Alkuviikolla eteläisen Suomen ylle koillisesta leviävä ilmamassa voi kylmimmillään olla -25 -asteista, kaikista kylmin kohta näyttäisi liikkuvan Baltian yli kohti Ruotsia. Kaiketi nyt voidaan puhua siis poikkeuksellisen kylmästä ilmamassasta; näin kylmä helmi-maaliskuun vaihde toistuu keskimäärin vain kerran tai pari vuosisadassa.

Aurinko lämmittää jo – onneksi!

Selkeässä ja heikkotuulisessa korkeapainetilanteessa vastaavan ilmamassan saapuminen meille joulu-tammikuussa, jolloin auringon teho on heikoimmillaan, olisi voinut antaa edellytyksiä jopa paikallisten pakkasennätysten rikkoutumiselle. On siis ajoitusta kiittäminen: tammikuussa vastaavassa ilmamassassa on mitattu Lapissa alle -45 ja etelässäkin -35 asteen lukemia. Tällä hetkellä aurinko nostaa lämpötiloja yön alimmista lukemista parhaimmillaan jopa 20 asteella, eikä keskitalven voimakasta inversiotilannetta – missä maanpinta kylmenee selkeällä säällä auringon lämmittävän vaikutuksen puuttuessa – pääse enää tähän vuodenaikaan iltapäivästä syntymään niin herkästi. Nyt selvitään siis “helpommalla” kuin vielä vaikkapa kuukausi sitten. Kohtalainen tuuli estää myös pakkasta kiristymästä entisestään, joskin tiistain lämpötila-tuuli -yhdistelmä on jopa hyvin hyytävä vastaten etelärannikon tuntumassa -30…-33 asteen pakkasta tyynessä säässä.

Lumikaaos Skandinavian itärannikoille?

Ilmamassan anomalia eli poikkeama normaaliin on alkuviikolla erittäin suuri: Etelä-Suomen yllä yli 15 astetta. Kaikista kylmin ilmamassa näyttäisi kuitenkin liikkuvan Baltian ja Itämeren altaan yli kohti Ruotsia, missä anomalia voi parhaimmillaan olla 20 astetta. Sulan meren ja hyvin kylmän ilmamassan yhteisvaikutuksesta Itämeren yllä voi syntyä erittäin sakeita lumisateita tai jopa oma “arktinen matalapaine”, joka tuo pahimmassa tapauksessa Ruotsin itärannikolle hyvin suuria lumikertymiä. Myös mm. Tanskan suunnalla ja Isossa-Britanniassa suuret lumikertymät ovat mahdollisia tämän ilmiön myötä. Lämpötilaero ilmamassan ja Itämeren pintaveden lämpötilan välillä on tiistaina pohjoisella Itämerellä yli 30 astetta – jo 15 asteen ero riittää synnyttämään sakeita lumisateita. Lämmön ja kosteuden haihdunta sulasta merestä tulee olemaan erittäin voimakasta.

GFS-malliin pohjautuva ilmamassa-anomalia ti 27.2. Kaikista kylmin aalto näyttää kulkevan juuri ja juuri Suomen eteläpuolitse kohti Ruotsia. Kuva: Pivotal Weather

Vielä kylmempää ilmamassaa v. 1987 ja talvisodan aikoihin

Pikainen vilkaisu NOOA:n historiallisiin ilmamassa-analyyseihin paljasti, että eteläisen Suomen yllä on ollut vieläkin kylmempää ilmamassaa mm. Helsingin pakkasennätyksen aikoihin tammikuussa 1987 ja talvisodan aikana. Tammikuun 10. päivänä vuonna 1987 Helsinki-Kaisaniemessä mitattiin -34,3 astetta. Tällöin ilmamassan lämpötila oli n. -28 astetta eli noin neljä astetta kylmempää kuin tiistaina saapuva kylmin annos.

Tammikuussa 1987 Suomen yllä oli hieman kylmempää ilmamassaa kuin tulevalla viikolla. Tällöin syntyi mm. pääkaupunkiseudulla uusia pakkasennätyksiä. Eteläisessä Suomessa pakkasta oli laajalti 35 astetta. Kuva: Wetterzentrale

Talvisodan aikoihin Etelä- ja Keski-Suomen yllä on mahdollisesti ollut edellisen vuosisadan kylmin ilmamassa. Tällöin Helsingissä ilmamassan lämpötila on ollut vuonna 1940 17.-18. tammikuuta -30…-32, maan itä- ja kaakkoisosassa jopa -35…-37 astetta. Huomionarvoista on se, että Suomen kaikkien aikojen pakkasennätys, Kittilän -51,5 astetta, ei edellyttänyt läheskään näin kylmiä ilmamassoja. Heikkotuulisessa ja selkeässä tilanteessa talvisin voi muodostua voimakas inversio, jolloin maanpinnalla on jopa yli 20 astetta kylmempää kuin ilmamassakorkeudessa eli 1,5 kilometrissä. Kittilän pakkasennätys mitattiin ilmamassan ollessa noin -22 astetta eli maanpinnalla kahden metrin korkeudella oli tällöin jopa 30 astetta kylmempää kuin 1,5 kilometrin korkeudella. Tämä kielii voimakkaasta inversiosta.

Talvisodan aikoihin v. 1940 tammikuussa maan etelä- ja itäosan yllä oli mahdollisesti viime vuosisadan kylmintä ilmamassaa. Pakkanen paukkui suuressa osassa maata 30 ja 40 asteen välillä usean päivän ajan. Kuva: Wetterzentrale

Ilmamassa-analyysit pohjautuvat Wetterzentrale.de -sivuston 850 hPa:n lämpötilan historialliseen dataan (NOOA).

Kuinka kauan kylmä voi jatkua?

Kuten jo aikaisemmin todettu, polaaripyörteen hajoamisen myötä tavanomaista kylmemmän sään todennäköisyys on kohonnut erityisesti Euroopan pohjoisosassa. Jos siis laitetaan tämä kylmä sää heikenneen polaaripyörteen piikkiin, lohdullista on se, ettei tilanne voi kestää loputtomiin. Kevään edetessä ja pohjoisen napa-alueen lämmetessä polaaripyörre ja sen vaikutukset häviävät. Tyypillisesti näin käy huhti-toukokuun aikana. Tällöin vastaavia arktisen ilmamassan purkauksia ei enää yleensä meidän leveysasteille yllä, sillä napa-alue lämpenee kesää kohden voimakkaasti.

Maaliskuusta voi tulla tämän talven kylmin kuukausi

ECMWF:n pitkien ennusteiden mukaan tavanomaista selvästi kylmempi sää jatkuu pitkälle maaliskuuhun ja vielä kuun loppupuolellakin Pohjois-Euroopassa on selvä signaali kylmempään suuntaan. Maan etelä- ja keskiosassa ja Baltiassa maaliskuusta voi tänä vuonna muodostua tämän talven kylmin kuukausi. Viimeksi näin on käynyt talvina 2007-2008 ja 2004-2005.

Pitkän ajan ennusteet indikoivat maaliskuusta talven kylmintä kuukautta maan etelä- ja keskiosaan. Kuva: Maarit Siitonen, Äänekoski

Tiivis polaaripyörre pitää talven loitolla

Julkaistu

Vesisade on ropissut ikkunan räystäspeltejä vastaan pääkaupunkiseudulla taukoamatta jo lähes kahden vuorokauden ajan, eikä talvesta ole tietoakaan. Mutta Suomi on pitkä maa, kontrasti etelän ja pohjoisen välillä on suuri: samaan aikaan kun Stadi ja etelärannikko kastuivat vesisateessa, mitattiin Lapissa kuluneen talvikauden kovimmat pakkaslukemat. Pakkanen kiristyi Sallan Naruskassa eilen 31,1 asteeseen.

Lämpimiä terveisiä Azoreilta sunnuntaiksi

Perjantain sateiden ja harmauden jälkeen lauantai näyttäytyy huomattavasti kirkkaampana päivänä maan etelä- ja länsiosassa, aurinkoakin nähdään. Sunnuntaiyönä lämpimälle ilmavirtaukselle avautuu pitkä, suora väylä aina Azoreilta saakka ja sieltä meille virtaakin vuodenaikaan nähden erittäin lämmintä ilmamassaa. Kaikista lämpimin ilma jää hieman Suomen eteläpuolelle, mutta siitä huolimatta eteläisen Suomen kohdalla ilmamassa täyttää nk. ”helleilmamassan” kriteerit eli keskikesällä vastaavassa tilanteessa aurinkoisessa säässä mitattaisiin todennäköisesti hellelukemia.

Etelässä ja lounaassa lämpötila voi kohota sunnuntaina poikkeuksellisen, ehkä jopa ennätyksellisen korkeisiin lukemiin. Pari viikkoa sitten itsenäisyyspäivänä mitattu uusi joulukuun lämpöennätys, 11,1 astetta, voi jälleen olla uhattuna. Korkeimmillaan lämpötila kohonnee lounaisrannikolla hieman yli 10 ja Ahvenanmaalla n. 11 asteeseen. Vielä maanantainakin lämpötilat huitelevat etelässä lähellä 10 astetta. Viikonvaihteen ”lämpöaalto” sulattaa lumia tehokkaasti erityisesti maan keskivaiheilta.

Kuva 1: Vuodenaikaan nähden hyvin lämmin ilmamassa leviää Etelä- ja Keski-Suomeen sunnuntaiyönä.
Kuva 1: Vuodenaikaan nähden hyvin lämmin ilmamassa leviää Etelä- ja Keski-Suomeen sunnuntaiyönä.

Musta joulu Etelä- ja Keski-Suomeen

Tällä hetkellä näyttää siltä, että lämpötila pysyy nollan yläpuolella maan etelä- ja keskiosassa jouluun saakka. Pohjoisessa pakkanen kiristyy alkuviikolla ehkä yli 20 asteeseen, kun sää selkenee.

Useakin sadealue liikkuu maan etelä- ja keskiosan yli kohti itää alkuviikolla ja todennäköisesti joulun aikoihinkin, ja sateiden olomuoto taitaa Jyväskylän eteläpuolella olla silkkaa vettä. Tämän hetkisen ennusteen mukaan musta joulu on tulossa valtaosaan maan etelä- ja keskiosaa. Jos jokin yksittäinen matalapaine eksyy hieman eteläisemmälle reitille alkuviikon jälkeen, voisi lunta sataa eteläänkin, mutta tämä skenaario näyttää epätodennäköiseltä.

Kuva 2: Perjantaisten ennusteiden perusteella näyttää siltä, että mustan joulun raja kulkee kuta kuinkin maan keskivaiheilla. Pohjoisimmillaan lumet saattavat sulaa pois Pohjois-Karjala - Oulu -linjalta ennen joulua.
Kuva 2: Perjantaisten ennusteiden perusteella näyttää siltä, että mustan joulun raja kulkee kuta kuinkin maan keskivaiheilla.

Tiivis polaaripyörre pitää arktisen ilman sisällään

Napa-alueen ympärille muodostuu talvisin ylätroposfääriin ja stratosfääriin polaaripyörre, jonka sisäpuolella on arktisen kylmää ilmaa. Polaaripyörre syntyy, kun napa-alue kylmenee voimakkaan säteilyjäähtymisen seurauksena. Tällä hetkellä polaaripyörre on hyvin tiivis, mikä tarkoittaa leveysasteillamme yleensä voimakkaita länsivirtauksia ja vilkasta matalapainetoimintaa. Mitä tiiviimpi polaaripyörre, sitä suurempi lämpötilaero pohjois-etelä -suunnassa ja sitä voimakkaampi länsivirtaus. Polaaripyörteen heiketessä ilmakehän virtauskenttään syntyy aaltomaisuutta, mikä yleensä johtaa länsivirtausten heikkenemiseen, matalapainetoiminnan hiipumiseen ja kylmien korkeapaineiden syntymiseen. Viimeksi polaaripyörre heikkeni ja lopulta hajosi talvella 2009-2010 aiheuttaen Euroopan hyiset olosuhteet. Polaaripyörteen heiketessä voi syntyä hyvin pitkäkestoisia ja paikallaanpysyviä säähäiriöitä (matala- ja korkeapaineita), kun taas tiiviin polaaripyörteen vaiheessa matalapaineet dominoivat ja liikkuvat nopeasti voimakkaan länsivirtauksen mukana. Keväisin, kun aurinko taas lämmittää napa-alueitakin, pohjois-eteläsuuntaiset lämpötilaerot pienenevät ja polaaripyörre katoaa viimeistään kesäksi.

Polaaripyörre näyttäisi pysyvän tiiviinä koko loppuvuoden, eikä suursäätilassa näy muutoksen tuulia. Länsivoittoiset, lauhat ja kosteat ilmavirtaukset voivat jatkua vuodenvaihteen yli, eikä näin ollen termisestä talvesta ole eteläisessä Suomessa tietoakaan. Talven ja pysyvän lumipeitteen saapumista hidastaa erityisesti rannikkoalueilla myös tavanomaista lämpimämpi Itämeri. Paikoin etelärannikolla ei vieläkään ole satanut virallista ensilunta.

Tämänhetkinen voimakas El Nino -ilmiö saattaa omalta osaltaan vaikuttaa siihen, että polaaripyörre pysyy tiukasti kasassa ja lähellä napa-aluetta Kanadan pohjoisosassa, jolloin tavanomaista lämpimämmän ja kosteamman talvisään vaikutus yltää pitkälle pohjoiseen. Euroopan osalta El Ninon vaikutusta ilmakehän laajamittaisiin virtauskuvioihin ei kovin hyvin tunneta.

Kuva 3: NOAA:n ennuste geopotentiaalijakaumasta (10 hPa) joulukuun loppupuolelle. Tiivis polaaripyörre näyttäisi pitävän pintansa stratosfäärissä, jolloin länsivirtaukset ja matalapainetoiminta pysyy vilkkaana. /kuva: NOAA
Kuva 3: NOAA:n ennuste geopotentiaalijakaumasta (10 hPa) joulukuun loppupuolelle. Tiivis polaaripyörre näyttäisi pitävän pintansa stratosfäärissä, jolloin länsivirtaukset ja matalapainetoiminta pysyvät vilkkaina. /kuva: NOAA

 

Foreca Twitterissä: @forecasuomi
Markus Twitterissä: @markusmanty