Ruotsalainen Nicklas Malmsjö testaili vanhoja objektiiveja uudella järjestelmäkamerallaan Jonköpingin luona Ruotsissa jokunen vuosi sitten ja nappasi tämän mainion kuvan maan pinnassa makaavasta usvakerroksesta.

Syysaamut ovat yleensä hieman sumuisia, kun ilmankosteus on hieman normaalia suurempi ja lämpötila laskee yöllä sekä pysyy aamulla varsin alhaisena. Sumu on itse asiassa pilvi, mutta se on vain muodostunut matalalle ja koskettaa usein maata.

Sumua syntyy, kun ilmassa oleva näkymätön vesihöyry tiivistyy pieniksi pisaroiksi. Tiivistyminen alkaa, kun ilma on tarpeeksi kylmää ja kosteaa: ilman kyllästystila vesihöyryn suhteen riippuu lämpötilasta.

Kun saavutetaan kastepiste, eli lämpötila, jossa ilman (tai yleensä vesihöyryä sisältävän kaasun) suhteellinen kosteus on 100 %, alkaa vesihöyry tiivistyä pisaroiksi. Täsmälleen ottaen silloin kaasu on vesihöyryn kyllästämää, jolloin haihtuminen ja tiivistyminen ovat tasapainossa. 

Se, miten aamu-usva käyttäytyy, riippuu paineen, lämpötilan ja ilmankosteuden välisestä tasapainosta, mutta yleensä lämpötila päivän noustessa kohoaa ja samalla kastepiste nousee, jolloin usva häviää. Toisaalta sumun syntymistä on helppo ennustaa seuraamalla kastepisteen ja lämpötilan välistä suhdetta.

Jos esimerkiksi lämpötila laskee kohti kastepistettä, on selvää, että vähän ajan kuluttua usva ilmestyy näkyviin. Kastepiste voidaan määrittää kätevästi vaikka kotona kostutettuun kankaaseen kiedotun lämpömittarin avulla (veden haihtuminen kankaasta jäähdyttää mittarin kastepisteen lämpötilaan). 

Sumu voi muodostua myös muilla tavoilla, riippuen jäähtymisen tapahtumistavasta. Joskus se vedeksi tiivistymisen sijaan härmistyy jääkiteiksi. Sitä esiintyy harvoin pakkasasteilla -2 – -15 C:ssä, koska silloin sumupisarat jäätyvät ja satavat lumena. Yli -15 asteen pakkasessa yleistyvät jääsumut, jotka muistuttavat koostumukseltaan untuvapilviä. Enimmäkseen napa-alueilla esiintyvää jääsumua syntyy yli -35 asteen pakkasessa. Sumua esiintyy maailmassa eniten Newfoundlandin tienoilla maalla ja merellä.

Sumua voidaan myös luokitella: jos näkyvyys on alle 1 km, on kyseessä sumu, mutta mikäli näkyvyys on parempi, on kyseessä utu. Jos sumussa ei näe minnekään, on kyseessä hernerokkasumu, mutta se ei ole virallinen termi...

Kreikkalainen valokuvaaja Chris Kotsiopoulos oli kuvaamassa täydellistä kuunpimennystä 15. kesäkuuta 2011 Ikarian saarella Aegeanmerellä lähellä Turkin rajaa, kun pimennyksen kuvaamisen aikaan alkoi horisontissa kehittyä ukkosmyrsky. Niinpä Chris suuntasi kameransa kohti ukkosta, kun se vyöryi lähemmäksi, ja otti 70 valotusajaltaan 20 sekuntia ollutta kuvaa. Näistä hän koosti tämän hieman yli 20 minuutin ajanjakson tapahtumia esittelevän kuvan. Yli sadasta näkyvästä salamasta suurin osa iski pilvistä maahan.

Salamoinnin ja ukkosen synnystä sekä niihin liittyvistä uskomuksista voi lukea toisesta artikkelistamme.

Kuva julkaistiin helmikuussa 2012 Earth Science Picture of the Day -sivustolla. Siellä julkaistaan "päivän maapallontutkimuskuvia" NASAn Goddardin avaruuskeskuksen Kaukokartoitustoimiston ja sen kanssa yhteistyössä olevien yliopistojen toimesta.

Tiedetuubissa kuva julkastiin alunperin 25.8.2013.

Kuva: EPOD - Chris Kotsiopoulos

Suomen vaihtelevat kelit herättävät etenkin kesäisin kiihkeää keskustelua, mutta varsinaiseen valittamiseen meillä ei oikeastaan ole aihetta. Joillakin eksoplaneetoilla mikä tahansa meikäläinen keli olisi ihan kelvollinen.

Ray Jayawardhanan johtama kansainvälinen tutkijaryhmä on onnistunut selvittämään kuuden eksoplaneetan säätilan vaihteluita sikäläisen vuorokauden mittaan. Havainnot perustuvat Kepler-avaruusteleskoopin mittauksiin.

Ryhmä kävi läpi havaintoja, jotka Kepler teki noin neljän vuoden mittaisen päätutkimusjaksonsa aikana. Aineistossa on kaikkiaan 14 eksoplaneettaa, joiden kirkkaudessa näkyy vaiheen muutoksen aiheuttamia vaihteluja.

Kun eksoplaneetta kiertää tähteään, Maahan näkyy toisinaan kapea sirppi, toisinaan pulleampi osa valaistusta puoliskosta – samaan tapaan kuin Merkuriuksesta ja Venuksesta niiden kiertäessä Aurinkoa Maan radan sisäpuolella.

Planeetoista vajaalla puolella eli kuudella nähtiin merkkejä myös sään aiheuttamista vaihteluista. Neljällä planeetalla aamut ovat pilvisiä, kahdella muulla planeetalla puolestaan iltapäivät ovat pilvettömiä ja tukahduttavan kuumia. 

Nyt tutkitut planeetat ovat paljon Maata suurempia, suunnilleen Jupiterin kokoluokkaa, ja niiden pintalämpötilat yli 1 600 celsiusastetta.

Nykyisillä havaintolaitteilla ei vielä pystytä tarkastelemaan maankaltaisten planeettojen vaiheita ja kirkkaudenvaihteluita. Siihen vaaditaan tulevien tutkimussatelliittien kuten TESSin (The Transiting Exoplanet Survey Satellite) ja PLATOn (PLAnetary Transits and Oscillations of stars) suurempaa tarkkuutta ja erotuskykyä.

Kaukaisista kelihavainnoista kerrottiin Yorkin yliopiston uutissivuilla ja tutkimus julkaistiin Astrophysical Journal -lehdessä 12. toukokuuta.

Kuva: Yorkin yliopisto

Kuulostaa äkkiseltään joltain Karhukoplan kepulikonstilta Roopen rahasäiliön ryöväämiseksi, mutta ei: kyse on todellisesta ilmiöstä, joka sai aikaan suurta tuhoa Yhdysvaltain kaakkoisosissa keväällä 2011.

Savu oli lähtöisin Väli-Amerikasta, missä keväinen kaskeaminen – joka on aika tavalla laajamittaisempaa kuin entisaikain Suomessa – sai aikaan savupilviä, jotka kulkeutuivat Meksikonlahden yli Yhdysvaltain puolelle.

Pelkkä savu ei tietenkään synnytä tornadoja, mutta kun samaan aikaan sikäläinen säätila oli otollinen tavallisia ukkospilviä paljon suurempien supersolujen ja niistä maahan kurottavien tuulenpyörteiden synnylle, yhdistelmä oli tuhoisa.

Paikallisten sääolojen ja kaukaa kulkeutuneen savun yhteisvaikutuksesta muodostui 27. huhtikuuta päivän ja illan mittaan kaikkiaan 122 tornadoa, jotka surmasivat yhteensä 313 ihmistä eri puolilla kaakkoisia osavaltioita. Yhtä rankkaa keliä ei ole esiintynyt sitten vuoden 1950.

Alla olevassa karttakuvassa Meksikonlahden alueesta on yhdistetty eri satelliittien ja tutkimuslaitosten mittaustuloksia tuolta päivältä.

El Niñon kaltaisten sääilmiöiden vaikutus katastrofaalisiin tulviin ja kuivuuksiin on ennustettavissa.

Aalto-yliopisto oli mukana El Niño Southern Oscillation (ENSO) -ilmiön vaikutuksia selvittäneessä kansainvälisessä tutkijaryhmässä, jota johti Amsterdamin VU-yliopisto. ENSO-ilmiössä on kyse luonnollisesta ilmastosyklistä, joka muuttaa meriveden lämpötilaa ja myrskyjen liikeratoja trooppisella Tyynellämerellä. Ilmiön kaksi äärivaihetta ovat El Niño ja La Niña, jotka muuttavat sääoloja maailmanlaajuisesti ja voivat aiheuttaa alueellisesti äärimmäisiä sääilmiöitä, kuten pyörremyrskyjä, tulvia tai kuivuutta.

El Niñolla ja La Niñalla on merkittävä vaikutus tulvariskiin lähes puolella maapallon pinta-alasta, ilmenee PNAS-tiedelehdessä julkaistussa tutkimuksessa. El Niño -ilmiö on kehittymässä tänä vuonna trooppisella Tyynellämerellä, missä veden lämpötila on nousussa, ja suurella todennäköisyydellä tulevien kuukausien aikana syntyy El Niño -ilmiö. Viimeisin El Niño ilmeni vuonna 2007.

Tutkimuksella merkittävää maailmanlaajuista hyötyä

El Niño vaikutus vesistötulvien taloudellisiin ja yhteiskunnallisiin seurauksiin on merkittävä useilla alueilla maailmanlaajuisesti.

Tutkimuksen tuoma uusi tieto voi auttaa maailmanlaajuisesti ja alueellisesti toimivia humanitaarisia järjestöjä, vakuutuslaitoksia ja tulvanhallinnasta vastaavia tahoja laatimaan toimintasuunnitelman ja varautumaan lähikuukausien todennäköisiin haittavaikutuksiin ja riskeihin.

"Esimerkiksi humanitääriset järjestöt voivat tilapäisesti kasvattaa tai siirtää ruoka- ja lääkevarastojaan tulevien tulvien varalle ja parantaa siten ruoan ja lääkkeiden saatavuutta tulvakaudella", kertoo Suomen Akatemian tutkijatohtori Matti Kummu Aalto-yliopistosta.

Äärimmäiset tulvat ja kuivuudet yleisiä ENSO:n aikana

Ainutlaatuisessa tutkimuksessa tarkasteltiin ENSO-ilmiön vaikutuksia maailmanlaajuisiin tulvariskeihin vertailemalla aiempien ENSO-kausien ja simuloitujen tulvaolosuhteiden välistä yhteyttä. Lisäksi tutkimuksessa arvioitiin sosioekonomisen mallin avulla maailmantaloudelle aiheutuvaa haittaa sekä kaupunki- että maaseutualueilla sekä tulvien vaikutusalueella olevien ihmisten määrää ja tulvien vaikutusta bruttokansantuotteeseen.

"34 prosentilla maapallon maapinta-alasta tulvien esiintyminen on keskimääräistä pienempää tai suurempaa El Niño -vuosina", toteaa tutkimusta johtanut Philip Ward VU-yliopistosta.

"La Niña -vuosina taas tulvien esiintyminen on poikkeavaa 38 prosentilla maapallon maapinta-alasta. Tulostemme mukaan vesistöalueilla, jotka kattavat 44 prosenttia maapallon pinta-alasta tulvien aiheuttamat vahingot kaupunkialueilla ovat keskimääräisestä poikkeavat El Niño- ja La Niña -vuosina".

Tutkimuksen mukaan aiempina El Niño -vuosina tulvavahingot olivat erityisen suuret laajoilla alueilla muun muassa Etelä-Amerikan länsi- ja kaakkoisosissa, Afrikan sarven joissakin osissa, Koillis-Intiassa, Bhutanissa, Nepalissa, Pyreneiden niemimaalla ja keskisessä Euraasiassa. Monet alueet ovat myös kärsineet tulvavahingoista keskimääräistä vähemmän noina vuosina. Tyypillisiä esimerkkejä tällaisista alueista ovat esimerkiksi eteläinen Afrikka ja Itä-Australia. Toisaalta kuivuus voi merkittävästi lisääntyä näillä alueilla El Niño -vuosina.

Tutkimus toteutettiin Amsterdamin VU-yliopiston ympäristötieteiden laitoksella yhteistyössä Deltaresin (Alankomaat), Aalto-yliopiston (Suomi), Scripps Institution of Oceanographyn ja United States Geological Surveyn (Yhdysvallat) kanssa. Tutkimusta rahoittivat Netherlands Organisation for Scientific Research (NWO), Bermuda Institute of Ocean Sciencesin Risk Prediction Initiative (RPI2.0) ja Suomen Akatemia.

Ward, P.J., Jongman, B., Kummu, M., Dettinger, M.D., Sperna Weiland, F.C., Winsemius, H.C., 2014. Strong influence of El Niño Southern Oscillation on flood risk around the world, Proceedings of the National Academy of Sciences. (pnas.org)

Juttu on kopioitu käytännössä suoraan Aalto-yliopiston tiedotteesta El Niñon vaikutus katastrofiriskeihin voidaan ennustaa kuukausia aiemmin.

Suomessa hyytävän kylmää alkukesää seurasi ennätyksellisen pitkä hellejakso, sillä 25 astetta ylittäviä lämpötiloja mitattiin joka päivä heinäkuun kuudennesta päivästä alkaen ainakin yhdellä havaintoasemalla.

Ilmatieteen laitoksen tilastojen mukaan kesti yhtämittainen hellejakso siis 38 päivää. Vuodesta 1961 alkaen tarkasteltuna hellejakso on ollut yhtä pitkä vain kerran aikaisemmin, sillä myös kesällä 1973 hellejakso kesti 38 päivää.

Tänä vuonna oli myös yhteensä 22 päivää, jolloin maan ylin lämpötila oli vähintään 30 astetta. Määrä on suurin vuodesta 1961 alkaen tarkasteltuna. Yksittäisistä havaintoasemista pisin hellejakso oli tänä kesänä Kouvolan Utissa ja Hattulan Lepaalla, joissa oli 17.7.–11.8. yhteensä 26 peräkkäistä hellepäivää.

Vastaavia hellejaksoja myös vuosina 2003 ja 2010

Korkeapaineen pysyessä kesällä Suomen yllä pitkään lähes paikoillaan lämpötila voi nousta toistuvasti yli 25 asteen. Viikon hellejakso on tietyllä paikkakunnalla yleinen, mutta ei kuitenkaan jokakesäinen. Kahden viikon hellejakso on jo harvinainen, eli sellainen sattuu keskimäärin kerran 10 vuodessa. Poikkeuksellisesta hellejaksosta voidaan puhua vasta, kun helle kestää vähintään kolme viikkoa. Näin on käynyt vuodesta 1961 alkaen tarkasteltuna ennen tätä kesää vain vuosina 1973, 2003 ja 2010.

Tätä kesää muistuttavat eniten vuosien 2003 ja 2010 hellejaksot. Tänä kesänä ja vuoden 2003 heinäkuussa helle kattoi koko maan. Vuonna 2010 helteet kattoivat lähinnä maan etelä- ja keskiosan. Lapissa heinäkuun 2010 keskilämpötila oli lähellä tavanomaista. Vuonna 2010 mitattiin kuitenkin näitä kahta vuotta korkeampia lämpötiloja, ja tuolloin rikottiin monella paikkakunnalla lämpöennätyksiä. Heinäkuun 29. päivänä 2010 mitattiin Joensuun lentoasemalla Liperissä Suomen kaikkien aikojen korkein lämpötila, 37,2 astetta. Myös elokuussa saavutettiin uusi kuukauden lämpöennätys, kun Puumalassa, Heinolassa ja Lahdessa mitattiin 33,8 °C. Tämän kesän toistaiseksi korkein lämpötila, 32,8 astetta, mitattiin Porin rautatieasemalla 4. elokuuta.

Kuumat päivät yleistyvät

Tänä vuonna koko maan hellepäiviä on ollut tähän mennessä 50 kpl, kun niitä on keskimäärin vuodessa 36 kpl. Eniten koko maan hellepäiviä on ollut vuonna 2002, jolloin niitä oli 65 kpl.

Suomen kesät ovat jo muuttuneet aiempaa helteisemmiksi, ja tämä kehitys tulee jatkumaan, mikäli kasvihuonekaasujen päästöt jatkavat nopeaa kasvuaan. Kesällä kuumat päivät yleistyvät ja kuumat jaksot pitenevät. Hellepäivien määrän arvioidaan 3-4 -kertaistuvan ennen vuosisadan loppua. "Hyvin kuumia" päiviä, jolloin vuorokauden keskilämpötila on yli 24 astetta, esiintyi vuosina 1971–2000 vain muutamana kesänä. Kuluvan vuosisadan lopulla hyvin kuumia päiviä arvioidaan esiintyvän jo useammin kuin joka toinen vuosi.

"On arvioitu, että heinäkuun 2010 kaltainen tai vielä lämpimämpi heinäkuu koettaisiin vuosisadan puolivälin arvioidussa, muuttuneessa ilmastossa jopa kerran 10–15 vuodessa. Samoin ainakin yksi vähintään yhtä lämmin heinäkuu sattuisi vuoteen 2050 mennessä 80 %:n todennäköisyydellä", toteaa Ilmatieteen laitoksen tutkija Kimmo Ruosteenoja laitoksen tiedotteessa.

(Päivitys tiistaina 15. heinäkuuta: maanantaista tuli ennusteen mukaan hyvin aktiivinen.)

Ennusteiden mukaan maanantaista on tulossa myrskyisä, kun lämmintä kautta seuraa kylmää rintamaa edeltävä voimakas ukkosrintama. Sunnuntai-iltana se on saavuttanut jo eteläisen Suomen ja on liikkumassa yön ja maanantain kuluessa kenties jo Keski-Suomeen ja Pohjanmaallekin. Luvassa on ukkoskuroja, salamointia, runsasta paikallista sadetta, kenties rakeitakin ja syöksyvirtauksia. Ennusteen mukaan tuhansia salamoita välähtelee taivaalla seuraavan vuorokauden kuluessa.

Myrskybongarit ovat luonnollisesti innoissaan tästä ja heidän nettisivullaan kerrotaankin meteorologien asiantuntemuksella parhaita vinkkejä lähipäiviksi.

Ilmatieteen laitoksen Sää- ja turvallisuuskeskuksen meteorologi Ari-Juhani Punkka ennustaa sivustolla, että maanantain iltapäivällä lämmin rintama sijaitsee itä-länsisuuntaisesti lähes Etelä-Lapin rajalla ja kylmä rintama likimain Kotkan ja Vaasan välisellä linjalla. Suurin osa alailmakehän kosteudesta on pakkaantuneena tuon linjan yläpuolelle, siis lämpimälle puolelle, ja kostein vyöhyke olisi Pohjois-Pohjanmaalla.

Kylmän rintaman kostea vyöhyke puolestaan on sen edessä ja sen kosteusmäärät näyttävät olevan lämpimän alueen kosteaa vyöhykettä pienempiä. Nämä yhdistyvät illan kuluessa ja synnyttävät konvektiopilviä ja edelleen saavat aikaan ukkosia.

Punkan mukaan ukkosen todennäköisyys on suurin iltapäivän ja alkuillan tunteina vieressä olevan (sivustolta poimitun) kartan osoittamalla alueella. Vähäisessä määrin salamoivia kuuropilviä saattaa kuitenkin esiintyä heti maanantain alkutunneilla alueen lounaisosassa. Päivemmällä salamoivat pilvet esiintyvät kosteimman ilman alueilla, jolloin maan lounaisosa on todennäköisesti jo jäänyt kylmän pintarintaman taakse poutaantuvalle alueelle. Vuorokauden viimeisten tuntien aikana salamointi on mahdollista enää lähinnä linjan Joensuu-Kokkola pohjoispuolella.

Tilanne ei ole mitenkään erityinen, sillä usein kuumaa jaksoa seuraa ukkosia, mutta nyt rajakerroksen kosteus lähentelee tasoa, joka saavutetaan ehkä vain pari kertaa kesässä.

Pääasialliset vaaratekijät tilanteessa muodostavat pienialaiset ja yksittäin esiintyvät syöksyvirtaukset, runsas salamointi, runsas sade sekä rakeet noin 4 cm kokoon saakka. Todennäköisimmin suurin haitta aiheutuu salamoinnista ja sateesta.

Tilanne on kaikkea muuta kuin selvä, ja joidenkin numeeristen mallien mukaan ukkostelun alku saattaa viivästyä, mutta jo nyt alkaneen ukkosaktiivisuuden perusteella näyttää siltä, että maanantai katkaisee maan etelä- ja keskiosan viikkoja kestäneen merkittävien ukkospäivien tauon.

Myrskybongarit ovat tästä innoissaan ja pelastuslaitokset harmissaan.

Salamointia voi seurata (lähes) reaaliajassa täällä: http://www.lightningmaps.org

Suomen tilanteesta saa hyvää, tarkkaa tietoa myös Ursan Myrskybongausjaoston tutkaselaimesta.

Lähde: Rajuilmaennuste 14.7.2014

Otsikkokuva: Flickr / Pekka Isomursu

Kreikkalainen valokuvaaja Chris Kotsiopoulos oli kuvaamassa täydellistä kuunpimennystä 15. kesäkuuta 2011 Ikarian saarella Aegeanmerellä lähellä Turkin rajaa, kun pimennyksen kuvaamisen aikaan ukkosmyrsky alkoi kehittyä horisontissa. Niinpä Chris suuntasi kameransa kohti ukkosta, kun se vyöryi lähemmäksi, ja otti 70 valotusajaltaan 20 sekuntia ollutta kuvaa. Näistä hän koosti tämän kuvan, missä on yli sata salamaa, joista suurin osa iski pilvistä maahan.

Kuva julkaistiin viime vuoden helmikuussa NASAn Goddardin avaruuskeskuksen Kaukokartoitustoimiston ja sen kanssa yhteistyössä olevien yliopistojen "päivän maapallontutkimuskuvassa", Earth Science Picture of the Day -sivustolla.

Kuva: EPOD - Chris Kotsiopoulos

Sumua syntyy silloin, kun ilman lämpötila laskee kastepisteeseen ja kosteus saavuttaa kyllästystilan. Kylmä ilma voi sisältää vesihöyryä vähemmän kuin lämmin, joten lämpötilan laskiessa ilman suhteellinen kosteus kasvaa. Kun se saavuttaa sadan prosentin arvon, vesihöyry alkaa tiivistyä pieniksi vesipisaroiksi, jotka näkyvät sumuna. Kun talvella jäästä vapaan meren ylle virtaa kylmää pakkasilmaa, haihtuminen suhteessa lämpimämmästä vedestä voimistuu ja jäähtyessään vesihöyry tiiviistyy sumuksi. Silloin näyttää aivan siltä kuin merestä nousisi savua: siitä nimitys merisavu. Näkyvyys on merisavussa yleensä hyvin huono. Merisavua esiintyy yleisimmin marras-tammikuussa, mutta se voi kietoa rannikkoseudut tiheään vaippaansa myöhään keväälläkin.