suihkuvirtaus

Saturnuksen pohjoisnapa muutaa rajusti väriään

Ti, 10/25/2016 - 14:53 By Jarmo Korteniemi
Kuva: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Hampton University/Jarmo Korteniemi

Cassini-luotain on havainnut merkittäviä muutoksia Saturnuksen pohjoisnavalla. Kuusikulmainen napapyörre on muuttanut väriään ja käytännössä haalistunut. Tapahtuman uskotaan olevan seurausta kesän tulosta.

Vielä muutama vuosi sitten Saturnuksen napapyörre näkyi selväpiirteisenä, sinertävänä ja täynnä yksityiskohtia. Nyt se haalistuu kovaa vauhtia. Tai oikeammin se peittyy kellertävään utuun.

Napaa kiertävä tiukka kuusikulmainen suihkuvirtaus ei ole häviämässä. Se pyörii yhä ja estää yhä kellertävän usvan leviämisen alueelle, silloin kun se tulee muualta kaasukehästä. Tutkijoiden oletus on, että utua on nyt vain alkanut kehittyä pyörteenkin yllä.

Aurinko laskee seudulla seuraavan kerran vasta muutaman meidän vuotemme kuluttua. Saturnuksen pohjoisnavalla porottaa keskikesän aurinko.

Alati lisääntynyt valo aktivoi nyt kiihtyvällä tahdilla kaasukehän kemiallista toimintaa. Siksi myös napapyörteen ylle on alkanut kehittyä samaa usvaa, joka peittää koko planeettaa.

Toisaalta myös tuulten suunnissa ja voimakkuuksissa on voinut tapahtua muutoksia vuodenajan vaihtumisen myötä.

Planeetalla odotetaan tapahtuvan muitakin muutoksia pohjoisen kesän edetessä.

Saturnuksen pohjoisen pallonpuoliskon keskikesän juhlaa vietetään maaliskuun 2017 lopulla. Cassini seuraa planeetan muutoksia aina syyskuun puoliväliin asti. Tuolloin luotainlento huipentuu komeaan loppuunsa, tuhoisaan syöksyyn kohti planeetan sisäosia.

Alla: Aikajana Saturnuksen vuodenaikojen kierrosta (kuva: Jarmo Korteniemi).
Kuva: Jarmo Korteniemi

Otsikon kuvat on otettu Cassinin laajakulmakameralla. Vasemmalla värit vastaavat jotakuinkin paljaalla silmällä erottuvia, oikealla sävyjä on taas tehostettu.

Otsikkokuva: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute/Hampton University/Jarmo Korteniemi

Saturnuksen "napamutterin" arvoitus ratkesi

Pe, 09/25/2015 - 06:21 By Markus Hotakainen
Saturnuksen pohjoiset napaseudut

Tai näin tutkijat olettavat. Voyager-luotainten 1980-luvun alussa ottamista kuvista löytyi jo vuosikymmeniä sitten Saturnuksen pohjoisilta napaseuduilta, noin 78. leveysasteen tietämiltä, mutteria muistuttava kuusikulmainen pilvimuodostelma. Se on ilmeisen pysyvä, sillä vuodesta 2004 planeettaa kiertänyt Cassini-luotain on pystynyt tutkimaan sitä tarkemmin.

Kyseessä ei ole mikään pilvenhattara, sillä muodostelmalla on läpimittaa 32 000 kilometriä – eli 2,5 kertaa Maan halkaisija – ja korkeutta noin 100 kilometriä. Kuusikulmio pyörii jokseenkin samalla vauhdilla kuin Saturnus ja sen reunoilla puhaltaa yli 300 kilometrin tuntinopeudella samankaltaisia suihkuvirtauksia kuin Maan ilmakehässä, mutta paljon suuremmassa mittakaavassa.

Kuvion synnystä on esitetty erilaisia teorioita, mutta tähän saakka ne eivät ole onnistuneet selittämään läheskään kaikkia sen eriskummallisia piirteitä. Nyt on melko yksinkertaisen simulaation avulla saatu jäljiteltyä todellista ilmiötä varsin hyvin. 

 

 

Mallinnuksessa keskityttiin idästä länteen kulkeviin suihkuvirtauksiin, jotka kaartuvat Saturnuksen pohjoisnavan ympäri. Kun mallissa otettiin huomioon pienet virtaukseen vaikuttavat häiriötekijät, joita vähäisemmät tuulenpuuskat ja puhurit aiheuttavat, suihkuvirtaus muotoutui vähitellen kuusikulmioksi. Lisäksi sen pyörimisliike osui jokseenkin yksiin planeetan itsensä pyörimisliikkeen kanssa. 

Merkittävässä asemassa ovat Saturnuksen utuisten pilvien tasalla, melko ohuessa kerroksessa puhaltavat tuulet. Alempana esiintyvät virtaukset puolestaan pitävät kuvion samoilla sijoillaan ja reunoiltaan tarkkarajaisena. Jos mallissa tarkasteltiin toisenlaisia ja muilla korkeuksilla puhaltavia tuulia, tulokset poikkesivat huomattavasti todellisesta muodosta: rengasplaneetan napaseuduilla näytti muotoutuvan jopa tähtimäisiä kuvioita, jollaisia ei ole havaittu. 

Raúl Morales-Juberíasin johtaman ryhmän tekemästä tutkimuksesta kerrottiin American Astronomical Societyn NOVA-sivustolla ja se on julkaistu Astrophysical Journal Letters -tiedelehdessä.

Kuvat: NASA/JPL-Caltech/SSI/Hampton University

 

Suihkuvirtaukset mutkistuvat – sää muuttuu

Su, 02/16/2014 - 07:59 By Jari Mäkinen
Suihkuvirtaus menee mutkalle

Tuoreen tutkimuksen mukaan pohjoisen pallonpuolen päällä olevat aaltoilevat nopeiden tuulien alueet, suihkuvirtaukset, ovat muuttuneet aikaisempaa mutkaisemmiksi. Tämä voi olla eräs ensimmäisistä, selvistä merkeistä käynnissä olevasta ilmastomuutoksesta. Se voi myös selittää tämänkin talven voimakkaat sääilmiöt Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa, sillä mutkitteleva suihkuvirtaus saa helposti aikaan saman säätyypin jysähtämisen paikalleen pitkäksi ajaksi.

Tutkimus esiteltiin Chicagossa meneillään olevassa suuressa tiedekokouksessa, Yhdysvaltain tieteenedistämisyhdistyksen kuuluisassa AAAS-tapahtumassa. Asiasta kertoi kokouksessa professori Jennifer Francis New Jerseyssä sijaitsevasta Rutgers -yliopistosta: "Tutkimuksemme mukaan tyypilliset sääkuviot ovat muuttumassa ja ihmiset ovat myös huomanneet sen, että sää heidän alueellaan ei ole enää sellainen kuin se yleensä on ollut."

Kylmät ja leudot talvet sekä enemmän tai vähemmän paahtavat kesät kuuluvat normaaliin sään vaihteluun, mutta viime vuosina vaihtelu on ollut hyvin voimakasta ja vallitseva säätyyppi on – juuri tutkimusen ennustamaan tapaan – lukittunut pitäksi ajaksi paikalleen. Tätä toki on tapahtunut aikaisemminkin, mutta ei tässä mittakaavassa. Voimakkaat sääalueet ovat saaneet aikaan ääri-ilmiöitä, jotka ovat toistuneet aiempaa useammin ja tuhoisempina.

Suihkuvirtaukset mutkalle

Maata kiertävät suurinopeuksiset tuulialueet, suihkuvirtaukset, ovat ala-ilmakehässä noin kymmenen kilometrin korkeudessa olevia putkimaisia vyöhykkeitä, joissa tuuli saattaa puhaltaa jopa noin 400 kilometrin tuntinopeudella. Tuulet puhaltavat tyypillisesti pohjoisella pallonpuolella kohti itää, eli usein esimerkiksi Atlantin yli kohti Eurooppaa lentävä lentokone saattaa lentää yli 1200 km/h:n maanopeudella, kun suihkuvirtaus saa aikaan sopivan myötätuulen. Toiseen suuntaan lennettäessä koneet joutuvat taas puskemaan vastatuuleen, mutta silloin lentäjät pyrkivät luonnollisesti välttämään suihkuvirtauksen voimakkaimmassa alueessa lentämistä.

Suihkuvirtaus mutkittelee ilmamassojen rajamailla jotakuinkin matalapaineiden yläpuolella, eli se on normaalisti epävakaisen sään yläpuolella. Mutkaisuudessa on selvästi havaittavissa pientä vaihtelua, mikä johtuu yksittäisistä matalapaineista, sekä laajempia kaaria, jotka vaikuttavat suursäätilaan.

Suihkuvirtaukseen vaikuttaa mm. pohjoisnavan ympäristön ja keskileveysasteiden välinen lämpötilaero, ja Rutgers -yliopiston tutkimus paneutuu juuri tähän. Kun pohjoiset alueet ovat muuttuneet lämpimämmiksi, on suihkuvirtauksessa havaittu tästä johtuvia selviä, pysyviä muutoksia. Paitsi että syvempien matalapaineiden vuoksi aikaisempaa mutkaisempi suihkuvirtaus saa säätyypin pysymään pitempään paikallaan, se puhaltaa toisinaan enemmän kylmää ilmaa kohti etelää ja lämmintä ilmaa kohti pohjoista. Tänä talvena tämä on ollut hyvin selvästi havaittavissa niin kylmässä hytisevässä Pohjois-Amerikassa kuin leudossa Pohjolassa. Myös Alaskassa on tavanomaista lämpimämpää.

"Meillä on luonnollisesti kunnollisia havaintoja vain lyhyeltä ajalta, mutta Arktis on lämmennyt voimakkaasti viimeiden 15 vuoden aikana ja näemme suihkuvirtauksessa muutoksia, jotka voidaan selittää vain sen avulla", Francis sanoo. "Oletan, että näemme tässä selviä merkkejä ilmaston muuttumisesta, ja asia tulee vain selvemmäksi sitä mukaa kun saamme lisää havaintomateriaalia."