ukkonen

Epätavallinen helle voi tuoda rajuja ukkosia tullessaan

Ma, 05/14/2018 - 13:13 By Markus Hotakainen

Painostavan helteisenä päivänä taivaalle voi alkaa kasautua uhkaavan näköisiä pilviä. Ne kasvavat korkeutta ja tummuvat tummumistaan. Aurinko katoaa niiden taakse ja tuulenpuuskat alkavat riepottaa puita. Ukkonen tekee tuloaan.

Vilkkainta ukkosaikaa on kesä–heinäkuu. Toisinaan ukkosia esiintyy aikaisin keväällä ja viime päivien lämpöaalto voi hyvinkin tuoda niitä mukanaan.

Talvella ukkoset ovat hyvin harvinaisia, mutta joskus voi sankan lumipyryn keskellä räsähtää yksinäinen salama.

Ukkosia syntyy kahdella tavalla. Pitkien hellejaksojen aikana esiintyy usein lämpö- eli ilmamassaukkosia. Päivän kuluessa kohonneiden kumpupilvien korkeus kasvaa, kun maanpintaa lämmittävä auringon paahde synnyttää voimakkaita nousevia ilmavirtauksia. Lopulta pilvistä muodostuu ukkospilviä.

Tällaiset ukkoset ovat toisinaan rajuja, mutta yleensä melko lyhytaikaisia, sillä tyypillinen ukkospilvi puhkuu itsensä tyhjiin tunnissa tai parissa.

Lämpöukkosiin liittyy usein voimakkaita sadekuuroja, jotka itse asiassa edeltävät varsinaista ukonilmaa. Silloin voi hetkessä tulla taivaalta vettä saman verran kuin kuivana kesänä kokonaisen kuukauden aikana.

Rintamaukkoset liittyvät kylmän ja lämpimän ilman kohtaamisiin. Kylmä ilma on tiheämpää ja raskaampaa kuin lämmin ilma, joten se työntyy lämpimän ilman alle ja nostaa sitä ylöspäin.

Siinä missä lämpöukkoset ovat tyypillisesti iltapäivän ilmiöitä, rintamaukkosia voi esiintyä mihin vuorokauden aikaan tahansa. Ne ovat usein myös paljon laaja-alaisempia ja voimakkaampia.

Ukkospilven sisällä ylöspäin kohoavassa ilmassa on runsaasti kosteutta. Kun lämpötila korkeuden mukana laskee, kosteus tiivistyy ensin vedeksi ja muuttuu sitten lumeksi ja jääksi. Toisiinsa törmäilevät lumirakeet ja jääkiteet varautuvat sähköisesti.

Pilven yläosiin, jopa yli 10 kilometrin korkeuteen, kertyy jääkiteiden mukana positiivista sähkövarausta, kun pilven keskivaiheilla on lumirakeiden ylläpitämä negatiivinen varaus. Pilven alaosissa varaus on jälleen positiivinen.

Kun kertyneet varaukset alkavat purkautua salamointina, pilven ja maanpinnan välinen jännite voi nousta kymmeniin miljooniin voltteihin.

Muinaissuomalaisilla oli ukkosen äänimaailmalle oivallinen selitys. Ukko Ylijumala ajelee silloin pilvien päällä kärryillään, joista sinkoilevat kivenmurikat kolisevat toisiinsa kopsahdellessaan.

Todellisuudessa ukkosen jyrinän taustalla on sama ilmiö kuin pamauksessa, joka kuuluu suihkuhävittäjän murtaessa äänivallin eli ylittäessä äänen nopeuden.

Salaman iskiessä sen kulkureitillä oleva ilma kuumenee voimakkaasti – lämpötila voi hetkellisesti nousta jopa 30 000 asteeseen – ja samalla se laajenee hyvin nopeasti. Silloin syntyy iskuaalto, jonka nopeuden hidastuessa äänen nopeutta pienemmäksi kuuluu pamaus.

Salaman pituus voi olla useita kilometrejä, joten yksittäiset pamaukset puuroutuvat yleensä sekuntejakin kestäväksi yhtäjaksoiseksi, joskin vaihtelevaksi jyrinäksi.

Salamanisku ei todellisuudessa ole yksi ainoa välähdys vaan siinä on eri vaiheita. Ihmissilmä on liian hidas erottamaan niitä toisistaan, mutta erikoiskameroilla on saatu yksityiskohtaista tietoa salamaniskun etenemisestä.

Varsinaista pääsalamaa edeltää heikompi esisalama, joka tavallaan raivaa sille tietä. Esisalama saa yleensä alkunsa pilvestä, josta se hakeutuu alaspäin kohti maata.

Ilma johtaa sähköä huonosti, mutta esisalaman kuumentamana sen johtavuus paranee. Kun pilven ja maanpinnan välille on syntynyt hyvin sähköä johtava kanava, pääsalama iskee maasta ylöspäin.

Välähdys on niin nopea, ettei silmä pysy mukana, vaan tulkitsee salamaniskun tapahtuvan esisalaman suuntaan eli ylhäältä alaspäin.

Likikään aina salama ei kuitenkaan iske maahan saakka vaan pilvestä toiseen. Silloin varsinaista salamaa ei välttämättä edes näe, vaan se jää paksujen pilvien kätköihin.

Ukkosrintaman etäisyyden ja kulkusuunnan voi päätellä tarkkailemalla salamoinnin ja jyrinän välillä kuluvaa aikaa. Salaman välähtäessä syntyvä valo kulkee sekunnissa noin 300 000 kilometriä, mutta samassa ajassa ääni etenee vain runsaat 300 metriä. Kun salaman iskun ja sitä seuraavan jyrinän välillä kuluneiden sekuntien määrän jakaa kolmella, saa välähtäneen salaman etäisyyden kilometreissä.

Ankarassa ukkosmyrskyssä salamointi voi kuitenkin olla niin tiuhaa, että tiettyyn salamaan liittyvää jyrinää on mahdoton erottaa.

Loppukesästä, kun illat alkavat vähitellen hämärtyä, näkyy usein elosalamoita: horisontissa saattaa salamoida taajaankin, mutta mitään ääntä ei kuulu. Ukkonen on silloin niin etäällä, parinkymmenen kilometrin päässä, että ääni ei enää kanna kaukaisuudesta, mutta pimenevällä taivaalla salamoiden välähdykset näkyvät selvästi.

Aina ei erotu edes yksittäisiä salamoita, vaan taivaanrannan takaa kajastaa vain epämääräisiä välähdyksiä. Silloin puhutaan kalevantulista. Kaukaisia ukkosia on tietysti yhtä lailla sydänkesällä, mutta silloin taivas on keskellä yötäkin niin valoisa, että salamointia ei erota.

Ukkosta ei tarvitse pelätä, mutta sen kanssa ei pidä leikkiäkään. Varovaisuus on ukkosen jyrähtäessä aina paikallaan.

Ukonilmalla ei kannata mennä sateelta suojaan puun alle, koska salama voi iskeä puuhun ja kulkeutua siitä oksiston alla kyyristelevään ihmiseen.

Jos ukkonen yllättää, kannattaa hakeutua mahdollisimman matalalle paikalle, ei kuitenkaan keskelle peltoaukeaa. Salama iskee useimmiten korkeimpaan kohtaan – ja keskellä peltoa se on ihminen.

Kuvat: Markus Hotakainen

Seuraa kotisohvalta: Ukkosia lähellä ja kaukana

To, 06/02/2016 - 15:43 By Jarmo Korteniemi

Kiinnostavatko myrskyt bongausmielessä, vai hirvittääkö ukkosen jylinä? Kumpaankin auttaa tilanteeseen tutustuminen ennen kuin tilanne on päällä. Ukkosrintaman liikkeitä voi seurata kätevästi suorana kotikoneelta.

Kesän säätiedotuksissa tulee väistämättä vastaan varoituksia ukonilmoista ja myrskyistä (lisätietoa: Ilmatieteen laitos, MeteoAlarm). Myräkän ollessa tuloillaan tilanteen kehittymistä voi seurata useista netin seurantapalveluista.

Listasimme alle parhaat tuntemamme sivustot, joilta löytyy ajantasaista tietoa ukonilmojen liikkeistä. Juttua päivitetään ja laajennetaan kesän 2016 aikana, joten asiasta kiinnostuneiden kannattaa käydä vilkaisemassa listaa uudemmankin kerran.

Seurantakartoilta näkee kuinka lähelle ukkonen on tullut, ja rintaman liikkeistä voi päätellä minne se on menossa. Salama- ja sadekarttoja voi siis käyttää apuna jos haluaa välttää pihalle menemistä pahimman myräkän aikaan, tai toisaalta lähteä tarkoituksella ulos bongaamaan luonnon raivoamista.

Aiemmissa ukkosjutuissamme on kerrottu havainnollisemmin mm. ukkosten syntymisestä sekä rajujen ukkosmyrskyjen tekemistä tuhoista.

Kartat

1. Maailmankartat on tehty globaalin seurantaverkoston turvin. Kartoista näkee siis kauempanakin riehuvat rajuilmat. Maapallolla on koko ajan käynnissä ehkä tuhatkin myrskyä, ja joka sekunti maahan osuu arviolta sata salamaa.

2. Lähialueiden kartat näyttävät ukkosten ja sadealueiden kehityksen Suomessa ja lähiympäristössä. Kartat ovat usean säätutkalaitteiston aineistosta koostettuja ja luotettavia.

3. Paikalliset kartat kertovat lähinnä yksityisten ja yhteisöjen ylläpitämien laitteistojen havainnoista. Paikannuksen tarkkuus on yleensä hyvä etenkin tutkan lähimaastossa. Osa laitteistoista voi ajoittan olla pois käytöstä.

Havaintojen perusteita

Pilviä ja sadetta seurataan säätutkien avulla. Niiden toimintaperiaate on periaatteessa yksinkertainen: tutka lähettää mikroaaltosäteilyä ympärilleen ja vastaanottaa takaisin heijastunutta säteilyä. Vesipisaroista, pilvistä ja aerosoleista heijastuneen säteilyn teho on kuitenkin yleensä hyvin pieni (miljardisosan miljoonasosia lähteneestä pulssista), joten vastaanotinten on oltava hyvin tarkkoja. Laitteistosta riippuen tutkalla voidaan kuitenkin seurata jopa satojen kilometrien päässä liikkuvia myrskyjä.

Salaman paikannus perustuu useimmiten salaman aiheuttaman nopean ja monipuolisen sähkömagneettiseen säteilyn pulssin havaitsemiseen. Muut yleiset ympäristön tapahtumat eivät esimerkiksi aiheuta radiopulssia samaan aikaan valovälähdyksen kanssa.

Varmin paikkatieto sekä myrskyrintamalle että salamaniskuille saadaan aina usean laitteen avulla tehdystä määrityksestä. Lähimpänä oleva yksinäinen laite ei siis välttämättä aina anna kaikkein parasta tietoa. Tarkkuutteen vaikuttavat mm. tutkan ja salaman paikka ympäröivässä maastossa, antennilaitteen tyyppi, asennus ja kalibrointi, mittaukseen käytetty ohjelmisto, keli, käyttäjä, sekä monet muut tekijät.

Myrskyistä kesää!

Juttu on paranneltu versio Tiedetuubissa aiemmin ilmestyneestä artikkelista, joka oli ilmeisesti kadonnut jonkin sivustouudistuksen myötä bittiavaruuteen.

 

Lähteet: Finnish Lightning Center (suomeksi); FinWX (suomeksi, tutkaverkko: Lappi, Oulu/Kainuu, Länsi-Suomi, Itä-Suomi, Etelä-Suomi, Ahvenanmaa); Geokätkö (suomeksi, käyttää Ilmatieteen laitoksen aineistoja); Ilmatieteen laitos (suomeksi, tutkaverkon kartta); Suomen Saapalvelu (suomeksi, tutkaverkon kartta); Tähtitieteellinen yhdistys Ursa (suomeksi, linkkilista); Ukkostutka (suomeksi); Blitzortung (englanniksi, tutkaverkon asemalista); LightningMaps (englanniksi, käyttää Blitzortungin aineistoja, tutkaverkon kartta); StrikeStar Europe (englanniksi); World Wide Ligntning Location Network (englanniksi, tutkaverkon asemalista)

Kuvat järjestyksessä: Ilmatieteen laitos (otsikkokuva), LightningMaps, Ilmatieteen laitos, Sääasema Jyväskylä Nenäinniemi. Kuvat ovat kirjoittajan muokkaamia kuvakaappauksia sivustoilta.

Kummalliset tulivuorien salamoinnit selitetty

Su, 04/17/2016 - 12:55 By Jari Mäkinen
Salamointia tulivuoren päällä

Päivän kuvana on tänään tulivuoren purkauspilvessä välähtänyt suuri salama. Jo Vesuviuksen purkauksesta on kertomuksia, joiden mukaan vuoren päällä oli (vapaasti käännettynä) "suuria pelottavia tummia pilviä, salamat välkkyivät ja jyrisivät, ja avasivat tietä valtaville vuoresta nouseville liekeille". Yhä edelleen kuvat tulivuoripurkausista ukkosten säestämänä ovat upeita – ja hämmentäviä.

Päivän kuvaMiksi tulivuoret ja salamointi kuuluvat yhteen? Tutkijat ovat pohtineet asiaa pitkään, sillä vaikka ilmiön perimmäinen selitys on ollut tiedossa, on tarkempi selitys ollut epäselvä.

Pohjimmiltaan kyse on siitä, että tulivuoren purkauspilven sisällä on sähköisesti varautuneita pienhiukkasia. Kun positiivisesti ja negatiivisesti varautuneet hiukkaset ovat erillään toisistaan, syntyy jännite-ero, jota salamat purkavat samaan tapaan kuin ukkosmyrskyissä. Sen sijaan hämärän peitossa on ollut perimmäinen syy siihen, miksi jännite-ero syntyy.

Viime viikolla julkaistut Geophysical Research Letters -lehden artikkelit antavat tähän pari vastausta.

Tulivuoritutkija Alexa Van Eatonin johtaman ryhmän julkaisema tutkimus ehdottaa, että syynä olisivat ilmassa olevat jääkiteet, joita syntyy purkauspilven päälle. Tulivuorenpurkauksessa pääsee ilmaa paitsi tuhkaa, niin myös kaasuja, kuten esimerkiksi vesihöyryä. Kun tuhkapilvi putoaa alaspäin, pysyvät jääkiteet korkeammalla kylmässä ilmassa, ja salamointi näyttää keskittyvän juuri niiden seuduille.

Van Eaton seurasi ryhmänsä kanssa tarkasti Chilessä viime vuoden huhtikuussa tapahtunutta Calbuco-vuoren purkausta ja perustaa arvionsa tästä tehtyihin havaintoihin.

Havaintojen perusteella tosin salamointia oli myös purkauksen myöhemmässä vaiheessa, kun tuhka ja kaasut olivat pudonneet alemmaksi. Vaikka jääkiteet olivat kaukana ylhäällä, esiintyi myös tässä tuhkapilvessä salamoita.

Saksassa, müncheniläisen Ludwig Maximilian -yliopiston tutkija Corrado Cimarelli julkaisi hieman aikaisemmin samassa julkaisusarjassa oman tutkimuksensa, missä hän ryhmineen kertoo kuvanneensa suurnopeuskameroilla ja tutkineensa akustisin ja sähkömagneettisin ilmaisimin jatkuvasti aktiivisen, Japanissa Kyushun saarella sijaitsevan Sakurajima-tulivuoren salamointia.

Havaintojen mukaan purkauksessa ylöspäin lentävä tuhka ja kaikki muu aines hinkkaavat toisiaan vasten siinä määrin, että oikeastaan kaikki vuoresta suihkuava materiaali muuttuu sähköisesti varautuneeksi.

Van Eatonin tulkinnan mukaan kaikissa tulivuorenpurkauksissa tapahtuu tätä sähköistä varautumista ja siitä johtuvaa salamointiakin, mutta voimakas salamointi on tyypillistä etenkin voimakkaissa purkauksissa lähinnä siksi, että silloin purkauspilven päälle muodostuu jääkiteitä.

Tulivuoripurkausten salamoinnin tutkiminen on paitsi kiinnostaa, niin myös tärkeää siksi, että näiden tietojen perusteella voidaan satelliiteista tehtävien tulivuorisalamahavaintojen perusteella arvioida paremmin kaukana asutuksesta ja muista havaintoverkoista olevien tulivuorien tuhkapilvien suuruutta ja leviämistä.

Lisäksi tuhkan sähköisten ominaisuuksien tutkiminen sinällään auttaa esimerkiksi selvittämään paremmin kuinka ja miksi tuhka tarttuu erinomaisesti lentokoneiden suihkumoottorien sisuksiin.

Kuva: Oliver Spaltin vuonna 1994 ottama kuva Indonesiassa, Lombokissa, Rinjani-tulivuoren purkauspilvessä tapahtuneesta salamoinnista (CC-BY-2.0).

Sadepommi posauttaa puutkin nurin

La, 03/26/2016 - 14:15 By Jarmo Korteniemi

Ukkosmyrskyn yhteydessä esiintyvä sääilmiö on vaaraksi niin ilmassa kuin maassakin

Hurjimpien ukkospuuskien nopeudet voivat yltää käsittämättömiin lukemiin, jopa 150–250 kilometrin tunnissa (40–70 m/s). Ne johtuvat erittäin voimakkaista mutta pienialaisista syöksyvirtauksista, ja aiheuttavat mittavaa tuhoa. Puut kaatuvat ja katkeilevat järjestelmällisesti yhteen suuntaan tuulen ja rintaman edetessä. Eron vaikkapa vinhasti pyöriviin trombeihin (eli tornadoihin) huomaa helposti, sillä sellaisten jälki on yhtä sekamelskaa.

Meillä syöksyvirtausta saattelee lähes aina aimo annos sadetta, joka tippuu yllä painostavasta pilvestä joko vetenä tai rakeina. Tapahtuma näkyy harvemmin kauempaa selvästi, mutta sellaisessa tapauksessa epävirallinen mutta kuvaava "sadepommi"-nimitys on paikallaan (video alla). Aro- ja aavikkoseuduilla syöksyvirtaus voi olla kuivakin, ja siksi lähes näkymätön, jos siis tuulen kuljettamaa irtomateriaa ei lasketa.

Yllä: Sadepommi Arizonassa vuonna 2015. Videolla väitetään että tapahtuma olisi harvinainen, ja ehkä se onkin -- Arizonassa siis.

Suomessa syöksyvirtauksia esiintyy lähes joka ukkosen yhteydessä, mutta yleensä niiden aiheuttamat puuskaiset tuulet eivät nouse 15 m/s korkeammiksi. Voimakkaat, todellisia tuhoja tekevät syöksyvirtaukset ovat varsin harvinaisia, niitä sattuu koko maassa ehkä kerran vuodessa tai parissa.

Yllä: Vuoden 2010 Sonisphere -festarit olivat erään lähihistorian pahimpia tuhoja tehneen syöksyvirtauksen näyttämö - yksi ihminen kuoli ja kymmeniä loukkaantui. Tuulen vaikutukset alkavat näkyä ylemmän videon loppupuolella.

Syöksyvirtauksen synty

Kaikkien kuuropilvien edellä ja alla tuulee. Pilvi imee lähes imurin tavoin kulkusuunnastaan lämmintä ilmaa itseensä. Ilma nousee ja jäähtyy, ja samalla siinä oleva kosteus tiivistyy jääkiteiksi, joskus rakeiksikin. Kun kylmentynyt ilma lähtee vajoamaan, se voi helposti törmätä alla odottavaan lämpimämpään ilmaan. Jääkiteet sulavat, mikä vetää tehokkaasti lämpöenergiaa ympäröivästä ilmasta. Massiivinen kylmä ilmamassa rojahtaa kokonaisuudessaan alas – joskus hyvinkin nopeasti. (Prosessin voi aloittaa myös yksinkertaisesti pilven veden oma massa.)

Syntyvä syöksyvirtaus (engl. downburst) on käytännössä pystysuora kylmän ilman syöksytorvi. Maan kohdatessaan ilman liike kääntyy vaakaan, ja se leviää joka suuntaan voimakkaana puuskaisena tuulena. Tapahtuma on siis tavallaan nurinkurinen sienipilvi, ja maassa koetut kova tuulet ovat alati laajenevan "lakin" alueen tapahtumia. Ukkospuuskat ovat näistä tutuimpia, niitä kun syntyy helposti kovien ukkosmyrskyjen yhteydessä.

Pienimmissä microbursteissa alas holahtava ilmamassa voi olla poikkileikkaukseltaan pieni, jopa vain satoja metrejä, mutta se leviää laajalle alueelle. Toisessa ääripäässä kaikkein suurimpien syöksyvirtausparvien vaikutus taas voi ulottua jopa satoja kilometrejä pitkälle alueelle.

Etenkin pienet syöksyvirtaukset syntyvät ja elävät hyvin nopeasti. Koko tapahtuma voi kestää vain kymmeniä sekunteja, eikä niitä vielä osata täysin ennustaa. Tämän vuoksi ukkospilvien alla, lähellä maanpintaa lentäminen on hyvin vaarallista. Nousuja ja laskuja ukkospilvien alla kannattaa välttää, jos vain mahdollista.

Alla vielä muutama video, joista puuskan vaikutus erottuu kunnolla. Tuuli riepottelee niin rakeita, ihmisiä, puita kuin lentokoneitakin.

Päivitys 28.3.2016 klo 22.50: Korjattu parissa kohdassa loppupuolella ollut väärä termi. Kyse ei siis todellakaan ollut mistään suihkuvirtauksesta, missään vaiheessa, vaan ainoastaan syöksyvirtauksista.
Päivitys 29.3.2016 klo 10.00: Korjattu normaalien puuskien nopeudeksi 15 m/s, aiemmin paikalla luki 15 km/h.
Päivitys 30.3.2016 klo 15.45: Korjattu ensimmäisen videon kuvauspaikaksi Arizona, aiemmin paikaksi oli merkitty Australia.

Avaruusasemalta havaittiin suuria punaisia yläsalamoita (video)

ESAn tanskalaisastronautti Andreas Mogensenin lennon ensimmäinen konkreettinen tulos julkistettiin tänään maanantaina: hänen asemalla suorittamansa THOR-koe havaitsi voimakkaiden ukkosrintamien yläpuolella harvinaisia salamoita, punaisia keijusalamoita ja sinisiä viuhkasalamoita. 

Niitä kumpiakin näkyy yllä olevalla videolla, jonka Andreas kuvasi avaruusaseman kupolista aseman lentäessä Intian päällä. Vaaleat väläykset, joita videolla näkyy runsaasti, tulevat "normaalin" salaman valaistessa ympärillään olevaa pilviverhoa, mutta toisinaan salamoinnin kohdasta suhahtaa silmänräpäyksellinen ilmiö ylöspäin.

Siniset viuhkasalamat ovat matalammalla, noin 50 kilometrin korkeudessa ja osoittavat yleensä noin 15° asteen levyisenä suihkuna ylöspäin. Suihkumaisesta olemuksestaan johtuen englanniksi niitä kutsutaan nimellä blue jet. Salaman isku kestää alle sekunnin ja aiempien mittausten mukaan se etenee noin 100 kilometriä sekunnissa. 

Punertava keijusalama (englanniksi sprite) on korkeammalla, 60-80 kilometrin korkeudessa. Yleensä salama koostuu useista pystyssä olevista "liekeistä" ja niiden kirkkain osa on juuressa, noin 65 kilometrin korkeudessa. Sen isku kestää vain noin 3–10 millisekuntia.

Kummankaan syntymekanismia ei toistaiseksi tunneta, joten Tanskan teknillisen yliopiston ja sikäläisen Ilmatieteenlaitoksen tutkijat ehdottivat Andreasin avaruuslennon aikana suoritettavaksi koetta, missä näitä pyritään varta vasten havaitsemaan ja kuvaamaan. Suurin osa aikaisemmin saaduista yläsalamoiden kuvista ja videoista on saatu enemmän tai vähemmän sattumalta. Vain muutama koejärjestely on koettanut tutkia näitä tarkemmin, joskin suurin osa pitempään avaruudessa olleista astronauteista kertoo havainneensa sellaisia ukkosmyrksyjä katseltuaan.

Voi olla, että harvinaiset yläsalamat eivät olekaan kovin harvinaisia, kunhan niitä vain osattaisiin katsoa paremmin.

Nyt tämä skandinaavisen ukkosenjumala Thorin mukaan nimensä saanut laitteisto sai napattua muutamia todella komeita tapauksia ja edelleen viimeviikkoisen avaruuslennon töpinöissä Tanskan kansallinen avaruuskeskus (DTU Space) julkaisi ensimmäiset kauniit kuvat sellaisinaan.

Tutkijat toki saavat näistä paljon lisää irti, mutta tuloksia on odotettavissa vasta myöhemmin.

THOR-kokeeseen osallistuivat Andreasin ja ESAn sekä mainittujen tahojen lisäksi Commisariat à l’énergie atomique Ranskasta ja Interdisciplinary Center Herzliya Israelista.

Sata salamaa - ja vähän enemmänkin

Ti, 08/25/2015 - 12:38 By Toimitus

Päivän kuvaKreikkalainen 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

Outo salama, joka iskee ylöspäin

Ma, 08/03/2015 - 10:54 By Jari Mäkinen
Keijusalama

Päivän kuvaKuvassa on niin sanottu keijusalama, eli voimakkaiden ukkosmyrskyjen aikaan ilmestyvä yläsalama.

Niiden olemassaolosta oli aavistuksia jo pitkään ja esimerkiksi astronautit sekä lentäjät kertoivat nähneensä sellaisia, mutta sellainen saatiin kuvattua vasta kesällä 1989. Silloin Minnesotan yliopiston tutkijat onnistuivat nappaamaan kuvan tästä omalaatuisesta salamasykeröstä, joka iskee ikään kuin pilvestä ylös avaruuteen.

Nyttemmin on selvinnyt, että yleensä sarjoina ilmenevät keijusalamat nousevat "vain" noin 90 kilometrin korkeuteen ja niiden voimakkain osa on noin 70 kilometrin korkeudessa. Niiden alaosa on himmeä ja sinihehkuinen, mun taas yläosa on sumea ja punertava. Keijusalaman alaosa on noin 40 km:n korkeudella.

keijusalamaKeijusalamassa elektronit virtaavat alhaalta positiivisesti varautuneeseen ukkospilven yläosaan ja syöksyvät sieltä ylempään ilmakehään. Siellä sininen väri syntyy samaan tapaan kuin revontulissa, eli varauksen virittäessä ilman molekyylejä. Korkeammalla törmäysnopeus hidastuu ja väri muuttuu vähempienergiseksi punerrukseksi.

Näitä esiintyy yleensä voimakkaiden ukkosten loppupuolella ja niihin liittyy tyypillisesti varsin voimakkaita positiivisia pilvestä alaspäin iskeviä salamoita.

Juuri ennen keijusalaman iskua on havaittavissa usein heikkovaloinen usvamainen valoilmiö, kun ilma kuumenee ja ionisoitui paikassa, mistä keijusalama syntyy. 

Keijusalaman "isku" kestää alle kymmenen sekunnin tuhannesosaa ja koska sellaisen kirkkaus on vain revontulikaaren luokkaa, on sen näkeminen sattuman kauppaa. Yleensä silmä havaitseekin vain sen, että jotain tapahtui, kun taas nykyaikaisilla kameroilla saadaan salamoista esiin rakennettakin.

Arvioiden mukaan keijusalaman teho voi olla jopa 50 GW, eli sellaisen iskiessä vapautuu energiaa saman verran kuin kolmisenkymmentä rakenteilla olevaa Olkiluoto 3 -ydinvoimalaa hyrräisi samanaikaisesti täydellä tehollaan – mutta vain hetkellisesti: salaman energia on suurimmillaan noin satakunta megajoulea.

Suomessa keijusalaman sai kuvattua ensimmäisen kerran Timo Kantola vuonna 2009.

Otsikkokuva: Harald Edens / Langmuir Laboratory for Atmospheric Research

Hurjien ukkosten maanantai

Su, 07/13/2014 - 23:52 By Jari Mäkinen
Salamointia (Flickr / Pekka Isomursu)

(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

Päivän kuva 25.8.2013: Sata salamaa - ja vähän enemmänkin

Su, 08/25/2013 - 00:38 By Toimitus

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

Ukko Ylijumalan kivikärryt

To, 02/14/2013 - 09:22 By Toimitus

Painostavan helteisen kesäpäivän kallistuessa kohti iltaa taivaanrantaan voi alkaa kasautua uhkaavan näköisiä pilviä. Ne kasvavat korkeutta ja tummuvat tummumistaan. Aurinko katoaa niiden taakse ja tuulenpuuskat alkavat riepottaa puita. Ukkonen tekee tuloaan.

Parasta – jos nyt potentiaalisesti tuhoisan luonnonilmiön kannalta voi niin sanoa – ukkosaikaa on kesä–heinäkuu. Toisinaan ukkosia esiintyy aikaisin keväällä ja myöhään syksyllä, mutta talvella ukkoset ovat hyvin harvinaisia. Sankan lumipyrynkin keskellä voi kuitenkin toisinaan räsähtää yksinäinen salama.

Helteitä ja rintamia

Ukkosia syntyy kahdella tavalla. Etenkin pitkien hellejaksojen aikana esiintyy usein lämpö- eli ilmamassaukkosia. Päivän kuluessa kohonneiden kumpupilvien korkeus kasvaa, kun maanpintaa lämmittävä auringon paahde synnyttää voimakkaita nousevia ilmavirtauksia. Lopulta pilvistä muodostuu ukkospilviä.

Tällaiset ukkoset ovat toisinaan rajuja, mutta yleensä melko lyhytaikaisia, sillä tyypillinen ukkospilvi puhkuu itsensä tyhjiin tunnissa tai parissa. Lämpöukkosiin liittyy usein voimakkaita sadekuuroja, jotka itse asiassa edeltävät varsinaista ukonilmaan. Silloin voi hetkessä tulla taivaalta vettä saman verran kuin kuivana kesänä kokonaisen kuukauden aikana.

Rintamaukkoset liittyvät kylmän ja lämpimän ilman kohtaamisiin. Kylmä ilma on tiheämpää ja raskaampaa kuin lämmin ilma, joten se työntyy lämpimän ilman alle ja nostaa sitä ylöspäin. Siinä missä lämpöukkoset ovat tyypillisesti iltapäivän ilmiöitä, rintamaukkosia voi esiintyä mihin vuorokauden aikaan tahansa. Ne ovat usein myös paljon laaja-alaisempia ja voimakkaampia.

Syy ja seuraus

Ukkospilven sisällä ylöspäin kohoavassa ilmassa on runsaasti kosteutta. Kun lämpötila korkeuden mukana laskee, kosteus tiivistyy ensin vedeksi ja muuttuu sitten lumeksi ja jääksi. Toisiinsa törmäilevät lumirakeet ja jääkiteet varautuvat sähköisesti.

Pilven yläosiin, jopa yli 10 kilometrin korkeuteen, kertyy jääkiteiden mukana positiivista sähkövarausta, kun pilven keskivaiheilla on lumirakeiden ylläpitämä negatiivinen varaus. Pilven alaosissa varaus on jälleen positiivinen. Kun kertyneet varaukset alkavat purkautua salamointina, pilven ja maanpinnan välinen jännite voi nousta kymmeniin miljooniin voltteihin.

Muinaissuomalaisilla oli ukkosen äänimaailmalle oivallinen selitys. Ukko Ylijumala ajelee silloin pilvien päällä kärryillään, joista sinkoilevat kivenmurikat kolisevat toisiinsa kopsahdellessaan.

Todellisuudessa ukkosen jyrinän taustalla on sama ilmiö kuin pamauksessa, joka kuuluu suihkuhävittäjän murtaessa äänivallin eli ylittäessä äänen nopeuden.

Salaman iskiessä sen kulkureitillä oleva ilma kuumenee voimakkaasti – lämpötila voi hetkellisesti nousta jopa 30 000 asteeseen – ja samalla se laajenee hyvin nopeasti. Silloin syntyy iskuaalto, jonka nopeuden hidastuessa äänen nopeutta pienemmäksi kuuluu pamaus. Salaman pituus voi olla useita kilometrejä, joten yksittäiset pamaukset puuroutuvat yleensä sekuntejakin kestäväksi yhtäjaksoiseksi, joskin vaihtelevaksi jyrinäksi.

Askel kerrallaan

Salamanisku ei todellisuudessa ole yksi ainoa välähdys vaan siinä on eri vaiheita. Ihmissilmä on liian hidas erottamaan niitä toisistaan, mutta erikoiskameroilla on saatu yksityiskohtaista tietoa salamaniskun etenemisestä.

Varsinaista pääsalamaa edeltää heikompi esisalama, joka tavallaan raivaa sille tietä. Esisalama saa yleensä alkunsa pilvestä, josta se hakeutuu alaspäin kohti maata. Ilma johtaa sähköä huonosti, mutta esisalaman kuumentamana sen johtavuus paranee. Kun pilven ja maanpinnan välille on syntynyt hyvin sähköä johtava kanava, pääsalama iskee maasta ylöspäin.

Välähdys on niin nopea, ettei silmä pysy mukana, vaan tulkitsee salamaniskun tapahtuvan esisalaman suuntaan eli ylhäältä alaspäin. Likikään aina salama ei kuitenkaan iske maahan saakka vaan pilvestä toiseen. Silloin varsinaista salamaa ei välttämättä edes näe, vaan se jää paksujen pilvien kätköihin.

Ukkosrintaman etäisyyden ja kulkusuunnan voi päätellä tarkkailemalla salamoinnin ja jyrinän välillä kuluvaa aikaa. Salaman välähtäessä syntyvä valo kulkee sekunnissa noin 300 000 kilometriä, mutta samassa ajassa ääni etenee vain runsaat 300 metriä. Kun salaman iskun ja sitä seuraavan jyrinän välillä kuluneiden sekuntien määrän jakaa kolmella, saa välähtäneen salaman etäisyyden kilometreissä. Ankarassa ukkosmyrskyssä salamointi voi kuitenkin olla niin tiuhaa, että tiettyyn salamaan liittyvää jyrinää on mahdoton erottaa.

Kaukaiset kajastukset

Loppukesästä, kun illat alkavat vähitellen hämärtyä, näkyy usein elosalamoita: horisontissa saattaa salamoida taajaankin, mutta mitään ääntä ei kuulu. Ukkonen on silloin niin etäällä, parinkymmenen kilometrin päässä, että ääni ei enää kanna kaukaisuudesta, mutta pimenevällä taivaalla salamoiden välähdykset näkyvät selvästi.

Aina ei erotu edes yksittäisiä salamoita, vaan taivaanrannan takaa kajastaa vain epämääräisiä välähdyksiä. Silloin puhutaan kalevantulista. Kaukaisia ukkosia on tietysti yhtä lailla sydänkesällä, mutta silloin taivas on keskellä yötäkin niin valoisa, että salamointia ei erota.

Ukkosta ei tarvitse pelätä, mutta sen kanssa ei pidä leikkiäkään. Varovaisuus on ukkosen jyrähtäessä aina paikallaan. Ukonilmalla ei kannata mennä sateelta suojaan puun alle, koska
salama voi iskeä puuhun ja kulkeutua siitä oksiston alla kyyristelevään ihmiseen.

Jos ukkonen yllättää, kannattaa hakeutua mahdollisimman matalalle paikalle, ei kuitenkaan keskelle peltoaukeaa. Salama iskee useimmiten korkeimpaan kohtaan – ja keskellä peltoa se on ihminen.