Tuoreimmat

Wednesday, 03 August 2011 00:00

Vettä, jauhoja ja hiivaa: mitä ilmakehäluotaukset kertovat syvän kostean konvektion ilmastosta Suomessa? III luku: ”superluotaukset”

Written by
Rate this item
(0 votes)

Sen sijaan, että tarkastellaan tuhansia luotauksia yhtenä kokonaisuutena, on myös mielenkiintoista poimia joukosta kaikkein ”mehevimmät” tapaukset ja tarkastella niitä omana kokonaisuutenaan. Neljäosaisen pöytälaatikkotutkimuksen kolmanteen lukuun olenkin koostanut Suomen luotausasemien havaintosarjoista eri parametrien ennätyslistat sekä joukon havaintoja, joita kutsun tästä eteenpäin iltapäivälehtimäisesti superluotauksiksi. Olen määritellyt superluotaukseksi mittauksen, jossa seuraavat ehdot täyttyvät:

1.       Alimman 500 metrin keskimääräinen vesihöyryn sekoitussuhde on vähintään 11 g/kg

2.       850 ja 500 hPa:n painepintojen välinen lämpötilavähete on vähintään 7 K/km

3.       Pinnan ja 500 hPa:n välinen tuuliväänne on vähintään 15 m/s

 

Kannattaa huomata, että edelleenkin tarkastelusta puuttuu kolmas syvän kostean konvektion ainesosa eli kehityksen laukaiseva tekijä. Niinpä superluotauspäivät ovat saattaneet olla maassamme vesisateen sävyttämiä kosteanhiostavia kesäpäiviä ilman sen suurempaa ukkosiin liittyvää dramatiikkaa. Yllä asetettuihin ehtoihin ei myöskään liity pitkälle vietyjä tieteellisiä perusteluja. Tämäntapainen tarkastelu lienee silti mielekästä tehdä, koska yo. ehdot täyttävissä tilanteissa ovat aina läsnä ilmiselvät vaaraa aiheuttavan sään episodin ainekset.  Jäljempänä ruodin myös superluotauksiin liittyneitä synoptisia tilanteita. Tällä tavoin voi saada karkealla tasolla käsityksen, miten ”katastrofin” ainekset löytävät toisensa.

 

Kesä 2010 jyrää ranking-listoilla

Kun 50 vuoden kotimainen luotausaineisto laitetaan järjestykseen 850 hPa:n lämpötilan (”ilmamassan lämpötila”) perusteella, saadaan alla oleva lista. Siitä nähdään välittömästi kesän 2010 korostunut asema. Viime kesänä rikottiin ensimmäistä kertaa Suomen asemilla +20 asteen haamuraja, ja Suomen ennätystä pitää hallussaan Jyväskylä  8. elokuuta mitatulla  +20,7C lukemallaan. Kahden kymmenen kuumimman listalta selviää myös, että muun muassa kesinä 1970, 1983, 1992 ja 2008 meillä on vieraillut erittäin kuumia ilmamassoja.

 

Pvm                    Klo                      T850                    Asema

8.8.2010            0600                    20,7                     Jyväskylä

8.8.2010            1200                    20,5                     Jokioinen

8.8.2010            0000                    20,3                     Jokioinen

29.7.2010          0600                    20,2                     Jyväskylä

12.8.1992          0000                    19,9                     Sodankylä

30.7.2010          0000                    19,8                     Sodankylä

8.8.2010            1800                    19,6                     Jyväskylä

11.8.1992          1200                    19,5                     Jokioinen

3.7.2008            0000                    19,4                     Sodankylä

26.6.2009          0000                    19,2                     Sodankylä

 

Alatroposfäärin kosteuden ranking-listalla komeilee niin ikään monta kesän 2010 luotausta. Kärkisijan vie kuitenkin vuosisadan ukkoskesän, 1972 mittaus Sodankylästä. Tuolloin vesihöyryn sekoitussuhde oli alimmassa puolessa kilometrissä huikeat 15,6 g/kg. Hulppeita kosteusmääriä on mitattu myös kesien 1970, 1988, 1991 ja 2003 aikana.

 

Pvm                    Klo                      Kosteus             Asema

13.7.1972          1200                    15,6                     Sodankylä

16.7.2010          0000                    15,0                     Jokioinen

7.8.2010            1800                    14,9                     Jyväskylä

28.7.2003          1800                    14,9                     Jyväskylä

17.7.1988          0000                    14,7                     Jokioinen

1.8.1961            1200                    14,6                     Jokioinen

16.7.2010          0600                    14,5                     Jyväskylä

17.7.2001          1800                    14,3                     Jyväskylä

8.8.2010            1200                    14,2                     Jokioinen

8.8.2010            0600                    14,1                     Jyväskylä

 

Kolmas ranking-lista käsittää tuuliväännejärjestyksessä luotaukset, joissa alimmassa puolessa kilometrissä on ollut kosteutta vähintään 12 g/kg. Jotta tapaus on päässyt top20-listalle, maanpinnan ja 500 hPa:n välisen väänteen on täytynyt olla vähintään 19,6 m/s. ”Dynaamisimmat” ympäristöt ovat tarjoilleet jopa yli 25 m/s tuuliväänteitä. Listalla on varsin mielenkiintoisia päiviä, sillä 6.7.1999 havaittiin jättirakeita, 20.8.2004 esiintyi Kontiolahdella F2-luokan trombi, 5.7.2002 maan itäosassa jyräsi ensimmäinen Suomessa vahvistettu syöksyvirtausparvi ja 29.7.2010 maan keskiosaa höykytti Asta-rajuilma, joka sekin täytti syöksyvirtausparven määritelmän.

 

Pvm                    Klo                      Tuuliväänne    Asema

17.8.2007          0000                    27,5                     Jokioinen

23.6.2006          0600                    26,2                     Jyväskylä

20.8.2004          0000                    26,0                     Jokioinen

19.7.1970          1200                    25,9                     Jyväskylä

5.7.2002            1200                    24,9                     Sodankylä

18.8.2008          0000                    24,5                     Jokioinen

19.7.1970          1200                    24,2                     Jokioinen

22.7.2010          1800                    23,6                     Jyväskylä

29.7.2010          1800                    22,5                     Jyväskylä

6.7.1999            1200                    22,0                     Jokioinen

 

Ennen kesää 2010 superluotauksia kesinä 1998 ja 1999

Edellä esitetyn superluotauksen ehdot (7 K/km, 11 g/kg, 15 m/s) täyttäviä kandidaatteja löytyi koko luotausaineistosta ainoastaan 20 kappaletta. Jälleen kerran kesä 2010 hypähtää listalta esiin, sillä 20 luotauksesta peräti puolet on peräisin heinä-elokuulta 2010. Kaiken kaikkiaan luotaukset voidaan ryhmitellä tapauksiin, jolloin päädytään seuraavaan kahdeksaan episodiin (suluissa merkittävät tapahtumat):

1.       19.-20.7.1970

2.       9.7.1972 (Puumalan rajuilma, derecho-kandidaatti)

3.       9.8.1972

4.       15.-16.6.1998 (Iitin trombi)

5.       26.6.1999

6.       25.-26.7.2010 (rajua ukkosta)

7.       28.-30.7.2010 (Asta, derecho)

8.       8.8.2010 (Sylvi-rajuilma ja jättirakeet)

 

Tarkastelu osoittaa siis selvästi sekä viime kesän että ylipäätään superluotausten harvinaislaatuisuuden. Jotta asia tulisi konkreettisemmaksi, alla on luotausdiagrammilla esitettynä muutamia ehdot täyttäviä luotauksia. Ensimmäiset kaksi esimerkkiä (8.8.2010 ja 26.6.1999)kuvaavat äärimmäisen ”räjähdysherkkää” iltapäivän tilannetta. Kuten näin kuumissa ilmamassoissa yleensä on, tilanne on melko vahvasti tulpattu johtuen kaakosta saapuneesta ”koholla olevasta” hyvin sekoittuneesta ilmakerroksesta. Lopulta käynnistävän tekijän vahvuus määrittelee sen, lähteekö patoutunut potentiaalienergia muuttumaan liikkuvampaan muotoon.

Esimerkki vuodelta 1998 tuo karulla tavalla ilmi tämän työmenetelmän heikon kohdan. Rajakerros saattaa olla äärimmäisen stabiili, jolloin ainoa keino purkaa potentiaalienergiaa on kohokonvektio. Kyseisessä esimerkissä rajakerroksen kostean kerroksen yläreunasta kohotetuille ilmapaketeille konvektiivinen esto on huomattava. Kuitenkin, mikäli esto on voitettavissa, noin 2 kilometristä ylöspäin ukkospilvet nousisivat taivaalle raketin tavalla. Kyseinen termodynaaminen asetelma tekee trombien esiintymisen mahdottomaksi ja laskee syöksyvirtausriskinkin vähäiseksi.

Mitä opimme tästä?

Kotimaisen noin 50 vuotta käsittävän, tuhansia mittauksia sisältävän luotausaineiston perusteella voidaan todeta, että vain parissa kymmenessä tilanteessa alimman puolen kilometrin kerroksessa kosteutta on ollut yli 13,5 g/kg ja 850 hPa:n lämpötila on ylittänyt +18 astetta. Suuren kosteuden tilanteissa (>12 g/kg) 850 hPa:n 500 hPa:n välinen lämpötilavähete on harvinaisen suuri, jos se ylittää 6,8 K/km. Vastaavasti maanpinnan ja 500 hPa:n välinen tuuliväänne on harvinainen, jos se on kosteassa luotauksessa yli 20 m/s.

 

Jos luotausaineisto pengotaan edellä esitettyjen parametrien ehdoilla >7 K/km, > 11 g/kg ja > 15 m/s, saadaan erilleen superluotausten populaatio. Näissä tapauksissa ruuti on todella kuivaa ja useimmiten tuulista, ja ”katastrofi” jää kiinni ainoastaan siitä, onko käynnistävä tekijä riittävän voimakas. Ehdot täyttäviä luotauksia löytyi aineistosta ainoastaan 20 kappaletta, joista peräti 10 havaittiin kesällä 2010. Tämä korostaa kesän 2010 poikkeuksellisuutta sekä sitä faktaa, että rajuimmat vaaraa aiheuttavan konvektion ainesosien kohtaamiset ovat maassamme erittäin harvinaisia.

 

Superluotauksiin liittyvät säätilanteet ovat synoptisesta näkökulmasta jopa hämmentävän samankaltaisia. Tästä lisää seuraavassa luvussa.

Read 13871 times