7. Tuulet

Tuuli puhaltaa korkeapaineesta kohti matalapainetta

Kun au­rin­gon sä­tei­ly saa­vut­taa maan­pin­nan, se läm­mit­tää lä­hel­lään ole­vaa il­maa. Läm­men­nyt ke­vyt ilma nou­see ylös­päin, ai­van ku­ten läm­mi­tet­ty kuu­ma­ilma­pal­lo ko­ho­aa. Il­mi­ö­tä kut­su­taan konvektioksi. Tä­män seu­rauk­se­na alu­een il­man­pai­ne las­kee eli siel­lä on maan pin­nan lä­hel­lä hie­man vä­hem­män il­maa kuin ym­pä­ril­lä. Täl­löin alu­eel­la val­lit­see ma­ta­la­pai­ne. Il­man va­jet­ta täyt­tä­mään sin­ne pu­hal­taa il­maa ym­pä­röi­vil­tä alu­eil­ta. Näin on syn­ty­nyt tuu­li. Alu­eil­le, jois­sa kor­ke­am­mal­la ilma­ke­häs­sä ole­va ilma on jääh­ty­nyt ja al­ka­nut pai­nua alas­päin, syn­tyy maan pin­nan lä­hel­le kor­ke­a­pai­ne.

Tuu­li pu­hal­taa kor­ke­a­pai­neen alu­eel­ta koh­ti ma­ta­la­pai­neen alu­et­ta (kuva 7.2.). Tuu­len voi­mak­kuus riip­puu il­man­pai­ne-eron suu­ruu­des­ta sekä ma­ta­la- ja kor­ke­a­pai­neen vä­li­ses­tä etäi­syy­des­tä. Jos ma­ta­la­pai­neen alu­eel­la on hy­vin al­hai­nen il­man­pai­ne, sin­ne pu­hal­taa voi­ma­kas tuu­li.

Ma­ta­la­pai­neen nou­se­vas­sa ilma­vir­tauk­ses­sa on usein kos­teut­ta. Kun ilma ko­ho­aa ylös­päin, se jääh­tyy ja pys­tyy si­säl­tä­mään en­tis­tä vä­hem­män vet­tä kaa­su­mai­ses­sa muo­dos­sa. Tä­män seu­rauk­se­na vesi tii­vis­tyy pil­vi­pi­sa­roik­si ja ma­ta­la­pai­neen alu­eel­la usein sa­taa. Näin ei kui­ten­kaan aina ta­pah­du, eikä ma­ta­la­pai­ne suin­kaan tar­koi­ta aina sa­det­ta. Kor­ke­a­pai­neen alu­eel­la alas­päin las­keu­tu­es­saan ilma läm­pe­nee, tii­vis­ty­mis­tä ei ta­pah­du, eikä sa­tei­ta syn­ny. Jos jo­kin alue, ku­ten Sa­ha­ra, si­jait­see py­sy­vän kor­ke­a­pai­neen alu­eel­la, siel­lä on täs­tä syys­tä vähä­sa­teis­ta. Sa­teen syn­tyä kä­si­tel­lään tar­kem­min vesi­ke­hän yh­tey­des­sä lu­vus­sa 9.

Planetaariset tuulet

Maa­pal­lol­la vai­kut­taa mo­nia lä­hes läpi vuo­den sa­maan suun­taan pu­hal­ta­via suu­ren mit­ta­kaa­van pla­ne­taa­ri­sia tuu­lia. Ne syn­ty­vät, kos­ka maa­pal­lol­la on mel­ko py­sy­viä kor­kea- ja ma­ta­la­pai­neen alu­ei­ta: tuu­let pu­hal­ta­vat kor­ke­a­pai­neen kes­kuk­sis­ta koh­ti ma­ta­la­pai­neen kes­kuk­sia (kuva 7.3.).

Päi­vän­ta­saa­jal­la on vähä­tuu­lis­ta. Siel­lä au­rin­gon läm­mit­tä­mä ilma nou­see ylös­päin, eli syn­tyy py­sy­vä ma­ta­la­pai­neen vyö­hy­ke. Ko­hon­nut ilma kään­tyy tro­po­sfää­rin ylä­o­sas­sa koh­ti na­po­ja ja pai­nuu jääh­dyt­ty­ään alas kään­tö­pii­rien koh­dal­la. Poh­joi­ses­sa Kra­vun ja ete­läs­sä Kau­riin kään­tö­pii­rien koh­dal­la on täs­tä syys­tä niin sa­no­tut hepo­as­teet, vyö­hyk­keet joil­la esiin­tyy py­sy­väs­ti kor­ke­a­pai­neen kes­kuk­sia.

Kään­tö­pii­reil­tä tuu­li pu­hal­taa koh­ti päi­vän­ta­saa­jan ma­ta­la­pai­net­ta. Näi­tä tuu­lia kut­su­taan pa­saa­ti­tuu­lik­si. Ne ei­vät pu­hal­la kui­ten­kaan suo­raan pohjois-ete­lä-suun­tai­ses­ti, vaan maa­pal­lon pyö­ri­mi­sen ai­heut­ta­man coriolis-il­mi­ön seu­rauk­se­na poh­joi­sel­la pal­lon­puo­lis­kol­la pu­hal­taa koil­lis­pa­saa­ti ja ete­läi­sel­lä kaak­kois­pa­saa­ti. Pa­saa­ti­tuul­ten koh­taa­mis­vyö­hy­ke on suu­rim­man osan vuo­des­ta päi­vän­ta­saa­jan seu­dul­la, mut­ta siir­tyy koh­ti­suo­ran au­rin­gon­sä­tei­lyn osu­mi­sen mu­ka­na hie­man sen ete­lä- ja poh­jois­puo­lil­le.

Kään­tö­pii­reil­lä las­ke­va ilma­vir­taus kään­tyy myös koh­ti napa-alu­ei­ta. Poh­joi­sel­la pal­lon­puo­lis­kol­la tuu­let kään­ty­vät coriolis-il­mi­ön vai­ku­tuk­ses­ta län­si- ja lou­nais­tuu­lik­si, ete­läi­sel­lä pal­lon­puo­lis­kol­la län­si­tuu­lik­si. Suo­mi si­jait­see tä­ten pää­osin val­lit­se­vien län­si- ja lou­nais­tuul­ten aluella.

Napa-alu­eil­la on py­sy­vä kor­ke­a­pai­neen alue. Siel­tä siir­tyy kyl­mää il­maa napa­tuu­li­na poh­joi­sel­la pal­lon­puo­lis­kol­la koh­ti ete­lää. Le­veys­pii­rin 60 tie­noil­la napa­tuul­ten kyl­mä ja kui­va ilma koh­taa hepo­asteilta tul­leen läm­pi­män il­man. Tätä kyl­män ja läm­pi­män il­man koh­taa­mis­paik­kaa kut­su­taan po­laa­ri­rin­ta­mak­si, jon­ka alu­eel­la syn­tyy liik­ku­via ma­ta­la­pai­nei­ta eli po­laa­ri­rin­ta­man syk­lo­ne­ja. Aluella val­lit­se­vat län­si­tuu­let kul­jet­ta­vat syk­lo­ne­ja koh­ti itää. Syk­lo­nis­sa on edes­sä läm­min rin­ta­ma ja taa­em­pa­na kyl­mä rin­ta­ma. Syk­lo­nit tuo­vat muun mu­as­sa Suo­meen sa­tei­ta ja nii­tä kä­si­tel­lään tar­kem­min Pohjois-Eu­roo­pan säi­den yh­tey­des­sä lu­vus­sa 11.

Ilmanpainevyöhykkeet

Päi­vän­ta­saa­jan py­sy­vä ma­ta­la­pai­neen vyö­hy­ke, kään­tö­pii­rien eli hepo­as­tei­den kor­ke­a­pai­neen vyö­hyk­keet, po­laa­ri­rin­ta­mien ma­ta­la­pai­neen vyö­hyk­keet ja napa-alu­ei­den kor­ke­a­pai­neen vyö­hyk­keet muo­dos­ta­vat maa­pal­lol­le il­man­pai­ne­vyö­hyk­keet. Vyö­hyk­keet ei­vät pysy läpi vuo­den ai­van pai­kal­laan, vaan ne siir­ty­vät Maan kier­tä­es­sä vuo­den mit­taan Au­rin­gon ym­pä­ri ak­se­li kallellellaan.

Au­rin­gon ze­niit­ti­a­se­ma eli se koh­ta maa­pal­lol­la, jos­sa au­rin­ko pais­taa kes­ki­päi­väl­lä tai­vaan laki­pis­tees­tä eli koh­ti­suo­raan yl­hääl­tä, vaih­te­lee vuo­den­ai­ko­jen mu­kaan. Syys- ja ke­vät­päi­vän­ta­saus­päi­vi­nä ze­niit­ti­a­se­ma on päi­vän­ta­saa­jal­la. Sil­loin voi­mak­kain au­rin­gon läm­mit­tä­vä vai­ku­tus ja sii­tä seu­raa­va nou­se­va ilma­vir­taus si­joit­tuu päi­vän­ta­saa­jal­le eli ma­ta­la­pai­neen vöyhyke muo­dos­tuu juu­ri päi­vän­ta­saa­jal­le.

Kui­ten­kin ju­han­nuk­sen ai­kaan ole­va­na kesä­päi­vän­sei­saus­päi­vä­nä ze­niit­ti­a­se­ma on Kra­vun kään­tö­pii­ril­lä. Tä­män seu­rauk­se­na myös pa­saa­ti­tuul­ten koh­taa­mis­vyö­hy­ke eli päi­vän­ta­saa­jan ma­ta­la­pai­neen vyö­hy­ke sa­tei­neen on siir­ty­nyt pohjoisemmas. Vas­taa­vas­ti hepo­as­tei­den kor­ke­a­pai­ne siir­tyy pohjoisemmas. Tämä il­me­nee muun mu­as­sa Väli­me­ren alu­een kuu­ma­na ja kui­va­na ke­sä­nä ja tal­vel­la vas­taa­vas­ti sa­tei­suu­te­na.

Ete­läi­sel­lä pal­lon­puo­lis­kol­la il­miö on sa­man­lai­nen mut­ta ajal­li­ses­ti päin­vas­tai­nen.

Aasian monsuunituulet

Au­rin­gon ze­niit­ti­a­se­man muu­tos tal­ves­ta ke­sään vai­kut­taa voi­mak­kaas­ti Aa­si­an il­mas­toon. Mon­suu­ni­tuu­lik­si kut­su­taan vuo­den­ai­koi­hin liit­ty­viä tuu­lia Ete­lä-Aa­si­as­sa.

Ke­säl­lä au­rin­ko läm­mit­tää Aa­si­an laa­jaa man­ner­ta. Sin­ne syn­tyy nou­se­va ilma­vir­taus ja ma­ta­la­pai­neen kes­kus, jon­ne pu­hal­taa voi­mak­kai­ta tuu­lia In­ti­an val­ta­me­rel­tä. Nämä kesä­mon­suu­nit tuo­vat kos­teut­ta me­rel­tä. Sil­loin sade­mää­rät ovat suo­ma­lai­siin sa­tei­siin ver­rat­tu­na val­ta­vat: yh­te­nä kesä­kuu­kau­te­na voi Ete­lä-Aa­si­as­sa sa­taa sa­man ver­ran kuin Suo­mes­sa koko vuo­te­na.

Tal­vel­la au­rin­gon ze­niit­ti­a­se­ma on Aa­si­an man­te­reen ete­lä­puo­lel­la, In­ti­an val­ta­me­rel­lä. Aa­si­an sisä­o­siin syn­tyy kor­ke­a­pai­neen kes­kus, jos­ta pu­hal­taa kui­va man­ner­tuu­li eli tal­vi­mon­suu­ni man­te­reen yli. Sa­tei­ta ei esiin­ny. Niin­pä muun mu­as­sa in­ti­a­lai­set jou­tu­vat odot­ta­maan seu­raa­via ko­vem­pia sa­tei­ta seu­raa­vaan kesä­mon­suu­niin saak­ka.

Mon­suu­ni­tuu­let vai­kut­ta­vat myös Itä-Aa­si­as­sa, Ja­pa­nis­sa ja Kii­nas­sa. Näil­lä alu­eil­la mon­suu­nit poik­ke­a­vat hie­man Ete­lä-Aa­si­an mon­suu­neis­ta. Esi­mer­kik­si Ja­pa­niin tal­vi­mon­suu­ni tuo me­rel­tä sa­tei­ta.

Paikalliset tuulet

Pla­ne­taa­ris­ten tuu­lien li­säk­si maa­pal­lol­la vai­kut­ta­vat mo­net pie­nen mit­ta­kaa­van pai­kal­li­set tuu­let.

Maa- ja meri­tuu­li-il­mi­ös­sä tuu­li pu­hal­taa päi­väl­lä me­rel­tä mut­ta yöl­lä man­te­reel­ta. Syy­nä aa­mui­sen meri­tuu­len syn­ty­mi­seen on se, että aa­mul­la maa al­kaa läm­me­tä ja sin­ne syn­tyy ko­ho­a­via ilma­vir­tauk­sia, jon­ne tuu­li al­kaa pu­hal­taa me­rel­tä. Öi­sin ilma ko­ho­aa maa­ta hi­taam­min jääh­ty­väs­tä suh­tees­sa läm­pi­mäs­tä me­res­tä, ja tuu­li pu­hal­taa maal­ta me­rel­le.

Laak­so- ja vuo­ri­tuu­let vai­kut­ta­vat vuor­ten rin­teil­lä. Näi­den rin­ne­tuul­ten syn­ty­mi­nen pe­rus­tuu sa­maan il­mi­öön kuin maa- ja meri­tuul­ten syn­ty­mi­nen. Päi­väl­lä au­rin­ko läm­mit­tää ylä­rin­tei­tä voi­mak­kaam­min kuin var­jos­sa ole­via laak­so­ja: rin­teil­lä läm­men­nyt ilma ko­ho­aa ja tuu­li pu­hal­taa laak­sos­ta ylös­päin. Näin syn­tyy laak­so­tuu­li. Pil­vet­tö­mi­nä, tuu­let­to­mi­na öinä rin­teet vii­le­ne­vät no­pe­as­ti ja laak­sot hi­taam­min, jol­loin laak­soi­hin syn­tyy nou­se­va ilma­vir­taus ja rin­teil­tä alas pu­hal­taa ti­lal­le kyl­miä ilma­vir­tauk­sia (vuo­ri­tuu­li).

Kyl­mät las­ku­tuu­let vai­kut­ta­vat vuo­ris­tois­sa ja nii­den laak­sois­sa. Las­ku­tuu­li tuo laak­soon kyl­mää, ras­kas­ta ja kos­te­aa il­maa. Kyl­miä las­ku­tuu­lia esiin­tyy muun mu­as­sa vuo­ris­toi­sil­la Väli­me­ren alu­eil­la.

Föhn­tuu­li eli läm­min, kui­va las­ku­tuu­li on kor­kei­den vuo­ris­to­jen alu­eel­la sil­loin täl­löin esiin­ty­vä tuu­li, jon­ka seu­rauk­se­na vuor­ten suo­jan puo­lel­le las­keu­tuu hy­vin läm­min­tä il­maa. Föhn­tuu­li joh­tuu sii­tä, että vuo­ris­ton rin­net­tä pit­kin ko­ho­a­va kos­tea ilma ei jääh­dy­kään pal­joa, kos­ka sii­nä ol­lut vesi­höy­ry on tii­vis­ty­es­sään sade­pil­vik­si va­paut­ta­nut läm­pö­e­ner­gi­aa il­maan. Kui­vu­nut ilma kui­ten­kin läm­pe­nee las­keu­tu­es­saan vuo­ren toi­sel­la puo­lel­la no­pe­as­ti. Esi­mer­kik­si Pohjois-Ame­ri­kan Kal­li­o­vuo­ril­la voi jos­kus län­nes­tä tu­le­va föhn­tuu­li su­lat­taa lun­ta ta­vat­to­man no­pe­as­ti, sil­lä il­man läm­pö­tila voi ko­ho­ta kym­me­ni­ä­kin as­tei­ta muu­ta­mien tun­tien ai­ka­na. Föhn-il­mi­ö­tä esiin­tyy myös Al­peil­la ja Nor­jan Skandeilla, jol­loin se voi vai­kut­taa Suo­mes­sa­kin asti. Esi­mer­kik­si vuon­na 2013 oli hel­mi­kuun lo­pus­sa tal­vi­loma­vii­kol­la Suo­men La­pis­sa plus­sa­ke­le­jä voi­mak­kaan län­nes­tä Skandeilta pu­hal­ta­neen föhn­tuu­len vuok­si.

Myrskyt

Troop­pi­set hir­mu­myrs­kyt syn­ty­vät kään­tö­pii­rien alu­eil­la troop­pi­sen yli 26-cel­sius­as­tei­sen meri­ve­den va­paut­ta­mas­ta läm­mös­tä, kun vesi­höy­ry tii­vis­tyy sa­teek­si va­paut­ta­en ener­gi­aa.

Hir­mu­myrs­ky­jä kut­su­taan myös pyör­re­myrs­kyik­si, sil­lä liik­ku­vaa ma­ta­la­pai­neen kes­kus­ta kier­tää val­ta­van voi­ma­kas tuu­li, jon­ka no­peus on jopa 30-60 m/s. Hir­mu­myrs­ky voi nos­taa aal­to­ja, joi­den kor­keus voi olla yli kym­me­nen met­riä. Myrs­kyn pyör­tees­sä on voi­ma­kas nou­se­va ilma­vir­taus, syn­tyy val­ta­via pil­viä ja sen seu­rauk­se­na sa­taa voi­mak­kaas­ti.

Jopa tu­han­nen kilo­met­rin le­vyi­set troop­pi­set hir­mu­myrs­kyt voi­vat kes­tää viik­ko­ja, sil­lä me­res­tä imey­tyy li­sää kos­te­aa il­maa nii­den ener­gi­an­läh­teek­si. Hir­mu­myrs­ky­jä ta­va­taan Aa­si­as­sa (tai­fuu­nit ja troop­pi­set syk­lo­nit) ja Ame­ri­kas­sa (hur­ri­kaa­nit). Ame­ri­kas­sa hur­ri­kaa­nit ovat ylei­sim­piä syk­syl­lä, jol­loin meri­vesi on ke­sän ai­ka­na eh­ti­nyt läm­me­tä 26 as­tee­seen. Ih­mi­set jou­tu­vat Pohjois-Ame­ri­kan itä­ran­ni­kol­la pa­ke­ne­maan lä­hes­ty­vää hur­ri­kaa­nia tai suo­jau­tu­maan sen va­ral­ta lä­hes vuo­sit­tain. Hir­mu­myrs­ky­jen liik­kei­tä voi­daan ny­kyi­sin seu­ra­ta sa­tel­liit­tien avul­la ja en­nus­taa ilma­kehä­mal­leil­la.

Tor­na­do ja sen pie­nem­pi muo­to trom­bi ovat hy­vin pie­ni­a­lai­sia, mut­ta voi­mak­kai­ta pyör­re­myrs­ky­jä. Ne liit­ty­vät usein uk­kos­pil­veen, jo­hon ulot­tuu maan pin­nal­ta voi­mak­kaas­ti pyö­ri­vä sup­pi­lo­muo­toi­nen ilma­pi­la­ri. Tor­na­do ja trom­bi ovat ly­hyt­i­käi­siä ja läpi­mi­tal­taan troop­pi­sia hir­mu­myrs­ky­jä pal­jon pie­nem­piä. Esi­mer­kik­si Suo­mes­sa trom­bien läpi­mit­ta voi olla vain muu­ta­mia kym­me­niä met­re­jä. Tor­na­dot ja trom­bit ovat ylei­sem­piä man­te­reel­la, mut­ta sama il­miö voi esiin­tyä myös ve­den pääl­lä.

Suo­mes­sa­kin joi­na­kin ke­si­nä on ta­vat­tu syök­sy­vir­tauk­sia. Ne ovat voi­mak­kai­ta uk­kos­pil­ves­tä alas­päin suun­tau­tu­via tuu­lia.

Termejä

Tuu­len no­peus il­moi­te­taan met­rei­nä se­kun­nis­sa (m/s). Ko­van tuu­len no­peus on 14-20 m/s, myrs­kyn raja on 21 m/s. Voit kastoa tar­kem­min Ilma­tie­teen lai­tok­sen si­vuil­ta.

Tuu­len suun­nal­la tar­koi­te­taan suun­taa, jos­ta tuu­li pu­hal­taa. Esi­mer­kik­si län­si­tuu­li tu­lee län­nes­tä.

Il­man­pai­neen yk­sik­kö on hehtopascal (hPa eli mil­li­baa­ri, mbar). Nor­maa­li il­man­pai­ne me­ren­pin­nan ta­sol­la on 1013 hPa. Il­man­pai­ne on ilma­ke­hän pai­no pin­ta-ala­yk­sik­köä koh­den. Sää­hän ei vai­ku­ta niin­kään il­man­pai­neen arvo vaan sen ero lä­hei­siin alu­ei­siin. Jos pai­kas­sa A on pie­nem­pi il­man­pai­ne kuin vie­rei­ses­sä pai­kas­sa B, tuu­li pu­hal­taa pai­kas­ta B paik­kaan A.

Suih­ku­vir­taus on tro­po­sfää­rin ylä­o­sas­sa pu­hal­ta­va voi­ma­kas ja pie­ni­a­lai­nen ylä­tuu­li. Eu­roo­pan ylä­puo­lel­la suih­ku­vir­tauk­set pu­hal­ta­vat pää­osin län­nes­tä itään. Pohjois-Ame­ri­kas­ta Eu­roop­paan mat­kaa­vat len­to­ko­neet höy­ty­vät suih­ku­vir­taus­ten an­ta­mas­ta avus­ta, sil­lä vir­tauk­sis­sa tuu­li voi pu­hal­taa jopa 100 m/s. Suih­ku­vir­tauk­sen huo­maa nau­ha­mai­sis­ta ylä­pil­vis­tä. Suih­ku­vir­tauk­sil­la on mer­ki­tys­tä po­laa­ri­rin­ta­man syk­lo­nien syn­nyl­le.

Kuva 7.1. Pyör­re­myrs­ky yl­hääl­tä päin kat­sot­tu­na.

Kuva 7.2. Tuu­li pu­hal­taa kor­ke­a­pai­nees­ta ma­ta­la­pai­nee­seen..

Kuva 7.3. Pla­ne­taa­ri­set tuu­let.

Kuva 7.4. Tor­na­do tai trom­bi on pie­ni­a­lai­nen pyör­re­myrs­ky, jo­hon liit­tyy sup­pi­lon­muo­toi­nen pil­vi. Tor­na­don ja trom­bin syn­ty liit­tyy uk­kos­rin­ta­man ole­mas­sa­o­loon.

trom­bi

tuu­li­voi­ma