Pilvi


Tämä artikkeli käsittelee taivaalla leijuvia pilviä. Sanan muista merkityksistä katso täsmennyssivu.

Pilvi on ilmakehän alimmissa kerroksissa ilmavirtausten kannattamana leijuvaa aerosolia, joka koostuu jääkiteistä tai vesipisaroista. Kun pisarat ja kiteet kasvavat riittävän painaviksi, ne putoavat alas sateena. Tämä artikkeli, pois lukien kappale Pilvet muilla planeetoilla, käsittelee lähinnä Maan pilviä. Muiden tunnettujen planeettojen pilvet koostuvat yleensä muusta aineesta kuin vedestä.

Pilvien kaksi perustyyppiä ovat kumpupilvet ja kerrospilvet. Pilvet jaetaan myös niiden alareunan korkeuden mukaan yläpilviin, keskipilviin ja alapilviin. Pilviä esiintyy troposfäärissä maan pinnalta aina 18 kilometriin asti, ja joitain pilvityyppejä sitä ylempänäkin. Sumu on pilvi, joka ulottuu maan pinnalle asti.

Pilvet syntyvät kun kosteaa ilmaa nousee ylöspäin ja tiivistyy viilentyessään hyvin pieniksi pisaroiksi tai jääkiteiksi tiivistymisydinten ympärille.

Pilvet jäähdyttävät maapalloa heijastamalla Auringon säteilyä takaisin avaruuteen. Toisaalta niillä on talvisin myös lämmittävä vaikutus niiden estäessä lämmön karkaamista maapallon pinnalta.

Sisällysluettelo

Koostumus


Pilvi koostuu pilvipisaroiksi tai jääkiteiksi tiivistyneestä vesihöyrystä.[1][2] Pilvipisarat ovat yleensä kooltaan muutamasta mikrometristä kymmeniin mikrometreihin. Niitä muodostuu ja haihtuu koko ajan.[3] Pilvipisarat voivat olla pilvessä alijäähtyneinä nestemäisessä muodossa vielä ainakin –20 asteen lämpötilassa, jos ne eivät ole olleet kosketuksissa sopivaan jäätymisytimeen.[4]

Pilven pitämä vesimäärä riippuu sen lämpötilasta. Esimerkiksi 20-asteisessa pilvessä vettä on 1,7 prosenttia, jolloin kuutiokilometrin kokoisessa pilvessä vettä on noin 17 000 tonnia.[5]

Väri ja muoto


Pilvet ovat usein valkoisia, mutta paksut pilvet ovat tummia. Kumpupilven kumpuileva muoto syntyy nousevista ilmavirtauksista. Repaleinen muoto aiheutuu voimakkaasta tuulesta, joka hajottaa pilven. Laajat kerrospilvet muodostuvat laaja-alaisesta nousevasta liikkeestä esimerkiksi säärintamien yhteydessä. Yläpilvien kuitumainen rakenne syntyy siitä, että ne koostuvat jääkiteistä eivätkä alempien pilvien tapaan vesipisaroista.[6]

Muodostuminen


Olosuhteet

Pilvien syntyprosessi voi alkaa ainakin kolmen eri olosuhteen seurauksena. Kosteaa ilmaa nousee korkeammalle, lämpimien ja kylmien säärintamien myötä, jolloin syntyy kerrospilviä. Konvektiopilviä syntyy konvektion seurauksena, kun ilmaa lämmitetään alhaalta päin. Tätä tapahtuu, kun Aurinko lämmittää maanpintaa tai kylmä ilma ajautuu lämpimän veden päälle. Orografiset pilvet ovat puolestaan seurausta siitä, kun ilma jäähtyy sen joutuessa kohoamaan ylöspäin jonkun esteen, esimerkiksi vuoriston vuoksi.[7]

Vesipisaroiden muodostuminen

Pilvien muodostuminen alkaa, kun vettä haihtuu meristä, järvistä, joista ja muista vesialtaista. Vesihöyryn noustessa ylöspäin se viilenee, koska ilma muuttuu kylmemmäksi mitä korkeammalle noustaan troposfäärissä. Samalla ilmanpaine pienenee ja ilma sekä vesihöyry laajenevat, mikä myös viilentää ilmaa ja vesihöyryä. Lopulta ilma ja vesihöyry saavuttavat nostotiivistyskorkeuden, jossa ne ovat viilenneet kastepisteeseen.[8] Tämän jälkeen kondensaatio on nopeata, ja ilmassa muodostuu huomattava määrä pieniä 10–20 mikrometrin suuruisia vesipisaroita.[9]

Pilvien muodostumiseen tarvitaan kosteutta ja sopivan matala lämpötila.[7] Muodostumiseen ei riitä kuitenkaan pelkkä sopiva kosteus, vaan siihen tarvitaan myös pieniä tiivistymisytiminä tunnettuja hiukkasia. Ne antavat vesihöyrylle pinnan, johon sitä voi kiinnittyä. Suhteellinen kosteus voi nousta helposti yli sadan prosentin, jos tiivistymisytimiä ei ole saatavilla. Tällaiset olosuhteet ovat harvinaisia, sillä tiivistymisytimiksi kelpaavat monet erilaiset hiukkaset, kuten metsäpaloista, tulivuorten purkauksista tai ihimisen toiminnasta syntyneet pienet hiilihiukkaset, sulfaatti- ja nitraattiyhdisteet ja ilmakehään päätynyt merisuola.[8]

Tiivistymisjuovan synty

Tiivistymisjuova on pilvi, joka syntyy lähinnä lentokoneen pakokaasuun sisältyvästä vesihöyrystä, joka tiivistyy ja jäätyy sopivissa kosteus- ja lämpötilaoloissa.[10] Pakokaasussa olevat muut hiukkaset toimivat tiivistymisytiminä. Tiivistymisjuovia syntyy tyypillisimmin 8–12 kilometrin korkeudessa.[11]

Vaikutus lämpötilaan


Pilvet yhtäältä jäähdyttävät ja toisaalta lämmittävät maapalloa. Jäähdytysvaikutus on voimakkaampi: se syntyy siitä kun osa Auringon lämpösäteilystä ei pääse pilvien läpi maanpinnalle vaan absorboituu pilviin tai heijastuu niistä takaisin avaruuteen. Keväällä ja kesällä sää onkin viileämpi kun taivas on pilvien peitossa verrattuna selkeään säähän. Talvella pilvet kuitenkin myös estävät lämmön karkaamista maasta avaruuteen. Kun taivas talvella selkenee, pakkanen kiristyykin nopeasti.[12]

Luokittelu


Pilvien kaksi perustyyppiä ovat kumpupilvet ja kerrospilvet. Kumpuilevanmuotoiset kumpupilvet ovat useimmiten konvektion tai maaston synnyttämiä. Tasaiset ja litteät kerrospilvet syntyvät laajan kostean ilmamassan kohotessa esimerkiksi säärintaman yhteydessä.[13]

Pilvet jaetaan myös niiden alareunan korkeuden mukaan ylä-, keski- ja alapilviin.[14] Näiden lisäksi on vielä troposfäärin yläpuolella olevia pilviä, kuten helmiäispilviä ja valaisevia yöpilviä.[15] Pilvet voidaan lisäksi ryhmitellä myös laajan alueen pilviin, sadepilviin, paksuihin ja litteisiin pilviin sekä vesi-, seka- ja jääkidepilviin.[16]

Alareunan korkeus[17] Napaseutu Lauhkea vyöhyke Tropiikki
Alapilvet 0–2 km 0–2 km 0–2 km
Keskipilvet 2–4 km 2–7 km 2–8 km
Yläpilvet 3–8 km 5–13 km 6–18 km

Yläpilvet ovat yleensä muodostuneet jääkiteistä. Keskipilvet sisältävät sekä vettä että jäätä. Alapilvet ovat enimmäkseen muodostuneet pilvipisaroista.[15]

Pilvisuvut

Yleisimmin käytetyssä luokittelussa pilvet jaetaan kymmeneen pilvisukuun, joihin kuuluu kolme ylä-, kolme keski- ja neljä alapilvisukua. Suvut jaetaan edelleen lajeihin. Jokainen pilvi voi kuulua vain yhteen sukuun ja lajiin[16]. Luokittelun loi 1800-luvun alussa englantilainen apteekkari ja harrastelijameteorologi Luke Howard. Sukujen ja lajien kuvaamiseen käytetään latinankielisiä nimiä:[15][18]

Alapilvet 0–2 km

Keskipilvet 2–6 km

Yläpilvet 3–18 km

Pilvilajit

Pilvilajien nimeämisessä käytetään sanoja, jotka kuvailevat pilvien ominaisuuksia.[23] Osa pilvilajeista esiintyy vain tietyssä pilvisuvussa, osa useammassa.[16]

Pilvimuunnokset

Pilven nimityksessä voidaan käyttää yhtä tai useampaa muunnosnimikettä, jotka liitetään suku- ja lajinimen perään:[16]


Täydentävät piirteet ja lisäpilvet

Muunnosnimikkeiden tapaan pilven nimessä voidaan käyttää myös yhtä tai useampaa lisäpilvinimikettä:[16]

Muut pilvet

Pilvien esitys synoptisilla sääkartoilla


Silloin kun useimmat säähavainnot olivat ihmisten tekemiä, eikä kaukokartoitusvälineitä kuten satelliittikuvia ollut yleisesti käytettävissä, kehitettiin synoptinen pilviluokittelu, ja säähavainnontekijöiden havainnot piirrettiin sääkartoille paineen, lämpötilan ja tuulen ohella. Nykyisin kokonaispilvisyys - kuinka suuri osa taivaankannesta on pilvien peitossa - on useimmilla sääasemilla ainoa havaittava pilvisyyssuure. Synoptisessa pilviluokittelussa pilviä ei jaoteltu lajin tai suvun mukaan, vaan haettiin tyypillisiä tiettyyn säätyyppiin liittyviä pilvisyysnäkymiä.[24] Esimerkiksi yläpilvikoodit 4-6 kertova lämpimän rintaman lähestymisestä, ja tällaiset havainnot Norjan rannikolta auttoivat hahmottamaan, kuinka kaukana Atlantilla lähestyvän rintaman pilvinauha oli. Nykyisin vastaava tieto saadaan satelliittikuvasta. Alla olevassa galleriassa on ensin yhdeksän alapilviryhmää, sitten yhdeksän keskipilviluokkaa ja viimeksi yhdeksän yläpilviryhmää.[25][26]

Sään ennustaminen pilvistä


Näyttävä aamurusko voi Suomen leveysasteilla kertoa siitä, että Auringon edessä on yläpilveä, mikä saattaa olla merkkinä puolen vuorokauden kuluessa saapuvasta sadealueesta.[27]

Korkealle taivaalle ilmaantuneet untuvapilvet voivat kertoa lämpimän rintaman lähestymisestä. Niiden tiheneminen harsopilviksi ja edelleen laskeutuminen verhopilviksi on merkkinä rintaman lähestymisestä edelleen. Aamuisten pienten kumpupilvien kasvu korkeammaksi kertoo ilmakehän kosteudesta ja saattaa ennakoida sadetta. Myös aamuiset kokkarepilvet ja vallinharjapilvet enteilevät sadekuuroja ja ukkosia myöhemmin päivällä.[28]

Pilvet muilla planeetoilla


Tähtitieteilijät ovat löytäneet pilvien tapaisia muodostumia myös muilta planeetoilta, mutta vain Marsissa on samanlaisia pilviä kuin Maassa. Marsin pilvet muodostuvat vedestä ja hiilidioksidista. Venusta peittää sankka pilvikerros, mutta ne ovat muodostuneet rikkihaposta.[29] Venukset pilvikerros on noin 45–70 kilometrin korkeudella planeetan pinnasta. Nopeasti liikkuvissa pilvissä ei ole havaittavissa paikallisia sääilmiöitä, mutta pilvityyppi vaihtelee paljon. Lähellä Venuksen päiväntasaajaa pilvet ovat repalaisia ja keskiasteilla pitkittäisraitaisia, ja napa-alueet ovat tasaisen pilvimaton peittämiä.[30] Jupiterilla on myös tiheässä pilviä. Ne saattavat osittain muodostua vedestä, mutta pääosin ne ovat vetyä, heliumia, ammoniakkia ja metaania. Saturnuksen pilvet ovat samantapaisia, mutta Saturnuksen kuun Titanin pilvijärjestelmä muistuttaa Maan järjestelmää.[29]

Katso myös


Lähteet


Viitteet

  1. Ilmakehä-ABC Ilmatieteen laitos. Viitattu 2.5.2015.
  2. Vartiainen 2013, s. 22.
  3. Pilvipisarat  (arkistoitu versio Internet Archivessa) Hiukkastieto.fi. Helsingin yliopisto. Viitattu 2.5.2015.
  4. Kristian Roine: Tor Bergeron ja lumikuurot 14.4.2015. Foreca. Viitattu 2.5.2015.
  5. Mitä pilvi painaa? 10.6.2014. National Geographic. Viitattu 2.5.2015.
  6. Sade, pilvet ja lumi : Mikä antaa pilvelle muodon? Ilmatieteen laitos. Viitattu 1.5.2015.
  7. a b Miten pilvet syntyvät? Yle Oppiminen. Yleisradio. Viitattu 14.2.2015.
  8. a b Newton, s. 69.
  9. Newton, s. 70–71.
  10. Contrail formation NASA Globe
  11. NOAA
  12. Vartiainen 2013, s. 32.
  13. Burroughs et al. 1998, s. 44.
  14. Karttunen et al., s. 207.
  15. a b c d e f Karttunen et al., s. 210.
  16. a b c d e Vartiainen 2013, s. 71.
  17. Cloud Classifications JetStream Max - Online School for Weather. National Weather Service. Viitattu 24.4.2015.
  18. Latin Dictionary Latin Dictionary. Viitattu 24.4.2015.
  19. a b c d Karttunen et al., s. 216–217.
  20. Burroughs et al. 1998, s. 194–196.
  21. a b c Karttunen et al., s. 211.
  22. Burroughs et al. 1998, s. 204.
  23. Burroughs et al. 1998, s. 45.
  24. H5 Clouds: Cirrostratus (Cs) increasing but below 45° elevation JetStream, the National Weather Service Online Weather School. NOAA.
  25. NWS Sky Watcher Chart JetStream, the National Weather Service Online Weather School. NOAA.
  26. Burroughs et al. 1998, s. 85, 190–217.
  27. Sääennuste : Kertooko iltarusko tai aamurusko tulevasta säästä? Ilmatieteen laitos. Viitattu 1.5.2015.
  28. Sääennuste : Mitä pilvet kertovat lähituntien säästä? Ilmatieteen laitos. Viitattu 1.5.2015.
  29. a b Newton, s. 73–74.
  30. Suominen, Mikko: Venuksen pilvien rakenne paljastuu ultravioletissa Tähdet ja avaruus. 2.6.2008. Ursa. Viitattu 15.2.2015.

Kirjallisuutta


Aiheesta muualla


Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Pilvi.

 










Luokat: Ilmasto | Pilvet




Tiedot vuodesta: 30.09.2021 11:07:10 CEST

Lähde: Wikipedia (Tekijät [Historia])    Lisenssi: CC-BY-SA-3.0

Muutokset: Kaikki kuvat ja suurin osa niihin liittyvistä sisustuselementeistä poistettiin. Jotkut kuvakkeet korvattiin FontAwesome-kuvakkeilla. Jotkut mallit poistettiin (kuten ”artikkeli tarvitsee laajennusta”) tai osoitettiin (kuten ”viittaukset”). CSS-luokat joko poistettiin tai yhdenmukaistettiin.
Wikipediakohtaiset linkit, jotka eivät johda artikkeliin tai luokkaan (kuten ”Punaiset linkit”, “linkit muokkaussivulle”, “linkit portaaliin”) poistettiin. Jokaisella ulkoisella linkillä on lisäksi FontAwesome-kuvake. Joidenkin pienten suunnittelumuutosten lisäksi media-säilö, kartat, navigointiruudut, puhutut versiot ja geomikroformaatit poistettiin.

Huomaa: Koska annettu sisältö otetaan automaattisesti Wikipediasta tiettynä ajankohtana, manuaalinen tarkistaminen oli eikä ole mahdollista. Siksi LinkFang.org ei takaa hankitun sisällön paikkansapitävyyttä ja todellisuutta. Jos tiedossa on tällä hetkellä vääriä tietoja tai siinä on virheellinen näyttö, ota rohkeasti yhteyttä ota meihin yhteyttä: sähköposti.
Katso myös: Valmistusmerkintä & Tietosuojakäytäntö.