Jaanuari ilmast/valgussambad 18.1. õhtul

Vastavalt Atlandi kaugmõjule on ilm senini olnud väga muutlik ja sagedaste sulailmadega. See tendents jätkub, kuid vähemalt sisemaal jätkub ka lund, sest tuul on valdavalt kagust, mis suuremal osal ajast ei lase sulapiiril saartest või Kesk-Eestist laieneda ida poole (kahjuks nädala teisel poolel võib jõuda sula ajuti kuni Venemaanin välja).

Ilm jääb arvatavasti pilve, mille põhjuseks on peamiselt inversioonikiht, kus aga hetkel on temperatuur veel alla nulli, kuid see tõuseb ilmselt lähema ööpäeva jooksul nullist kõrgemale. Kuidas aru saada, kas temperatuur inversioonikihis on positiivne või negatiivne?

Selleks on vaja sademete olemasolu. Viimase ööpäeva jooksul on peaaegu pidevalt, kuid väga nõrgalt lund sadanud, mis aitaski olukorras selgusele jõuda (teine, palju täpsem ja kallim võimalus on uurida sondide ja aerostaatidega). Kui sajab jäävihma, jäälörtsi, uduvihma või vihma, siis see näitab päris kindlasti positiivset temperatuuri inversioonikihis. Kui sajab lund, mis sätendab näiteks tänavalambi valguses, siis on see märgiks, et temperatuur on inversioonikihis negatiivne. Kui aga sajab teralund või lund, mis ei sätenda, kuid millel puuduvad ka olulised sulamise tunnused, siis on temperatuur inversioonikihis nulli ümber.

Vahel aitab olukorda määrata ka ööpäevane temperatuurikäik või udu: kui pilves ilmale vaatamata on üsna märgatav amplituud, eriti, kui päeval tõuseb temperatuur 0 lähedale, siis võib kahtlustada positiivset temperatuuri inversiooniukihis. Sama kehtib sageli ka siis, kui pilvekiht ulatub väga madalale (alla 150 m) või põhjustab udu, kuid siis tuleb ka muid asju arvestada ehk olukorra määramine on keerukam.

Seoses sätendava lumega võis 18. jaanuari õhtul märgata võrdlemisi haruldast optilist efekti: valgusallikate kohal tekkisid valgusambad. Need sambad olid küll väga nõrgad, sest tingimused polnud kuigi soodsad, aga siiski vaadeldavad. Muide, ka päeval võisid nad valgusallikate kohal olemas olla, aga lihtsalt need uppusid päevavalgusse (nähtuse mittetajumine ei tähenda, et seda pole!).

Kuidas siis sellised valgussambad tekivad ja milliseid tingimusi on tekkeks vaja?

Atmosfäärioptikas nimetatakse seda nähtust vertikaalseks valgussambaks valgusallika kohal. Ka päikese kohale või alla tekkivad sambad on sisuliselt need samad.

Nähtuse tekkeks on vaja üldiselt väga külma ja vaikset ilma, et õhk oleks parajal määral täidetud jääkristallidega. Pimedus on vajalik üldjuhul aga selleks, et nähtus nähtavaks muutuks. Külmas ja vaikses õhus sublimeerub veeaur aeglaselt ja tekivad korrapärased jääprismad (ebakorrapäraste puhul nähtust ei teki). Tuulevaikuses saavad need jääkristallid orienteeruda korrapäraselt, sest tuulise ilmaga on õhk üsna turbulente ja prismad paisatakse kaootiliseks (tekivad halod). Kõik need tingimused aga langevad kokku üsna harva. Tavaliselt on temperatuur alla -15°.

Tekkemehhanism on järgmine. Looduses on valguse peegeldajateks korrapärase kuusnurkse kujuga jääkristallid. Nende põhitahud on väga heaks peegliks. Kuna tuult ei ole, siis need jääkristallid muutuvad aegamööda üha suuremaks ja hakkavad langema, kusjuures langemisel pendeldavad need kristallide telje vertikaalsihi ümber (mingi lähendus olukorrale võiks olla paberilehe kukkuda laskmine - samuti toimub teatud liuglemine ja pendeldamine, kuid looduses on asi palju keerulisem).

Iga kristalli vertikaalnre võnketasand võib-olla erinevalt orienteeritud. Nähtus aga tekib juhul, kui peegeldunud valgus jõuab vaatleja silma. See toimub ainult selle tõttu, et jääkristalle on väga palju, st, et kui üks jääkristall enam pole sobiv valguse saatmiseks vaatleja silma, siis sobib selleks kohe kõrvalt teine jääkristall. Kõige selle tõttu tajume meieni jõudnud valguskiirte pikenduse sihil asuvat atmosfääriosa heledamana ja näemegi valgussammast.

Kiirte tee on määratud kahekordse peegeldumisena sobivalt orienteeritud äärekristallide pindadelt: esimene peegeldus toimub alati madalam ja alles teise, kõrgemal tekkiva peegelduse toimel jõuab valgus vaatlejani. 18. jaanuari õhtul oli ilm ilmselt liiga soe - jääkristalle tekkis aeglase sublimatsiooni tõttu vähe, kuid need vähesedki said tuulevaikuse tõttu sobivalt orienteeruda, et nõrgalt nähtust esile kutsuda.