Kodulehekülge on uuendatud!

Ettekanne tundus inimestele meeldivat, sest tekitas väga suurt entusiasmi. Kokku jätkus juttu 1,5 tunniks.

Slaidid on siin (viimane fail!): http://ilm.ee/kola/pildid/jyri

Hoiatus: laadige slaidid paremklikiga alla ja vaadakse seda TÄISEKRAANESITUSES, sest muidu tekivad kattuvad slaidid ja teil läheb info kaduma.

*************************************************************

Keeristorm Tallinnas? Vaevalt küll. Olukorda peaks selgitama see slaid ja väike kokkuvõte,
http://www.ilm.ee/index.php?510700

*************************************************************
Kes pole lähemalt uurinud või ei käi kuigi sageli, aga huvi oleks, siis teadku, et see on uuenenud ja uueneb ka lähiajal, vt http://lepo.it.da.ut.ee/~cbarcus/, näiteks on uus sektsioon "Lugeja küsib". Seega, kui on vähegi millegi vastu huvi, mis ilma ja atmosfääri puudutab, küsige julgesti ja saab ka kodulehekülge täiendada. 

Mis liiki pilv on fotol? Selle kohta saab rohkem teada reedel kl 18 Paides.

Pilvede tutvustus Teadlaste öö raames

Annan teada, et kel huvi ja võimalust, siis kutsuti mind rääkima pilvedest Teadlaste öö raames. Ettekanne on reedel (28.9.) Paides algusega kl 18 ajakeskuses Wittenstein: http://www.ahhaa.ee/paide.

Kui teate potentsiaalseid huvilisi, siis palun andke neile see teade edasi. 

Kui ei saa tulla, siis pole ka kõige hullem, panen ettekande http://ilm.ee/kola/pildid/jyri/ alla.

Valik pilvi

Vikerkaar ja veetilgad

21. septembril sadas paljudes kohtades hoovihma ja rahet, mõnel pool oli äikest. Tartusse jõudsid sademed alles õhtul. Huvitav oli jälgida vihma langemist Anne kanali veepinnale ja selle tagajärjel tekkivat heli. Viimase kõrgus sõltus piiskade suurusest ja tihedusest. Pane tähele seda, kuid piisad hüppavad veepinnalt tagasi.

Ühe järjekordse hoovihma järel tuli päike välja ja tekkis brutaalselt ere vikerkaar, mida oli silmadega valus vaadata. Ka kaamera ei võtnud seda eredust välja, kuid mingi aimu peaks ometigi saama. Vikerkaar ulatus vaatlejani, sest olin päikesepaiste ajal vihmasaju sees.

Alumisel pildil on näha, et vikerkaar ulatub minuni.

Mis on vikerkaar? Optiline nähtus, mis tekib valguse vastastikmõjus veepiisakestega ja mis kujutab endast tavaliselt värvilist kaart või nende süsteemi.

Vikerkaar EI ole halo, mis tekib jääkristallidel.

Vikerkaar ON udukaar ja pilvekaar.

Miks vikerkaar on värviline? Valgus murdub tilka sisenedes ja väljudes, kusjuures iga lainepikkus veidi erinevalt (dispersioon) ja nii lahutuvad spektrivärvid.

Mitu värvi on vikerkaarel? Kui piisad on vähemalt mõne kümnendikmillimeetrise läbimõõduga (uduvihm), siis on see värviline, harilikult on esindatud kõik 7 spektrivärvi, kuid võib arvata, et olemas on ka UVc. Väga väikeste piiskade (udu) puhul saavutab difraktsioon nii suure ülekaalu, et näeme laia valget kaart. 

Mis kujuga on vikerkaar? Ring, kuid maapealne vaatleja näeb kaare või parimal juhul poolkaarena. Kui piisad ei ole sfäärilised, siis on vikerkaar ebasümmeetriline.

Miks vikerkaar on ümmargune? Kui valgus siseneb veetilka ja peegeldub, siis muudab see esialgset suunda umbes 138 kraadi võtta ehk peegeldumise sisenurk on umbes 42 kraadi, mistõttu vaatleja näeb peegeldunud valgust tulevat 42 kraadi kaugusel antisolaarsest punktist. Teise nurga alt tulev valgus läheb vaatlejast mööda ja ta ei näe seal värvusi ega kaart. Seetõttu peab vikerkaare nägemiseks olema päike madalamal, kui 42 kraadi kõrgusel horisondi kohal, kui just ei asu kuskil kõrgemal või ei hõlju õhus.

Millal võib vikerkaart näha? Alati, kui sajab vihma ja paistab päike samal ajal. Vikerkaarte nägemine pole piiratud üksnes päikesega, vaid ka täiskuuga võib neid näha. Vikerkaar saab tekkida ka kastesel rohul. Võimalusi on muidugi veel.

Kus võib vikerkaart näha? Kõikjal, kus hoovihmad ja päike on tavalised, eriti parasvöötme (Fääri saared) ja niiske troopika saartel (Hawaii). Kuuvikerkaared on sagedased troopikasaartel ja seal, kus koskede tõttu on õhus alati pihustunult vett. Uduvikerkaared on tavalised seal, kus tuleb ette sageli lahtise taevaga udu. Selline on tõenäolisemalt radiatsiooniudu, mis on iseloomulik maismaale ja sagedam rabade-soode kohal.

Vikerkaare kordsus on määratud veetilgas tekkivate sisepeegelduste arvuga. Iga järgnev vikerkaare järk (kordsus) alates esimesest on nõrgem, sest sisepeegeldus pole täielik ja osa valgusest pääseb tilgast iga korraga välja, nii et igaks järgnevaks kaareks jätkub üha vähem valgust. Tavalised on kahekordsed vikerkaared, kõrgemat järku on väga haruldased või õigem oleks ehk öelda, et need pole naljalt märgatavad. 

0. järku vikerkaar on samuti üsna ebatavaline, sest siis ei toimu sisepeegeldust, vaid valgus lihtsalt läbib piisad. Selle tulemusena on näha oranžikat sära või kuma päikese pool (olen näinud, vt fotot).

1. järku vikerkaar ehk peakaar on tavalisim. Sellega koos on tavaliselt näha ka 2. järku vikerkaar ehk kokku topeltkaar. 2. järku kaar on antisolaarsest punktist umbes 51 kraadi kaugusel ja selle värvijärjestus on peakaarest vastupidine.

3. järku vikerkaar on tavaliselt väga nõrk, sest paljukordse sisepeegeldumise tulemusena on valgus juba tilgast pääsenud enamjaolt välja ja kaare tekitamiseks ei jätku valgust. Seda järku kaar tekib päikesega samas suunas, olles päikese keskpunktist umbes 42,5 kraadi kaugusel, foto. 

4. järku vikerkaar moodustab 3. paari, olles selle lähedal, umbes nagu 1. ja 2. järku vikerkaared on paaris, samuti on värvijärjestus vastupidine. 

Vikerkaartest rohkem: http://www.ilm.ee/index.php?46056

0. järku vikerkaar, mis ilmnes oranži kumana. 

8.8.2010 hommikul Tallinnas.

Meteoroloogiateemalised raamatud

Etteavaatust, siinne kriitika on väga otsekohene! Järgnev pole üksnes minu arvamus, vaid põhineb ilmahuviliste kogukonnal.

Eestis on üldiselt vähe meteoroloogiakirjandust. Järgnevalt tutvustan neid, mida on vähemalt poodidest või raamatukogudest (Rahvusraamatukogu, Keskraamatukogu, ülikooli raamatukogud) võimalik hankida. Kokku olen jõudnud lugeda ja uurida üldse umbes sadakond meteoteemalist raamatut, kogumikku, monograafiat ja lõputööd. Nendest siis ongi kättesaadavust arvestades mõningad valitud.

Eestikeelsed trükised

a) M. Jürissaare õpikud. Siia kuulub vähemalt kolm raamatut: Meteoroloogia (1998) ja selle kordustrükk (2011) ning Lennundusmeteoroloogia (2007), mis kõik on teatud määral isegi kurikuulsad (põhineb ilmahuviliste kogukonna arvamusel!).
Raamatud annavad üsna põhjaliku, kuid konspektiivse ülevaate meteoroloogiast, rõhuasetusega lennundusele, eriti (2007), kuid sobivad ka üldõpikuteks. Konspektiivne seetõttu, et seal pole asju lahti kirjutatud (või on seda minimaalselt tehtud), tagapõhja tutvustatud või põhjendatud, vaid et lihtsalt nii on. Suhteliselt hästi sobivad algajatele, kuid peab arvestama teatud ohtusid. Nimelt on mõnes kohas teemakäsitlus ebatavaline ja küsitav, on hulgaliselt ebatäpsusi ja isegi mõningaid vigu. Kõige kahtlasemad peatükid on pilvedest, kus on antud vananenud, ebatäpset või valet infot, mõned pilveliigid on valesti või küsitavalt määratud; ja troopilistest tsüklonitest, neist tõsisem lk 96 (1998), kus on juttu tugevusest ja seda ülehinnatud.
Näiteks: ·  lk 96: Väide: „Tuule kiirus ületab 33 m/s, sageli võib ulatuda 90-100 m/s“. Pean väidet küsitavaks - praegustel andmetel ei ole nii tugevate keskmiste tuultega orkaani vähemalt Põhja-Atlandi ookeani regioonis veel esinenud. Kõige tugevaimad orkaanid on olnud keskmiste tuultega kuni 85 m/s. 90 m/s on Saffir-Simpsoni skaalal sama hästi kui skaalalt väljas – viidates ülitugevale 5. kategooria orkaanile, millist, nagu ennist mainitud, polegi vähemalt Põhja-Atlandi ookeanil veel esinenud. Küsitavust lisab ka see, et viienda kategooria orkaanid on siiski harvad – on olnud hooaegu, mil 5. kategooria orkaane pole Põhja-Atlandil üldsegi esinenud. Seni on 5. kategooria orkaane esinenud eelmainitud regioonis kümnendi jooksul 2-5 korda. Igatahes ei pea tõenäoliseks, et iga teine troopiline tsüklon tugevneb 5. kategooria orkaaniks. Olles jälginud Atlandi ookeani troopilisi tsükloneid üle viie aasta, olen sageli näinud siiski nõrgemaid kategooriaid.
Nurinatest ja kõhklustest on teinud kokku kokkuvõtte T. Tanilsoo. Selliseid ebakohti saab selgitada osaliselt kindlasti sellega, et autorit on tugevalt mõjutanud vene koolkond, mille seisukohad võivad erineda Lääne ja eriti USA omadest. Raamatute suurimateks tugevusteks on nende eestikeelsus ja mõnus asjakohane sujuv keelekasutus, ka interpunktsioonivigu pole peaaegu üldse silma hakanud. Lennundusmeteoroloogia tugevus on mitmekesisus, põhjalikkus ja vähekäsitletud teemade puudutamine (tuumameteoroloogia).
NB! Need õpikud ei ole toodud kriitikale vaatamata halvad, vaid pigem on nad saanud kiita mitmes ülikoolis, et midagi on ära tehtud. 2011 a. trükk esitati Eesti parima ülikooli õpiku konkursile. Oli napilt tunnustuseta komisjoni poolt jäänud. 

b) M. Jürissaare Pilveaabits (2006). Idee on hullult hea, aga teostus on kehvapoolne. Piltide valik pole minu meelest õnnestunud, sest pilved on seal kas halvasti nähtavad, ebaselged või pole esiplaanil. Infot on minimaalselt, nii et põhikoolitasemele on see tõepoolest suunatud, kuid suuremale huvilisele kindlasti ei piisa. Kahjuks on mõned liigid valesti määratud või vähemalt küsitavad ega pole kuigivõrd määramist põhjendatud.  Seega kokkuvõtlikult on võrdlemisi kahvatu. Tugevusteks on siiski mitmekesisus, sest on ka optilisi, elektrilisi jt nähteid, ning atraktiivsus. 

c) Kogumik Inimene ja ilm (1970). See on väga laia teemaderingi kattev artiklikogumik. Mõned neist on huvitavad ja vähekäsitletud, näiteks polaarmeteoroloogia või astronoomia ja ilm. Sobib hästi algajatele ja huvi tekitamiseks. Suurim pluss väga kerge kättesaadavus, sh antiigist, oli kunagi ülipopulaarne. Puuduseks siiski vanadus ja sellest tulenev mitteajakohasus.

d) Kogumik Universum valguses ja vihmas (2005), mida võib pidada eelmise uusversiooniks, kuid ülesehitus ja teemad on siiski teised. Kui keegi tahab teada, mida sõna universum seal teeb, siis see kogumik kuulub sarja Universum, mille tõttu on pealkiri vastavalt seatud. Teemavalik on samuti väga mitmekesine ja sobib suurepäraselt algajatele ning huvi tekitamiseks. Ka põhjalikkusega ei ole liigselt kokku hoitud. Kvaliteet on üsna kõrge ja vaeva on teosega nähtud. Plussiks on veel suhteline ajakohasus ja hea kättesaadavus.

e) Õpik Üld- ja agrometeoroloogia (1964), mis on ebatavaliselt laia teemavalikuga, sest hõlmab ka põllumajandust, kuid on ajale jalgu jäänud. Tol ajal ei olnud isegi solaarkonstant täpselt teada. Mitmes kohas on jäetud väga üldsõnaliseks. Äärmiselt lihtsa keelekasutuse tõttu sobib algajatele, kuid lugedes peab olema ettevaatlik. Mõnes kohas on kahtlaseid väiteid või millele on tänapäevaks leitud usutavamad selgitused. Sellele vaatamata peetakse seda parimaks erialaseks õpikuks, sest midagi sarnast pole ju ilmunud. M. Jürissaare õpikud on spetsiifilisemad ja märksa kitsama teemavalikuga.

f) Käsiraamat/juhis Pikne ja piksekaitseseadmed (1939) on küll vana, aga väga huvitav teos. Seal on palju huvitavaid tähelepanekuid ja küsimusi. Väärtuslikuks teeb selle ka praktilisus.

g) Pilvevaatleja käsiraamat, see on tõlketeos. Ei soovita, sest on väga halvasti ja vigaselt tõlgitud ning seetõttu on üsna raske lugeda või aru saada, millest räägitakse ja kuidas on asjad tegelikult. Kõige suurem äpardus on kindlasti jugavoolud, mis on tõlgitud lennukiviirud (jet stream otse tõlkides saabki sellise tulemuse). Originaalautor on kasutanud tohutult kujundlikkust/loomingulist lähenemist ja seda erialaga põiminud, mis nõuab kindlasti meteoroloogias või nefoloogias kodusolevat tõlkijat, kes valdab mõlemat keelt vähemalt C-tasemel. Lohutuseks võib öelda, et selle järg, Lainevaatleja käsiraamat, on võrreldamatult paremini õnnestunud tõlketeos, sest sellega on tõesti vaeva nähtud ja julgen küll soovitada.

g) Kogumik/infoaabits Eesti ilma riskid (2008, taastrükk 2012) on huvitav ja väga tänuväärne teos, mõeldud praktikutele, kuid kahjuks erinevalt eelmistest kogumikest väga ebaühtlase kvaliteediga ning mitme autori artikli pädevus on kaheldav. Seetõttu pigem ei soovita. Puudujääkide põhjuseks liigne kiirustamine, seega mingil määral andeksantav. Järeltrükis on vigu vähemaks võetud, kuid kahjuks kõike pole välja õnnestunud võtta. Endale tundub, et kõige paremini on kirjutatud hüdroloogia osa, kuid see on akadeemikute poolt jällegi  just kahtluse alla seatud, nii et kuidas kellelegi, ega päris rahul vist ei saagi kõik olla.

Ingliskeelsed raamatud

a) The Book of Clouds (2005) on väga ilus ja odav pildiraamat. Juures on ka asjatundlikku juttu. Sobib algajatele. Autor on pilvefüüsik ja pilvedega juba üle 50 aasta tegelenud. 

b) The Cloud Book (2008) samuti ilusate piltidega raamat, samuti sobilik algajatele, kuid peaks siiski ütlema, et vähegi suuremale huvilisele pole see ammendav. 

c) Instant Weather Forecasting ja selle taastrükid on väga hea juhis kesklaiuste (läänetuulte vööndi) ilmakapriisidega toimetulemiseks ja muutuste tähelepanemiseks. Seal olev ei kehti lähistroopilistel ja troopilistel laiustel, samuti võib pooluste lähedal olla olulisi erinevusi. Sobib samuti algajatele ja huvi tekitamises.

d) Instant Storm Forecasting (2009) on eelmisega analoogne, kuid pühendatud ohtlikele nähtustele.

e) Instant Wind Forecasting ja selle kordustrükid on eelmistega analoogne, kuid tuulele pühendatud. Väga põhjalik ja asjatundlik, segatud autori rohkete isiklike kogemustega

f) The Weather Handbook (2007, kuid on mitmeid trükke) on lausa jalustrabavalt hea raamat, kuid raske lugeda. Selle mõistmiseks peab oskama üsna hästi inglise keelt ja olema põhjalik meteoroloogia taust, sest muidu ei saa muffigi aru. Kiiduväärne on autori vaba, loominguline ja kogemustega põimitud käsitlusviis.

g) The Seabreeze Handbook (2012) on briisidele pühendatud väga huvitav raamat. Kuna autori põhialaks ongi tuuled, siis on see väljapaistva kvaliteediga. Käsitletakse pea kõiki Euroopa rannikualade kohalikke tuuli, kahjuks ainult mitte Läänemere ja Skandinaavia põhjaosa. 

h) 50 Ways to Improve Your Weather Forecasting (2008) annab konspektiivses või lühiselgituslikus vormis näpunäiteid ilmakaartide lugemiseks ja tõlgendamiseks, kuid ka mereilma mõistmiseks ja sellega toimetulemiseks.

i) Tornado Alley (1999) on huvitav raamat konvektiivtormidest. Antud on huvitav ja põgus ülevaade konvektiivnähtuste fenomenoloogiast. Mõnes kohas minnakse sügavuti ja antakse asjatundlik ülevaade, lisaks on rohkelt autori kogetud seike ja tähelepanekuid. Kahjuks on raamat üsna vana ja selle sisusse tuleks ettevaatlikult suhtuda. Samuti on teos piiratud vaid USAga ja sealgi mõningate osariikidega. Vajalik on üsna hea keeleoskus ja tugev meteoroloogia või füüsika taust, sest muidu on arusaamine väga piiratud. Valemitega seal siiski ilmutatud kujul ei tegeleta.

j) Mitmesugused õpikud, mis on ülikoolide raamatukogudes kättesaadavad, näiteks: Meteorology today, millest on hulga trükke ilmunud ja on väga hea raamat algajale. Üldiselt on teemaarendus ladus ja sisult kvaliteetne, paar ebakohta on silma hakanud. Akadeemilisel tasandil peetakse seda küll pildiraamatuks, kuid minu meelest ei tohiks selle väärtust alahinnata, sest sellele võrdset eestikeelset teost ei ole. Lisaks on olemas valemitega õpikud.
Üldse tasuks õpikutega tegeledes välja uurida, millise valdkonna spetsialist on autor, sest vastav osa on ka kõige paremini kirjutatud. Näiteks Atmospheric Physics (1996) autor on piirkihi spetsialist, niisiis on see osa õpikus ka kõige parem, samas optika osa on jälle nõrgem. 

Mainida võiks ka klimatoloogia eestikeelseid õpikuid. Üks sellisteks on Klimatoloogia (1990), mis on sisutihe ja mitte kõiki teemasid kattev õpik, kuid huvilisele piisav. Edasijõudnutele on soovitatav tutvuda näiteks Füüsikaline klimatoloogia (1994), mille teemakäsitlus on füüsikapõhine ja väga huvitav, kuid jällegi vaja on korralikku reaalteaduslikku alust, et mõista.

Siinset nimekirja võiks mitmekümne trükise võrra pikendada, lisaks mitmed artiklid ja ülevaated, kuid need on üldiselt raskesti kättesaadavad. Nii mõnigi raamat on tulnud tellida USAst või Suurbritanniast ja maksnud üle 100 euro, mistõttu neist räägin siis, kui kellelgi on eriline huvi. 

Artiklid, ülevaated ja pisitrükised võtan vast teinekord vaatluse alla, sest neid on ilmunud isegi eesti keeles omajagu, kuid on pillutatud perioodikas jm laiali. Olen püüdnud neid kuidagi koguda ja koondada, aga too projekt võttis paar aastat aega ja kõike ikka ei õnnestunud hankida. Siiski kogunes üle 1000 lk materjali. 

Halo ja näide pilvede määramisest 20. septembril

19. septembri õhtuks jõudis soe suvine õhumass Venemaale. Asemele tuli päris jahe polaarne õhumass. See märkis klimaatilise sügise algust. Ometigi ei läinud taevas selgeks, vaid suuremas osas Eestis oli taevas kõrgete pilvedega kaetud. See näitas, et tegu oli mingi lohu või frondi mõjuga. Sünoptiliselt paiknesime tsükloni lõunaservas. Kus taevas läks päris selgeks, siis seal arenesid külma õhu tõttu rünksajupilved ja üksikutes kohtades oli äikest.

Tartuski algas 20. september küll päikesega, aga taevas ei olnud selge. Taevas oli kaetud üleni õhukese pilvekihiga ja selle all mõned kõrgrünkpilved,  rünk- või kihtrünkpilved. Päeva jooksul tihenes ülemine pilvekiht, kuid päikest varjutada see ei suutnud. See pakkus halo vaatemängu. Samas oli huvitav see, et pilvekihil oli õhtul nii kiudkiht- kui kõrgkihtpilvede tunnuseid ja seetõttu oli mõlemaks määramine võrdselt ja korraga nii vale kui õige. 

Kiudkihtpilvede tunnuseks on halod ja täisvarjud, mis olid olemas, kõrgkihtpilvede tunnuseks on päikese varjutamine mattklaasi taha ja hallikas, sageli üsna ühtlane pilvekiht, millest mõlemad olid samuti olemas. Ühtlasi võis märgata, et päikese loojudes tugevnesid kõrgkihtpilvede tunnused, sest kiht läks hallimaks, halod ja täisvarjud kadusid. Tegelikult pilvekiht ei muutunud, lihtsalt päike paistis suureneva nurga all, mistõttu pidi valgus läbima paksema pilvekiht. Nii võib pilvede määramine sõltuda päikese kõrgusest - kõrge päikesega kiudkihtpilved, madala päikesega kõrgkihtpilved.

Järgnevalt pilved päeva jooksul Tartus:

Hommikul olid kõrgrünkpilved, mille kohal kiudkihtpilved ja all kihtrünkpilved.

Piimjad ühtlased kiudkihtpilved, valged triibud on kiudpilved, mis asuvad kõrgemal ja all on mõned rünkpilved.

Õhtu poole muutus kiht paksemaks. Saada võis ebatavaliselt ühtlase taevaga kaadreid

Sama kiht, kuid teise nurga alt - näha on 22-kraadine halo ja üksikud kihtrünkpilved. See määratakse ilmselt kiudkihtpilvedeks.

Hiljem - halo on peaaegu kadunud ja päike paistab nagu läbi mattklaasi - see määratakse pigem kõrgkihtpilvedeks. 

Satelliidipilt kah 20. sept. pilveväljadest

Õhtu kinkis veel suurepärase vikerkaare, sest mingi rünksajupilv läks üle ja päike tuli loojudes kauge pilveserva alt välja. Pane tähele lisakaari peakaare all, see on interferentsi ilming ja tuleb esile siis kui piisad on väiksemad ja ühesuguse suurusega. All on sama kaar sisse suumitud

Külm front lõpetas efektselt suve

Tartus oli 19. septembril ilus soe ja suvine ilm. Maksimum tõusis 20°C kraadini. Kuni kl 19ni püsis ilm poolpilves või selgimistega ja väga soe. Päeval oli taevas vinene - niiskes ja soojas õhumassis on Mie hajumine tugevam, mistõttu taeva pale muutub valkjaks või piimjaks. 

Kl 19 aga muutus põhja- ja loodetaevas Tartus süngemaks, mis oli märgiks õhumassivahetusest. Peatselt oli näha riiulpilve - Cumulonimbus arcus, mis liikus nagu teerull üle terve linna. Sellega seoses saabus ka tugev ja puhanguline tuul, mistõttu puulehed hakkasid massiliselt lendama. Otse üleval oli näha pulbitsevat pilvemassi ja keeriselist liikumist, mis oli turbulentsist põhjustatud (turbulentskeerised). Sellele järgnes korraks üsna tugev vihm, seejärel sadas nõrgemalt ja ühtlasemalt. 

Miks suve lõpp? Aastaaegade määratlusi on palju, klimaatilisest ja astronoomilisest kuni sotsioloogilisteni välja. Lähipäevil on näha külma õhumass kohalejõudmist ja ööpäeva keskmise langemist alla 13°C kraadi, mis tähistab klimaatilise sügise algust. Seega võib külma frondi üleminekut ja õhumassivahetust pidada siis sügise alguseks. Alles nüüd, kui peaksid tulema soojad päevad, võib kindlamalt hakata rääkima vananaistesuvest.

Järgnevalt pilte Tartust, mis märkisid õhumassivahetust ja kokkuleppeliselt ka aastaajavahetust.

Konvektsioon 29. juuli hommikul ja seos termodünaamilise diagrammiga

29. juuli varahommikust avaldati siin hullult ilusad pildid: http://ilmastik.blogspot.com/. Sain samadest pilvedest ka ise pilte, mis on siin ära toodud. See hommik on õpetlik näide atmosfääri tasakaalust. Sellest teemast kirjutasin artikli juuli Horisonti. 

Huvilised saavad sealt täpsemalt lugeda, kuid toon siiski siin ära sissejuhatava lõigu, mis on selles postituses relevantne: Atmosfääri tasakaalu võib määratleda kui keskkonna (atmosfääri) omadust takistada või soodustada vertikaalseid liikumisi. Teisisõnu – see on atmosfääri vastupanu vertikaalsetele liikumistele. Tasakaalu analüüsimisel on tähtis mõiste õhuosake – terviklik, keskkonnast mõtteliselt eraldatud õhukogum, mille mahus ei ole täpselt kokku lepitud, sest see sõltub kontekstist, kus vastavat kontseptsiooni kasutatakse. Atmosfääri tasakaalust rääkides on otstarbekas tegeleda õhuosakestega, mille maht on mõne kuupmeetri suurune.

Lisaks kasutame tollest hommikust rääkides Harku sondeerimisandmete alusel koostatud Skew T Log P diagrammi. Selle telgedeks on y = log P ja x = T ja energia/ pindala nõue pole täidetud, kuid kasutan ikkagi seda, sest sealt on hästi näha õhumassi energia ja konvektsiooniks sobiv vahemik. 

Konvektsiooniks on vaja, et õhumassi energia oleks positiivne ja õhk hakkaks tõusma, nii et sellele hakkab mõjuma üleslükkejõud. Diagrammilt on näha kolme jämedad joont. Vasakpoolne siksakiline on kastepunkt, paremal tunduvalt sirgem on temperatuur ja seda kolmest kohast lõikav üsna sujuv joon on olekukõver. See näitabki õhumassi energiat. Kui see jookseb temperatuurijoonest paremalt poolt, siis on selles kohas konvektsioon võimalik. Sellisel juhul lõikuvad need jooned teatud kõrguses, mis näitab, kuhu maani saab konvektsioon ulatuda. Vahel on selleks tropopaus, nagu antud juhul võib näha. See pindala, mis jääb olekukõvera ja temperatuurijoone vahele, moodustab CAPE, näidates kui palju on potentsiaalset energiat konvektsiooniks kättesaadav. See arvutatakse integreerimise teel ja tulemus antakse J/kg. Ühtlasi näitab see teoreetilist kõige suuremat tõusvate õhuvoolude kiirust. Diagrammist paremal ülal on terve rida indekseid. Sealt otsides CAPE leiame, et 29. juuli hommikul oli see sondeeringu järgi 837,5 J/kg, mis on väga ebatavaline tulemus. Lisaks on näha, et aluspinna lähedal on olekukõver temperatuurijoonest vasakul, kusjuures saab leida ka selle pindala. See on negatiivne CAPE ehk CIN, mis antakse samuti J/kg. See on tõkkekiht, sageli inversiooni tõttu, mis takistab konvektsiooni teket. 

Järgmine tähtis näitaja on LI, mis näitab, kui suur on tõusva õhu ja seda ümbritseva keskkonna vahel temperatuurierinevus kraadides. Positiivne väärtus näitab, et tõusev õhk jääks külmemaks ja tihedamaks, negatiivne, et soojemaks ja kergemaks kui ümbritsev keskkond. Seetõttu siis on konvektsiooni korral iseloomulik negatiivne LI. Antud diagrammil oli selleks LIFT=-3,77, mis on samuti ebatavaline. LI on CAPE tihedalt seotud.

Lisaks on seal terve hulk näitajaid ja indekseid, mida siin ei hakkagi lahti seletama, kuid võib näiteks mainida, et Showalteri indeks on äikeste ajal negatiivne, diagrammil SHOW= −1,58;  sadestatav vesi, mis näitab, kui paksu veekihi saaks, kui veeldaks kogu veeauru, mis on terves vertikaalse atmosfäärisambas, diagrammil PWAT = 33.91, mida peab jälle pidama väga kõrgeks ja lõpuks kondensatsiooni- ja konvektsioonitasapind, millest esimene paikneb olekukõvera ja temperatuurijoone lõikepunktis umbes 790 hPa pinnal, mis on enam kui 2 km kõrgusel ja inversiooni (CIN) kohal ja teine joonte ülemises lõikepunktis, mis jääb 219 hPa pinna lähedale, mis on enam kui 11 km kõrgusel.

Sond lastakse Harku jaamas kl 0 (UTC järgi) üles ja see hakkab eemale triivima, mistõttu ei anna vertikaalset läbilõiget, aga hea ülevaate saab küll. Kui uurida paljusid selliseid sondeeringuid, siis väga harva on seal CAPE üle 100 või LI negatiivne jne. Seetõttu pidid tingimused konvektsiooniks eriti soodsad olema. Kuna aluspinna lähedal oli tugev inversioon, sest juba 400 m kõrgusel oli temperatuur 3°C kõrgem ehk üle 26°C. Niisiis sai konvektsioon tekkida piirkihi (inversiooni) kohal ja oli päikese mõjust sõltumatu. Hommikused konvektsioonpilved tekkisid 2 km-st kõrgemal, kuid järgmistel fotodel ei ole siin ainult kõrgrünkpilved, vaid teisel ja järgmistel piltidel rünkpilved, need on lihtsalt palju kõrgemal, kui tüüpiliselt (alus 1 km juures, mõnisada meetrit siia-sinna). See läheb hästi diagrammiga kokku.

Sellised pilved võivad tekkida näiteks mingite lainete tõttu atmosfääris, neid aga põhjustab topograafia, see võib seletada, miks castellanus on sageli ridadena. Nende puhul mainitakse ka teisi troposfääri häiringuid, näiteks äikese lähedus, millest laskuv õhuvool võib põhjustada castellanuste tekke.

Mõned pildid sellisest kõrgele lükatud konvektsioonist:

Siin on näha äike. Kuna see asub vaatlejast kaugel, siis tundub see olevat kuiv äike, aga tegelikult pilve all võib tekkida üleujutus.

 

Esiplaanil on näha kiirelt arenev rünkpilv, selle ümarad tipud näitavad tugeva üleslükkejõudu, pilvede aluse kõrguseks mõõdeti ligi 3 km.

Videvikukiired

Järgnevalt täiendavaid selgitusi termodünaamilistele diagrammidele ja indeksitele.

CAPE on atmosfääri potentsiaalse energia näitaja, täpsemalt see energia, mis vabaneks, kui õhuosake lükataks vertikaalselt mingile kindlale kõrgusele ehk tegu on arvutusliku suurusega. Positiivne CAPE näitab, et tõusvad õhuvoolud on võimalikud, kui CAPE puudub, siis ei saa konvektsioonivoolud areneda. Äikeste tekkimise korral on CAPE tavaliselt vähemalt 200-300 J/kg.

Siiski üksnes lihtsalt kättesaadava energia olemasolust troposfääris konvektsioonivooludeks ei piisa. Näiteks võib piirkihi kohal olla tugev inversioon, mille tõttu ei hakka pilved arenema (ei teki konvektsiooni) või hakkavad siis, kui inversioon laguneb (intensiivsete äikeste jm ohtlike nähete põhjus USAs). Koos CAPE tuuakse ka LI (lifted index). See on tõusva õhuosakese temperatuuri erinevus võrreldes ümbritseva keskkonnaga. Kuna atmosfääris toimuvaid liikumisi vaadeldakse enamasti toimuvat adiabaatilistena, st liikuv õhk ei vaheta ümbritsevaga soojust, siis saab rääkida ka sellistest temperatuurierinevustest. Pilvede tekkimisel osalev õhk liigub mõne tunniga või ööpäevaga, mis on piisavalt kiire, et selline protsesside adiabaatilisuse eeldus kehtiks. Kui LI on negatiivne, siis on tõusev õhk soojem kui ümbritsev keskkond ja see on taas viide konvektsioonile, kui positiivne, siis jahedam ja konvektsioonivoolud ei saa areneda. LI ja CAPE on omavahel seotud, sest positiivse energiaga (CAPEga) õhumassis on LI tavaliselt negatiivne ja vice versa.

CAPE üldisel kujul määratakse termodünaamiliselt diagrammilt olekukõvera ja temperatuurikõvera järgi, integreerides õhuosakese üleslükkejõudu kondensatsioonitasapinnast kuni konvektsioonitasapinnani. CAPE saab leida muidugi ainult siis, kui olekukõver lõikub kuskil temperatuurikõveraga. Lõikumisel tekib kõveratega piiratud ala, mille pindala sisuliselt CAPE ongi. Kui selline ala jääb temperatuurikõverast paremale, siis selle pindala on (positiivne) CAPE, kui vasakule, siis negatiivne CAPE ehk CIN – energiahulk, mis takistab õhu tõusmist aluspinnalt esimese inversioonini. Hommikusel ajal on sageli, eriti sooja õhu advektsiooni korral, olemas ka CIN, kuid päevase soojenemise käigus võib see kaduda. Kui on jahe ja hoovihmadega (hästi segatud) õhumass, siis CIN enamasti puudub, reaalsuses tähendab see rünkpilvede arengu algust juba hommikul.

Et juttu paremini mõista, selleks on vaja näidisdiagramme, ühe panin siia: http://tinyurl.com/cwt4uh5

See on Harku aeroloogiajaama kohta käiv termodünaamiline diagramm 1. juuli 2011. öö kohta. Seal on näha kolm joont: must jäme näitab niiskuse jaotust atmosfääris, täpsemalt kastepunkti vertikaalset käiku, punane temperatuuri vertikaalset käiku (nimetatakse stratifikatsioonikõveraks, aga ma nimetan siin seda temperatuurikõveraks) ja helesinine on olekukõver, mis iseloomustab tõusva õhu (õhuosakese) temperatuuri muutust vertikaalselt ehk püstsuunas. NB! Punane on õhutemperatuuri ehk keskkonna temperatuurikäik ja helesinine õhuosakese temperatuuri muutumine, mitte neid segi ajada!

Kui tahame hinnata õhumassi energiat ja arvutada CAPE, siis selleks peame vaatama, kuidas need kõverad jooksevad – kui olekukõver temperatuurikõverast paremalt, siis on energia positiivne ja saab arvutada CAPE, kui vasakult, siis negatiivne, CAPE pole ja tõusvad õhuvoolud ilmselt ei arene. Eraldi teema on piirkihiga (esimesed sajad meetrid kuni ligi 2 km, oleneb olukorrast), kui seal liigub olekukõver esmalt vasakult poolt temp.kõverat, aga siis lõikub viimasega, siis on see märk CIN ehk negatiivse CAPE ja seega ilmselt inversiooni olemasolust. Konkreetselt sellele diagrammil on näha, et õhuosakesed ilmselt piirkihist kerkima hakata ei saa, sest CIN on üpriski märkimisväärne, aga piirkihist (inversioonist) kõrgemalt saaks küll konvektsioon tekkida. Täpselt nii oligi – rünkpilved ja äike arenesid tol ööl 2 km-st kõrgemal, ma nimetan seda konvektsiooni kõrgrünkpilvede ehk castellanus-tüübiks.

CAPE on siiski üldmõiste ja tegelikult on olemas mitut erinevat CAPE tüüpi, sest selle arvutamisel saab arvesse võtta mitmeid asjaolusid ja oleneb ju see ka sellest, millise atmosfäärikihi kohta või korrektsemalt, millise õhuosakese kohta üldsegi arvutuse teeme. Alustada tuleb õhuosakesega, millel on sama temperatuur ja niiskusesisaldus, kui ümbritseval õhul. Kui CAPE arvutamisel lähtutakse õhuosakesest, millel on samad näitajad kui paari meetri kõrgusel aluspinnast, siis nimetatakse saadud suurust SBCAPE (surface based), kui aga õhuosakesest, millel on mingi õhukihi keskmine segusuhe ja potentsiaalne temperatuur, siis MLCAPE (mean layer), kusjuures täpsustatakse, millise kihi keskmised on arvestatud jne, neid tüüpe on tõepoolest päris palju. 

Noppeid fotokogust

Enam kui 7 aastaga on kogunenud ilmast, pilvedest jne üle 50 tuhande pildi. Nende hulgas on palju tavalistest nähtustest ja olukordadest pilte, nagu lumi, lausvihm või hallid madalad pilved, mida enamasti ei pildistata. Arvan, et mitmekesisuse ja ilusate piltide esiletoomiseks peaks ka igavaid, mõttetuid jms olukordi pildistama. See siiski ei tähenda näiteks ohjeldamatut ühtlase halli taeva jäädvustamist, vaid ikka seda, et selliseid pilte on ka fotokogus. 

Esimesed pildid tegin 2003. a. suvel analoogkaameraga, kuid väga harva ja filmilint sai alles mitme kuuga täis, ilmutama hakates selgus, et linti polnudki kaameras. 2004. a. tegin uue katse ja seekord õnnestus ikka reaalselt midagi jäädvustada. Digitaalkaameraga (esialgu seebikad) hakkasin pildistama 2007. a. mais ja alles 2009. a. suvel sain kompaktkaamera. 2011. a. sügisel asendus see lainurkobjektiiviga (kompakt)kaameraga, keda täpsemalt huvitab, siis PowerShot SX30 IS. 

Üldiselt mind eriti ei huvita see, et oleks hullult hea kompositsioon, tasemel kaamera või ülieriline/meeldejääv hetk jne, mis kõik on professionaalsetele fotograafidele kindlasti esmatähtsad, kuid ma tahan, et oleks lihtsalt enam-vähem korralik pilt ja et jäädvustatud hetked oleks seinast seinast - nõmedast ja igavast hingematvani. Samuti erinevalt paljudest ei kasuta kunagi mingeid filtreid ega järeltöötlust. Seega kõik fotod on täpselt sellised, nagu need kaamerast tulevad. Lisaks on paljudele probleemiks fotode autoriõigus, mistõttu kuskil avaldades (fb, blogi, fotograafialeheküljed, kodulehekülg jne) vähendatakse juba enne üleslaadimist foto suurust või kvaliteeti märkimisväärselt või lisatakse vesimärk vms peale, et keegi ei saaks seda niisama lihtsalt loata või enda huvides kasutada. Ma absoluutselt ei jaga sellist mõtteviisi (pean siin silmas lihtsalt niisama pildistajaid jne, nagu minagi, kuid nende puhul, kelle elatus sõltub fotograafiast, on iselugu). Kui keegi tahab originaali kasutada kuskil, siis jumala eest kasutagu, mis see minu asi peaks olema. See, kas lisatakse foto autor või mitte, jäägu küll igaühe enda südametunnistusele. Seetõttu laen alati avaldamise keskkonda (näiteks fb või seesama blogi) originaalfaili. Erandi teen ainult väga praktilistel põhjustel, näiteks siin  http://lepo.it.da.ut.ee/~cbarcus/, kus kasutan enamasti vähendatud faile, et lehe üleslaadimine poleks liiga aeglane ega takerduks. Kuid isegi seal kasutan nii mõneski kohas praktiliselt originaale või ebamõistlikult suuri faile. Kui keegi tahab mingit pilti, mille originaali ta ei saa ühestki keskkonnast, siis ainult küsigu ja ta saab selle.
Järgnevalt väike valik pilte 2004.-2012. a.-ni. Nautige neid :). Kahjuks on pilte nii meeletult palju, et ma lihtsalt ei jõua neid sorteerida nii, et valida kõige ilusamad või huvitavamad välja, nii et kiiruga valisin mõned üksikud välja. Kui pole kirjas foto tegemise kohta, siis on selleks Tallinn.

17.7.2005 äike Tallinnas

Üks minu esimesi pilte - rünksajupilved 2004. a., äikest polnud

Vikerkaar (ilmselt 2004)

Äike Soome lahel 27.5.2007 kuumalaine ajal

Koerailm 31.7.2007 Tallinnas

Järgmisel päeval (1.8.2007) arenes tugev konvektsioon

Konvektsioon 8.8.2007 Hiiumaalt idas mere kohal

22.8.2007 udune ilm Pirita jõel (varahommik)

24.7.2007 hommikul, kui võimas äike eemaldus Soome lahele

10.9.2007 - lahedad kihtrünkpilved, nende kohal kiudkihtpilved

Rünkpilved Tallinnast idas 20.9.2007

Väga ilus vaade kõrgrünkpilvedele Tallinnas 22.10.2007

Kihtpilved roomavad uduna maapinna kohal kuskil Raplamaal (24.11.2007)

Enne tuisku ja vihma (2.2.2008)

Võimas lumetuisk 26.3.2008 seoses lõunatsükloniga

Rünksajupilved 3.5.2008 Tallinnast kagus

Efektne rünkpilvemaastik (14.8.2008)

Tihe udu kuuma päeva alguses (17.8.2008 Laitses)

Need meenutavad juba asperatust (erinevad kihtrünkpilved 23.8.2008 Laitse taevas)

Videvikukiired kihtrünkpilvede vahelt 31.8.2008 Pirital

Sajujoontega kõrgrünkpilved 28.8.2011 Tapa kohal

Ülitihe udu 1.11.2011 Tapal

Lumesaju eel - kihtpilved, esiplaanil fumulus (29.11.2010)

Pilvesisene välk Pärnumaa põhjaservas 28.7.2010 ööl

Kiudkihtpilved 22.8.2008

Rünksajupilvedeks üleminek (28.7.2010 Harjumaal)

Monika möllab (10.12.2010 öösel)

Uusaasta (1.1.2011)

Salapärased kihtpilved udu eel 16.1.2011

Kiudrünkpilved (siin on veel pilveliike) 23.8.2008 Tartu kohal

Tõusev päike värvib kõrgkihtpilvi (16.1.2011)

Ka kihtrünkpilved võivad olla arcusega (11.6.2010 Nigulas)

Helkivad ööpilved kiudpilvedega 3.8.2010 öösel Tallinna kohal

Multihalo 17.3.2011 Tartu kohal

Värvilised kihtrünkpilved (26.6.2010)

Väga huvitavad kiudpilved (ei ole kondensjälg; 28.6.2010 Laitses)

Kondensjälg ja kiudpilved (30.6.2010)

Väga põnevad kihtrünkpilved 12.5.2011 Tallinna kohal

Ülihuvitavad pilved (lained kihtrünkpilvedes, nende kohal kõrgrünkpilved; 15.8.2010)

Rünkpilved 25.8.2010 Tallinnast läänes

Mullilised kiudrünkpilved (Cc mamma) 7.9.2010 Tartu kohal

Rullpilv jm huvitavat 13.6.2011 õhtul Tallinnas

Eemal möllab äike (14.7.2010 Tallinnas)

Kiudpilved, millel puudub kiuline ehitus (5.10.2010 Tartus)

Küll ikka valas... (23.6.2012 Pirital)

Uskumatult eredad helkivad ööpilved kiudpilvedega 17.7.2008 öösel Tallinnas