pühapäev, 13. september 2015

Uuendused pilvesüstemaatika (klassifikatsiooni) standardis

Pilvi, meie igapäevaseid kaaslasi, nagu nende kohta on öelnud teenekas meteoroloog Milvi Jürissaar, on teaduslikult uuritud vaid paar sajandit. Teadustegevuse alguseks võib pidada tänapäevase pilvede klassifikatsiooni loomist. 19. sajandi alguses hakkasid sellega praktiliselt ühel ajal ja sõltumatult tegelema Prantsuse loodusteadlane Jean-Baptiste Lamarck ja Inglise amatöörmeteoroloog Luke Howard, kuid nad lähenesid probleemile erinevalt. Lamarcki klassifikatsioonil rahvusvahelist edu polnud ja laiemat tähelepanu see ei pälvinud. Howardi süsteem aga oli edukas ja saavutas kiiresti laialdase tunnustuse – sellel põhinebki praegu kasutuses olev ja WMOs tunnustatav pilvesüstemaatika standard.
Tänapäevane pilvede klassifikatsioon lähtub pilvede moodustumisest, välimusest ja aluse kõrgusest – kolmest ülestikku asuvast kõrgustasandist (madal, keskmine ja kõrge), mida rahvusvaheliselt nimetatakse ka etage’ideks ehk korrusteks. 
Pilved jaotatakse
● kolme kategooriasse: kiulised ehk kiudpilvsed (cirriform), kihilised ehk kihtpilvsed (stratiform), konvektiivsed ehk rünkpilvsed (cumuliform) ning lisaks sellele tuuakse vahel välja veel mitmeid tunnuseid ühendavad (alam)kategooriad: rünksajupilvsed (cumulonimbiform) ja kihtrünkpilvsed (stratocumuliform);
● nelja klassi (kasutatakse ka sõna “perekond“): alumised, keskmised, kõrged ja konvektiivse (vertikaalse) arenguga pilved. Mõnikord nimetatakse neljanda klassina suure vertikaalse ulatusega pilvi, kuhu kuuluvad rünksajupilvede kõrval ka võimsad rünkpilved ja kihtsajupilved. Sel juhul paigutatakse madalad ja keskmised rünkpilved (Cumulus humilis, mediocris) alumiste pilvede klassi. Nimetatud põhiklassifikatsioonist on kasutusel ka muid variatsioone.
Neli klassi jagunevad kümneks liigiks ehk põhivormiks, täpsemalt vaata http://lepo.it.da.ut.ee/~cbarcus/Pilvede%20klassifitseerimine.htm.
Ehkki pilvede vormiküllus on lõputu, pole peetud vajalikuks eristatavate põhivormide ehk liikide hulka liiga suureks paisutada. Seetõttu pole ka eriti tõenäoline, et praegusele kümnele liigile lähitulevikus veel mõni lisatakse. Küll aga võidakse korrastada alamliikide, vormide ja erikujude loetelusid. 

Hetkel veel viimasena defineeritud ja ametlikult tunnustatud korratud kiudpilved (Cirrus intortus) 23.06.2013 Laagris. See erim esineb tavaliselt kogumite ja tompudena, mis koosnevad kõikvõimalikul viisil läbipõimunud niidikestest. Vahel moodustavad need lilleõietaolisi moodustisi või muid kõige fantastilisemaid kujundeid. Selline kordumatu kuju tekib sellest, et pilved asuvad muutlikes õhu liikumise oludes (tuulenihe), kus pilvekiude väänatakse ja põimitakse.

Pikka aega tundus, et pärast 1951. aastal ühe kiudpilvede vormina korratute kiudpilvede (Cirrus intortus) defineerimist on kõik eristamist vajavad erimid juba olemas. 2009. aastal aga lõi Briti pilveentusiast Gavin Pretor-Pinney pretsedendi, viidates vajadusele senist süsteemi täpsustada. Nimelt oli ta talle kui Suurbritannia Pilvevaatlejate Ühingu esimehele saadetud fotosid uurides hakanud märkama üht sellist erimit, mida ei osanud konkreetselt ühegi liigi ega vormi alla paigutada. Ta tuli mõttele, et tegemist võib olla seni tähelepanuta jäänud erimiga ning hakkas seda ideed propageerima. Viimaks tegi ta Maailma Meteoroloogiaorganisatsioonile (WMO) ettepaneku tunnustada seda uue vormina. Ehkki seda ettepanekut alles arutatakse, pandi uuele süsteemiasuka kandidaadile juba esialgseks nimeks Undulatus asperatus, millest me eesti keeles räägime kui lainelis-kaootilistest kihtrünkpilvedest. 
Ehkki kiiret tunnustust ei pruugi tulla, sest rahvusvaheline pilvede klassifikatsioon on siiski standard, mida niisama lihtsalt ei taheta muuta, teatas WMO 2015. a juunis, et uut erimit on kavas tunnustada standardis, ent asperitase nimetuse all, sest nimetus vajab nimisõna, aga mitte omadussõna (asperatus). See kavatsetakse lisada 2016. a avaldatatavasse parandatud ja täiendatud rahvusvahelisse pilveatlasse. Kuna eesmärgiks on atlast paremaks muuta just fotode osas ja Pilvevaatlejate Ühingult on selles osas abi palutud, siis korraldati vastav fotovõistlus, et hankida parim (esinduslik) foto atlase tarbeks: https://cloudappreciationsociety.org/asperitas-competition/

Eestis võis lainelis-kaootilisti kihtrünkpilvi (asperitas) erakordselt ilmekal kujul näha 19.04.2009 Põhja-Eestis. Foto: Ave Maria Mõistlik, kasutatud wikis.

Milline siis on vasttunnustatud erim? Kõige enam sarnaneb see laineliste kihtrünkpilvedega (Stratocumulus undulatus), aga ka teiste laineliste pilvedega. Üldiselt peetakse haruldaseks pilvevormiks, mis kuulub kihtrünkpilvede hulka, sest asub madalamal kui 2 km, kuid ei ole ühtlane nagu on kihtpilved. 
Asperitas on kujult küll laineline (sugulane teiste undulatus-vormidega), kuid väga korratu, koguni kaootilise ilmega. Seda võrreldakse murduvate merelainete vaatamisega altpoolt, st vee alt. Vaatamata oma tormiendelisele välimusele ei ennusta need pilved tormi, kuid siiski on täheldatud, et näiteks Põhja-Ameerika preeriates on pärast hommikusi või lõunaseid asperitas’eid oodata väga äikeselist päeva. 
Laineline välimus viitab sellele, et nende teke on sageli seotud inversioonikihiga, st erineva tihedusega õhumasside piirpinnaga, kus arenevad lained.

Üks asperitase puhang oli 6.07.2015 Lääne-Eestis, fotol Vasalemma kohal. Uudis: http://ilm.ee/?513994

Kas veel mingis osas võiks või peaks klassifikatsiooni muutma? Arvan, et peaks küll, sest praegu ilmavaatlustes standardina kasutatav klassifikatsioon ei ole ühtsel alusel: kui kolm esimest klassi on määratud pilvede alumise piiri kõrguse järgi, siis neljas klass on hoopis pilvede arengu iseärasuste ehk tekkimisviisi põhine (konvektsioon). See viitab tüpoloogiale: klassifikatsioonil on erinevalt tüpoloogiast aluseks mingi üks kindel tunnus, näiteks pilvede puhul aluse kõrgus.
Kuidas sellest probleemist üle saada? Alternatiivina on pakutud suure vertikaalse ulatusega pilvede klass, mis võiks asendada konvektsioonipilvede klassi. Sel juhul on klassifikatsioon ühtsel alusel, st arvestatud pole tekkimise iseärasusi või tekkeviisi. Kuna aga konvektsioonipilvede klass on traditsiooniliselt klassifikatsioonis ikkagi esitatud, st käibel, siis ei saa seda eirata.
Konvektsioonipilvede klass tekitab segadust veel ühel viisil: selgub, et ka kiudkiht-, kõrgkiht- ja kihtsajupilved sobiksid teatud mõttes sellesse klassi. Miks? Sest nimetatud kolme liiki pilved tekivad sageli frontaalpinnal kaldkonvektsiooni tagajärjel. Nimelt on frontaalpindadel sageli õhu liikumine kuni 10 m/s ehk märkimisväärne vertikaalne komponent. Eriti oluline on selline sooja õhu ülesliikumine sooja frondi pilvesüsteemide kujunemisel. Nii tekivad frondipealsete pilvedena kiud-, kiudkiht-, kõrgkiht- ja kihtsajupilved. Tõsi küll, selline frontaalne kaldkonvektsioon ei ole sama, mis rünk- ja rünksajupilvi tekitav konvektsioon, ent  segaduse tekkimiseks on see piisav. 
Lisaks sellele võivad nimetatud liiki pilved tekkida rünksajupilvedest (tüüpiline konvektsiooni tõttu tekkiv pilveliik), kui need hakkavad laiali valguma ja hajuma, st toimub teatav stabiliseerumisprotsess. Niisiis on jällegi nende pilvede tekkimisse segatud konvektsioon ja tõepoolest põhjustab nende pilvede tekke lülitamine klassifikatsiooni rohkem segadust ja probleeme, kui neid lahendab. 
Kui vaadata seda, milline on klassifikatsioon WMO järgi, siis on see küll ühtsel alusel, vt http://www.weatheranswer.com/public/Clouds_WMO.pdf või seda, ent suure vertikaalse ulatusega pilved pole eristatud, vaid lihtsalt alumiste pilvede klassis. Siiski arvan, et on põhjust eristada omaette klassina ka väga paksud ehk suure vertikaalse ulatusega pilved, kusjuures klassifikatsiooni põhinõue – ühtne alus, milleks antud juhul on aluse kõrgus – jääb kehtima. Sinna klassi kuuluksid need pilved, mis asuvad sageli korraga vähemalt kahel korrusel: võimsad rünkpilved (Cumulus congestus), rünksajupilved (Cumulonimbus) ja kihtsajupilved (Nimbostratus). Põhijoontes on ettepanekule sarnane klassifikatsioon olemas Pilvevaatlejate Ühingul, kuid seal on võimsad rünkpilved jäetud alumiste pilvede klassi.  

Kommentaare ei ole:

Postita kommentaar