Polaarfront

Polaarfrondi teooria lõi Norra koolkond 1920ndatel. See juhatas sisse uue ajastu meteoroloogiasse ega pole minetanud oma tähtsust tänapäevalgi. Sellel on keskne koht, seletamaks parasvöötme tsüklonite teket ja arengut. Polaarfront on klimatoloogiline front, mis eraldab polaarset õhumassi troopilisest ja kõige aktiivsem tsüklonaalne tegevus on seotud just sellega.
Taas võib välja tuua ühe erakordselt ilmeka näite polaarfrondist, kust saab aimata ka Rossby laineid:

Gröönimaa juures on näha arktilist fronti. Klikkides pildile näeb originaali.

Kolmas kord juba

28.12. kordus kolmas kord: päev oli ilusa ilmaga, aga õhtuks tekkisid kiudpilved, tuul pöördus ja õhurõhk hakkas intensiivselt langema. See on märk lähenevad tormist. 29.12. torm tuleb nõrgem, sest tsüklon on küllaltki palju jõudnud okludeeruda. See aga tähendab veel seda, et tsükloni liikumiskiirus väheneb, seda ümbritseb külm õhumass ja vihm asendub aja jooksul lumega. Nii tulebki uusaasta miinuskraadidega. Vähetõenäoline siiski, et see jääb püsima, vaid paar päeva on külmemat ilma ja siis taas sula.

Praegusele sarnane tsüklonite aktiivsus oli ka oktoobris ja novembris, kuid ometigi oli siis ilm ebatavaliselt vaikne ja soe. Alles novembri lõpus olid ilmad tormisemad ja tuli ka arvestatav kogus sademeid. Sügisel liikusid tsüklonid nii kaugel põhjas, et nende otsene mõju siia ei ulatunudki, kuid siiski hoidsid lihtsalt õhu hästi soojana. Nüüd aga on polaarfront liikunud lõuna poole ja tsüklonite trajektoor on samuti väiksematel laiustel ja need toovad palju sademeid ja torme. On põhjust arvata, et aja jooksul liigub polaarfront veelgi lähemale, mistõttu tsüklonid hakkavad üle Eesti liikuma. See tähendab ka talvisemat, kuid veelgi muutlikumat ilma. Maksimum võib tulla veebruaris, kuid edaspidi tõrjub päikese soojendav mõju (see on siiski kaudne) polaarfrondi taas põhja poole ja see tähendaks sooja kevadet.

Kas vesi võib jäätuda, kui õhutemperatuur on üle 0°C? Jah, võib, selleks on kaks võimalust, pidades meeles, et õhutemperatuuri mõõdetakse vähemalt 2 m kõrgusel. Esimesel juhul moodustub hall, kui tuult pole ja ilm on selge või vähese pilvisusega. Maapinna temperatuur langeb kiirgusliku jahtumise tõttu nullist madalamale ja veeaur saab kristalliseeruda. Teine võimalus on siis, kui õhutemperatuur on küll üle 0°C, aga toimub intensiivne külma õhu advektsioon. Sel juhul pole atmosfääri vastukiirgust, vaid Maa efektiivne kiirgus on väga suur ja see tingib ka esemete suure kiirgusliku jahtumise, seda ka siis, kui on tuuline. Kõige paremini toimib see efekt muidugi maapinna puhul. Nii võibki juhtuda, et õhus on napid plusskraadid, aga ometigi vesi lompides hakkab jäätuma. 1,5 km kõrgusel on õhutemperatuur -10°C või madalam.

Ilm oskab üllatada

26.12. õhtu oli esialgu peaaegu selge, tähed särasid. Hiljem ilmus taevasse kõrgrünkpilvi, kuid needki kadusid üsna ruttu. Enne südaööd kattus ümbrus kiiresti kihtpilvedesse ja hakkas uduvihma sadama. Tuul tasapisi tugevnes. See näitas, et oli alanud intensiivne sooja õhu advektsioon. Edaspidi pilvede alumine piir tõusis, lisandus keskmise ja ülemisi kihi pilvi ning hommikuks oli tuul juba väga tugev. Kella 11ks jõudis loodest kohale külm front, põhjustades tormituuli (meenutasid pagi), paduvihma ja äkilist temperatuurilangust, vt http://www.ilm.ee/?49667. Seejärel eemaldus front kagu poole, kusjuures pilvede vertikaalne ulatus suurenes ja sadas ka rahet. Äikest ei täheldatud. Mõnes kohas kirjeldati frondi üleminekut nagu oleks tume sein tulnud ja seejärel puhkes pagisarnane tuul.
Pärast fronti selgines taevas kiiresti, tuul jäi lühiajaliselt vaikseks, kuid tugevnes siis uuesti. Ilm oli õhtuks selge, nagu poleks ööpäeva jooksul midagi vahepeal toimunud. Järgnevalt paar pilti, kui front eemaldus:

























Külmi fronte on kaht tüüpi: I ja II liiki. I liiki on aeglaselt liikuv ja külmal ajal võib sarnaneda tagurpidi soojale frondile, soojal ajal on võimalik siiski ka äike jm konvektiivsed nähtused. II liiki on kiiresti liikuv külm front ja võib konvektsiooni ja äikest pakkuda aastaajast sõltumatult. Selle liikumiskiirus on 40-60 km/h, kuid on juhtunud, et ka kuni 90 km/h. Ilmselt oli nüüdki tegu II liiki külma frondiga, sest liikumiskiirus oli veidi üle 15 m/s ja see põhjustas konvektiivseid nähtuseid vaatamata stabiilsele soojale õhumassile.
Seekord oli väga hästi välja kujunenud tsükloni soe sektor koos sooja konveierilindiga. See viimane tähendab sooja ja niisket õhuvoolu sooja sektorisse ja edasi sooja frondi kohale ning on märgitud alljärgneval satelliidipildil:
Allikas: KNMI













Soe konveierilint toob õhu kaugemalt väiksematelt laiustel ja on muide põhjuseks ka sel satelliidipildil Atlandi ookeani kohal näha oleva komataolise pilvemassi tekkes.

Jugavoolu-kiudpilved

Prognostiliselt on üheks olulisimaks pilveliigiks kiudpilved. Mitte küll igasugused kiudpilved ei näita ilmamuutuseid, kuid teatud alaliigid ja vormid on selles osas väga ilmekad. Üks sellistest on jugavoolu-kiudpilved, mis liiguvad väga kiiresti ja on pidevalt kuju ja vormi muutvad. Sageli on need ribade või vöötidena üle taeva, kuid mitte alati.
Üks raamat kirjutab neist niiviisi: "And it is of course so marvellously contrasted with the blue sky because it has that pure whiteness of ice clouds. If this cloud should be thought to be a lower cloud composed of water droplets then it cannot be because latter would show shadows. There are no signs of shadows. Just occasionally, when the coming weather is likely to be of the most violent kind, the density of these jetstream cirrus banners becomes such that they can cut out the sunlight and so show some shadings of their bases but such banners are rare, thank goodness." (Watts, 1994, 1999)
Enne päikese loojumist andsid tihedamad kiudpilvetopid (Cirrus floccus) varjusid ja suutsid päikeseketta ette liikudes osaliselt selle valguse blokeerida, mis näitab, et seega sobib raamatust toodud lõiguga järeldus: need pilved 26.12. õhtul, mis läänetaevas ilmusid, on tugeva tormi kuulutajad.
Järgnevalt paar fotot nendest rajuse ilma indikaatoritest:

Tropopausist

Tropopaus on troposfääri ja stratosfääri vahekiht, milles troposfäärile iseloomulik temperatuurilangus väheneb, kaob või muutub vastupidiseks. Väär on arvata, et tropopaus on ühtne kiht, vaid seal on palju katkestusi, eriti klimatoloogiliste frontide piirkonnas. Üsna sageli on tropopaus mitmekihiline, mis temperatuuri profiilis tähendab, et teatud kihtides on temperatuur muutumatu, siis langeb ja siis tõuseb uuesti ja nii mitu korda. Tropopaus on väga selgelt eristatav troopikas, kuid pooluste piirkonnas troposfääri ja tropopausi piir ähmastub. Pooluste kohal võib troposfäär sujuvalt üle minna stratosfääriks.
Mida kõrgemal asub tropopaus, seda madalam on seal ka temperatuur. Kehtib ka vastupidine seos: mida soojem on õhumass, seda kõrgemal asub tropopaus. Tropopaus on troopikas 15-18 km kõrgusel aluspinnast, kuid pooluste piirkonnas vaid 8-10 km kõrgusel. Keskmistel laiustel (40°-50°) on tropopausi kõrgus 10-12 km, olles suvel kõrgemal kui talvel, aga see sõltub sellest, kas vaadeldav piirkond jääb polaarfrondist pooluse või ekvaatori poole. Kui polaarfront liigub üle vaadeldava koha ekvaatori poole, siis selle koha kohal tropopaus tuleb madalamale ja vastupidi.
Hetkel ongi selline olukord, kui 26.12. liikus polaarfront üle Eesti põhja poole, mistõttu tropopaus tõusis võrreldes 25.12. koguni vähemalt 1,5 km, sealjuures langes temperatuur troposfääri ülaosas -59°C-lt (25.12.) -67°C-ni (26.12). Kui möödunud ööpäeval oli tropopaus aluspinnast umbes 10 km kõrgusel, siis nüüd peaaegu 12 km kõrgusel. Muide, niisuguseid väärtuseid (12 km, -67°C) on väga harva isegi suvel, üheks erandiks oli 2001. a. juuli keskpaik, kui siiamaile jõudis eksootiline õhumass. Eestist vaid veidi edela pool oli tropopaus 26.12. veelgi kõrgemal ja temperatuur seal koguni -70°C. Üldjoontes on sellise olukorra põhjuseks see, et tänu jugavoolule jõudis Eestini Atlandi ookeani keskosast mereline troopiline õhumass. Kui kevadel ja eriti suvel tähendab see niisket ja lämbet ilma, siis praegusel ajal toob see lihtsalt kevade hõngu.
26.12. õhtul nõrgenes tuul, kuigi õhurõhugradient oli endiselt väga suur. Selle põhjuseks on tuule suuna muutumine ehk teisisõnu, olgu õhurõhugradient kui tahes suur, siis tuule suuna muutumise ajaks nõrgeneb tuul ikka, kasvõi lühiajaliselt. Mõnikord soojal, pikkade päevade ajal, võib täheldada vähemalt sisemaal järgmist huvitavat nähtust. Kui päev on väga tuuline, aga õhurõhugradient on juba vähenenud (ilmaprognoos lubab õhtuks olulist tuule nõrgenemist või tuulevaikset ööd), siis mingil hetkel õhtul vaikib tuul peaaegu äkitselt. Päike sel ajal veel paistab, kell on umbes 18-20, kui see juhtub. Üks tuule nõrgenemise põhjuseks võib-olla see, et tuul saab energiat päikeselt, täpsemalt soojalt aluspinnalt, mida päike soojendab, aga mingil hetkel, kui päike on juba piisavalt madalal horisondi kohal, siis ei soojenda see enam piisavalt aluspinda, see jahtub ja tuule energiaallikas saab otsa. Tuul säilis mõnda aega pärast õhurõhugradiendi vähenemist tugev nii inertsist, kui juba kirjeldatud energiaallika mõjul.