Erikoiset kysymykset

Mitä tapahtuisi jos maapallolla ei olisi tuulta ollenkaan?

Tuulet johtuvat perimmältään siitä, että lämmin ilma on kevyempää kuin kylmä. Kun esimerkiksi aurinko jollakin alueella lämmittää ilmaa, se kevenee ja alkaa nousta, ja tilalle virrata raskaampaa viileämpää ilmaa muualta. Tuulet siis katoaisivat, jos fysiikan lait muuttuisivat niin, että ilman tiheys ei riippuisi lainkaan sen lämpötilasta.

Varmaankin dramaattisin seuraus tuulten loppumisesta olisi se, että myös sateet loppuisivat mantereilta, kun mikään ei kuljettaisi sinne kosteutta meristä. Joet valuisivat kuiviin ja manteret pääosin aavikoituisivat niin, että elämä olisi mahdollista vain merissä, jäljelle jääneissä järvissä ja niiden rannoilla. Lisäksi napa-alueet jäähtyisivät voimakkaasti ja päiväntasaajan seutu kuumenisi, koska nykyisellään tuulet tasaavat lämpötilaeroja. Monet kasvilajit kuolisivat sukupuuttoon myös siksi, ettei tuuli enää levittäisi niiden siitepölyä, vaikka ne muuten joissain rantakosteikoissa selviäisivätkin. Eli paljoa ei nykyisenkaltaisesta elämästä jäisi jäljelle, mutta merissä osa siitä voisi selvitä. Tosin merivirratkin vaimenisivat, mikä muuttaisi myös merten ekosysteemejä radikaalisti.

Nykyisten fysiikan lakien vallitessa tuuleton maapallo olisi mahdollinen vain, jos se sinkoutuisi pois Aurinkoa kiertävältä radalta tähtienväliseen avaruuteen, missä mikään ei enää lämmittäisi ilmakehää. (Teoriassa jonkin toisen tähden lähiohitus voisi aiheuttaa tämän, mutta sellaista ei onneksi ole näköpiirissä.) Ilman Auringon lämpöä ilmakehä ensin tyyntyisi, mutta aika pian se jäähtyisi niin paljon, että se tiivistyisi Maan pinnalle ensin nesteeksi ja lopulta jääksi. Eli kovin pitkään se tuuleton ilmakehä ei pysyisi ilmakehänä lainkaan.

Voiko tuuli viedä ihmisen mennessään?

Tuulen puuska voi myrskyssä olla raju, yllättävä ja kaataa ihmisen, jos tämä ei ole varautunut. Lapin tuntureiden laella voi kovalla tuulella joutua konttaamaan päästäkseen eteenpäin. Muualla maailmassa  on jopa varottava jyrkkien vuoristoteiden reunoilla yhtäkkiä paikalle iskeviä tuulen pyörteitä.

Tuuli voi siis kaataa, horjuttaa, viedä alas rotkoon. Trombin yhteydessä tuuli on niin voimakasta, että se voi myös tempaista ihmisen mukaansa ja kuljettaa ilmassa kymmeniä metrejä.

Miksi kerma ei vatkaannu ukkosella?

Kansanviisauksissa väitetään, että ukkosella viili epäonnistuu ja kermavaahto menee voiksi. Tiede ei kuitenkaan tunnusta tätä kansanperinteessä tuttua ukkosen vaikutusta. Todennäköisin selitys liittyy lämpötilaan, sillä ukkosella on usein hiostavan lämmintä ja ilman kosteus myös monesti korkea. Kermavaahdon epäonnistuminen johtunee siis siitä, että kerma on päässyt lämpenemään. Kerman rasvapisaroiden ydin on nestemäistä öljyä ja niiden pinta kiinteää voirasvaa, joka vahvistaa pisaroita. Lämmetessä pisaroiden rasva sulaa kokonaan, jolloin ne yhdistyvät rasvakasaumaksi eli voiksi.

Miksi aamulla ja illalla aurinko näyttää punaiselta?

Auringon noustessa tai laskiessa pilvettömällä taivaalla se näyttää punertavalta. Tämä johtuu siitä, että auringon ollessa matalalla taivaanrannassa auringon säteet joutuvat kulkemaan pisimmän matkan halki ilmakehän, jolloin sininen sirottuu auringon valosta pois ja jäljelle jäävät punertavat värisävyt. Ilmassa leijuvat epäpuhtaudet, savu, utu yms. aiheuttavat samanlaisen sinistä valoa hävittävän ilmiön; savun ja udun läpi aurinko näyttää punertavalta.

Miksi taivas on sininen?

Auringon valossa on kaikkia spektrin värejä. Ilman ilmakehää aurinko näyttäisi vaalealta ja taivas pikimustalta. Ilmakehän molekyylit sirottavat auringon valoa siten, että sininen ja ultravioletti poikkeavat auringon säteiden suunnalta eniten, punainen vähiten. Näin sironnutta valoa nähdään kaikilla suunnilla ja siksi taivas näyttää siniseltä. Ultraviolettivalo siroaa vielä enemmän kuin tavallinen sininen. Siksi ulkona kesällä varjossakin voi ruskettua, koska hajasäteilynä saa jatkuvasti UV-säteilyä iholleen.

Korkealla vuoristossa tai lentokoneen ikkunasta tähyiltynä taivas näyttää tumman siniseltä, koska ilma korkealla on ohutta ja sinistä sirottavia ilmamolekyylejä on vähemmän kuin maanpinnalla.

Miten iltarusko syntyy?

Iltaruskossa läntinen taivas värjäytyy punaiseksi koska auringon säteillä on pitkä matka niiden kulkiessa ilmakehän läpi ennen kuin ne osuvat katsojan silmiin. Ilmassa olevat molekyylit sirottavat auringon säteitä. Sironta on sitä voimakkaampaa, mitä lyhytaaltoisempaa säteily on. Illalla auringon valosta on sironnut enin osa lyhyistä aallonpituuksista pois ja jäljelle ovat jääneet vain pitkät eli punertavat sävyt.

Jos lisäksi läntisellä taivaalla on osaksi pilvistä auringon laskiessa taivaanrantaan, osa auringon säteistä valaisee punaisella valollaan pilvien alareunaa, ja taivas näyttää koostuvan punertavista pilvistä. Kun meidän leveysasteillamme sateet tulevat usein juuri lännestä, niin iltarusko on usein merkkinä siitä, että sadealue ei ole välittömästi lähestymässä lännen suunnasta.

Mitä ovat halot?

Halot ovat ilmakehän valoilmiöitä, joita syntyy valon taittuessa pilvissä olevista jääkiteistä. Tyypillisimmin haloja esiintyy harsopilvien eli Cirrostratus-pilvien yhteydessä. Tyypillisimpiä haloilmiöitä ovat auringon tai kuun ympärillä olevat sateenkaaren väreissä loistavat renkaat tai kehät, mutta myös muunlaisia haloja esiintyy riippuen jääkiteiden muodosta.

Haloilmiöistä löytyy lisätietoja Tähtitieteellisen yhdistyksen Ursan verkkosivuilta.

Paljonko ilma painaa?

Jos olemme maan pinnalla suunnilleen merenpinnan korkeudella ja vallitseva ilmanpaine on 1013 hPa ja lämpötila +15 astetta celsiusta, painaa 1 kuutio ilmaa 1,225 kg. Ilman tiheys määräytyy siis vallitsevan paineen, lämpötilan ja korkeuden mukaan. Joka tapauksessa ihan hyvä muistisääntö on, että kuutiometri ilmaa painaa suunnilleen kilon.

Miksi pakkasella kävellessä lumi narskuu kenkien alla?

Kovalla pakkasella lumikiteissä on paljon sakaroita jotka murtuvat jalan alla ja särkyvät. Lauhemmalla sakaroita on vähemmän, ja nollaa lähestyttäessä paine jalan alla sulattaa osan sakaroista vedeksi, joka toimii narskumista vähentävänä liukasteena.

Kannattaako lahnaa kalastaa vastarannalta?

Lahna syö pohjassa olevia matoja ja toukkia. Vastarannalla aallokko sekoittaa vettä ja pohjaa, jolloin pohjassa oleva ravinto tulee helpommin kalan saataville. Kesällä ulapalta rantaan puhaltava tuo myös lämmintä pintavettä lähelle rantaa, mikä lisää kalojen viihtyvyyttä. Lahnaa siis kannattaa kesällä kalastaa vastarannalta.

Vaikuttaako maapallon magneettikentän heikkeneminen UV-säteilyn voimistumiseen?

Auringon UV-säteily on aineetonta sähkömagneettista säteilyä, johon maapallon magneettikenttä ei vaikuta millään tavoin. Maan magneettikentän heikkenemisellä ja UV-säteilyn muutoksilla ei ole siten mitään fysikaalista yhteyttä toisiinsa. Se, kuinka paljon UV-säteilyä saadaan maanpinnalla, riippuu yläilmakehän eli stratosfäärin otsonin määrästä 20-30 km korkeudella.

Magneettikentän vaikutukset kohdistuvat maapallon lähiavaruuden sähköisesti varattuihin hiukkasiin (elektronit, protonit, erilaiset ionit jne). Niiden liikkeitä maapallon ympärillä säätelee maapallon magneettikenttä monien muiden tekijöiden ohella.

Voiko pihlajanmarjojen määrästä päätellä talven lumimäärää?

Pihlajanmarjojen määrä vaihtelee sekä edellisen että menneen kesän säistä johtuen, eikä marjojen määrästä voida tehdä luotettavia johtopäätöksiä tulevan talven säistä ja lumista. Pihlajien marjasato vaihtelee tyypillisesti joka toinen vuosi. Marjasadon käyttökelvottomuuteen ennustusten tekemisessä viittaa myös esimerkiksi seuraavien kansansanontojen vastakkaisuus:

"Tulee paljon lunta, kun on paljon pihlajanmarjoja."
"Ei oksat kestä peräkkäin runsasta marjamäärää ja runsasta lumimäärää."

Mihin väli-ilmansuuntien nimitykset perustuvat?

Veijo Meren kirjan "Sanojen synty" mukaan koillinen tulee päivän koista, eli aurinko nousee sieltä kesäaikaan. Kaakko (vironkielessä kagu) tulee kaakkurin muuttosuunnasta. Lounas puolestaan tarkoittaa keskipäivää, jolloin lounas syödään.

Luode on alunperin tarkoittanut nousuvettä ja tulvaa.1800-luvun alussa luode alkoi tarkoittaa laskuvettä. Koska luoteissuunnassa on maastamme katsottuna tulviva meri, sai ilmansuunta nimensä siitä.

Miksi kovalla pakkasella ilma tuoksuu savulta? Tästäkö syystä puhutaan tulipalopakkasista?

Ilmiö johtuu inversiosta, joka syntyy tyynessä pakkassäässä maanpinnan läheisyyteen. Inversiossa lämpötila kohoaa ylöspäin mentäessä, ja se estää ilman pystysuorat liikkeet. Näin savu tai saasteet kerääntyvät maanpinnan läheisyyteen.

Käsite tulipalopakkanen johtunee siitä, että pakkassäällä lämmitetään enemmän kuin normaalisti, ja se lisää tulipalojen määrä. Näin oli tilanne erityisesti silloin, kun puulämmitys oli yleisempää. Nykyisin pakkasella tulipaloja voi lisätä lisääntynyt sähkön ja lämmittimien käyttö.

Mitä tapahtuisi, jos maapallon magneettinavat vaihtaisivat paikkaansa nyt?

Maapallon magneettikenttä ei vaikuta esimerkiksi sähkömoottorien ja generaattorien toimintaan, eikä napaisuuden käännöksellä ole siten suurta merkitystä teknologisiin järjestelmiin. Magneettikompassit kyllä menettäisivät käännösprosessin aikana tehtävänsä, koska silloin magneettikentän muutokset ovat nopeita ja magneettinen pohjoissuunta muuttuu huomattavasti nopeammin kuin nykyään. Magneettiset navat eivät sellaisenaan liiku laajalti, mutta kentän ollessa pieni saattaa magneettikentässä olla useita napoja. Revontulia voidaan silloin mahdollisesti nähdä tavanomaisena ilmiönä muuallakin kuin vain napa-alueiden tuntumassa kuten nyt.

Magneettikentän ollessa heikoimmillaan napaisuuden vaihtoprosessin puolivälissä avaruuden kosmiselta säteilyltä suojaava magneettinen kilpi on ohut ja taustasäteily nousee. Tästäkään tuskin on mitään suurta vaaraa ihmiskunnalle tai elolliselle luonnolle. Napaisuuden käännöksiä tunnetaan eri geologisista kerrostumista satoja suunnilleen parin miljardin vuoden ajalta eikä mitään eläimistön massatuhoja ole voitu yhdistää magneettisten napojen vaihtumiseen.

Auringon laaja-alaisen magneettikentän navat vaihtavat merkkiään kerran 11. vuodessa suunnilleen auringon pilkkujen maksimivuonna. Maapallon magneettikenttä vaihtaa napaisuuttaan, mutta paljon harvemmin: keskimäärin muutamia kertoja miljoonassa vuodessa. Viimeksi tällainen napaisuuden vaihto tapahtui noin 750 000 vuotta sitten.

Tämän päivän magneettikentän muutoksissa on sellaisia piirteitä, jotka viittaavat seuraavaan napaisuuden vaihtoon. Napaisuuden vaihtuessa magneettinen pohjoisnapa ja etelänapa vaihtavat paikkojaan. Muutosprosessi kestää tuhansia vuosia. Ensin maapallon magneettikenttä heikkenee lähes olemattomiin ja kasvaa sitten uudestaan, mutta napaisuudeltaan vastakkaisena.

Miksi suojasäätä kutsutaan nimenomaan suojaksi?

Suojasää on hyvin vakiintunut ilmaisu. Talviaikana, joulu-maaliskuussa, sattuu tilanteita, jolloin lämpötila kohoaa tilapäisesti nolla-asteen yläpuolelle. Suojasäitä on lukuisia talvessa, maan eteläosassa toki useammin kuin Lapissa.

Etymologisen sanakirjan mukaan suojasää tulee tutusta suojaa tarkoittavasta sanasta. Tuulensuoja merkitsee leutoa säätä, ja siitä suojasää. Menneinä aikoina talven suojasäät olivat varmasti erittäin tervetulleita, koska ulkosalla työskenneltiin paljon enemmän kuin nykyisin.

Kuinka korkealle taivaalla pitää nousta, että sininen taivas muuttuu mustaksi avaruudeksi?

Suunnilleen stratosfäärissä, 15 - 30 km korkeudessa taivas alkaa olla jo varsin mustanpuoleinen. Ilmiön huomaa jo tavallisen matkustajakoneen ikkunasta tarkkailtuna noin 10 km kilometrin korkeudella: taivas on selvästi sinisen musta.

Taivaan sinisyys johtuu ilmamolekyylien sirottamasta auringonsäteilystä. Sironta on voimakkainta sinisen valon alueella. Siitä johtuu taivaan sinisyys. Mitä ylemmäs mennään maanpinnalta, sitä vähemmän yläpuolella on ilmaa, josta sirontaa tapahtuu. Näin siis auringon valaisema päivätaivas muuttuu vähitellen sinisestä mustaksi.

Onko UFOja olemassa? Mitä pitää tehdä, jos näkee oudon valoilmiön taivaalla?

Ilmiö, joka ensin vaikuttaa UFOlta (Unidentified Flying Object), paljastuu saadessaan luonnollisen selityksen IFOksi (Identified Flying Object). Suomen Ufotutkijat ry kerää havaintoja  Ufoista ilmoituslomakkeella.  Lomakkeella voi ilmoittaa havaintoja tunnistamattomista valopisteistä, joiden liike on mutkittelevaa tai jotka näkyvät taivaalla yli 20 sekunnin ajan.

Kun oudosta valoilmiöstä tekee havainnon, on hyvä laittaa muistiin kellonaika ja ilmiön kesto, havaintopaikka, pilvisyys ja valo-olosuhteet. Kannattaa myös pistää merkille missä ilmansuunnassa havainto näkyi, liittyikö havaintoon outoja ääniä tai värejä, oliko valo pistemäinen tai muodoltaan muuttuva ja liikkuva ja kirkkauttaan vaihteleva. Mitä tarkempi kuvaus on, sitä helpompaa on ilmiön tunnistaminen. Jos kamera on matkassa, niin kuva kertoo enemmän kuin monet sanat.

Suomessa erilaisista valoilmiöistä kokoaa tietoa ensisijaisesti Tähtitieteellinen yhdistys Ursa.  Ursalle voi ilmoittaa erikoisista valohavainnoista Taivaanvahti-verkkosivujen kautta.

Minkälaisia valoilmiöitä taivaalla voi näkyä?

Taivaalla näkyvät valoilmiöt voi jakaa kahteen ryhmään: luonnolliset valoilmiöt ja ihmisen aiheuttamat valot.

Luonnollisia valolähteitä ovat mm. Aurinko, Kuu, tähdet ja planeetat. Taivaalla näkyy silloin tällöin meteoreja ja komeettoja, huomattavasti harvemmin supernovia. Supernova on valovuosien päässä tapahtunut tähden räjähdys, joka voi näkyä taivaalla keskellä päivääkin kuukausien ajan. Tällaisia ilmiöitä tapahtuu tosin erittäin harvoin, muutaman sadan vuoden välein.

Pilvien määrä ja laatu säätelevät voimakkaasti Auringon ja Kuun valoa taivaalla. Pilvet voivat luoda mitä merkillisimpiä valojen ja varjoja taivaalle. Aamu- ja iltarusko sekä hetket ennen Auringon laskua ja nousua tuottavat myös hienoja valomuodostelmia.

Venus on Auringon ja Kuun jälkeen tähtitaivaan kirkkain valolähde. Venus esiintyy säännöllisesti noin puolen vuoden välein joko aamutähtenä tai iltatähtenä. Joskus myös Mars, Jupiter ja Saturnus kiinnittävät huomiota taivaalla. Mielenkiintoisia ilmiöitä ovat myös tilanteet, joissa kirkkaat planeetat tai myös kirkkaat kiintotähdet ovat Kuun kanssa lähekkäin taivaalla.

Ikkunalasin läpi katsottuna kirkkaiden tähtien ympärille saattaa muodostua valosakaroita, heijastumia tai vääristymiä. Kuumalla ilmalla tai vaikkapa kuuman saunan ovella on tehty havaintoja, joissa väreilevä ilma vääristää esim. Kuun omituiseen värisevään muotoon.

Maapallon ilmakehässä esim. salamat, sateenkaaret, halorenkaat ja revontulet ovat varsin tavallisia valoilmiöitä. Harvinaisempia ovat valaisevat yöpilvet ja helmiäispilvet, jotka ovat laskeneen auringon valon heijastumia noin 50-80 km korkeudella leijuvien pilvien sisältämistä jääkiteistä. Ilmakehän aiheuttamiin ilmiöihin luetaan myös erilaiset kangastukset, jotka näkyvät parhaiten päivisin kuumassa ilmanalassa lähellä horisonttia. Kyseessä on valon taipumisesta aiheutuva vääristymä.

Ihmisen tuottamia valoilmiöitä tuottavat mm. kaupunkien valot, jotka kaukaa havaittuna voivat aiheuttaa pilviin erikoista kajoa ja heijastumia. Haloja syntyy usein pakkasella kirkkaiden ulkovalojen valokeilojen ympärille. Taivaalla voi nähdä lähes joka yö mm. satelliittien pistemäisiä, tähtien kaltaisia liikkuvia valoja, jotka liikkuvat yleensä muutaman minuutin kuluessa horisontista horisonttiin. Myös lentokoneiden vilkkuvat huomiovalot, suihkukoneiden polttomoottorien lieskat, auringonsäteiden heijastumat lentokoneen metallikyljestä, laskevan auringon valaisemat kuumailmapallot ja sääluotauspallot, ilotulitteet, kirkkaiden valonheittimien valopilarit ja avaruusrakettien lieskat aiheuttavat erikoisia valoilmiöitä. Maaseudulla autojen valot saattavat pimeällä näkyä hyvinkin kauas ja heijastua erilaisilta pinnoilta.

Miten korkealle ilmapallot voivat lentää?

Tavallisen pyöreähkön ja melko pienikokoisen vappuilmapallon seikkailu voi olla ihmeellinen halki ilmojen, ja se voi kohota enimmillään noin kilometrin korkeuteen. Jos pallon kumi on ollut korkealaatuinen ja hyvin tasainen, se säilyy ehjänä useita vuorokausia. Tämänhän olemme huomanneet huoneessa hitaasti lattiaa kohti vaipuvasta pallosta. Kun pallon suu on sidottu tiukasti, ei helium- -tai vetykaasu pääse pallosta ulos kuin hyvin hitaasti vuotamalla.

Jos vappuilmapallo pääsee karkuun, se kohoaa nopeasti muutaman sadan metrin, enimmillään noin kilometrin korkeuteen. Kun ilmapallon sisällä olevan kaasun paine saavuttaa ympäröivän vapaan ilmakehän ilmanpaineen, jatkaa pallo leijailemistaan pysyen suunnilleen samalla korkeudella ilmavirtauksen mukana.

Meille Suomeen asti on kulkeutunut voimakkaassa lounaisvirtauksessa ehjänä koululaisten lähettämiä tavallisia ilmapalloja Brittein saarilta ja Etelä-Ranskasta saakka. Kerran palloja lähetettiin nimilapuin varustettuina ainakin 1000 kappaletta. Brittein saarilta lähetetty pallo löytyi Keski-Suomesta Jyväskylän pohjoispuolelta. Aikaa oli kulunut matkan tekoon vain vajaa kaksi vuorokautta. Tämä todistaa, että sitkeimmät ehjinä pysyvät pallot pystyvät leijailemaan jopa tuhansia kilometrejä.

Ilmatieteen laitokset kautta maailman lähettävät päivittäin mittauslaitteita isojen joustavakumisten ilmapallojen nostamina. Nämä tutkimuskäytössä olevat pallot laajenevat ylöspäin noustessaan valtavasti, kun ilmanpaine pienenee ylhäällä jatkuvasti. Siten ne säilyttävät nostovoimansa. Tutkimuspallot nostavat mittalaitteet tyypillisesti 20 - 30 kilometrin korkeuteen asti ennen kuin pallo halkeaa ja putoaa mittalaitteineen takaisin maanpinnalle satojen, jopa tuhannen kilometrin päässä lähetyspaikastaan.

Mistä aiheutuu sanonta paukkuvat pakkaset?

Pakkasen paukkuminen johtuu veden laajenemisesta sen jäähtyessä. Vettä voi olla esimerkiksi seinänraoissa. Kun vesi laajenee sen jäätyessä, syntyy paukkuva ääni. Myös rakenteiden materiaalin kutistuminen voi aiheuttaa samanlaista ääntä. Mitään vakavia vaurioita harvemmin syntyy. Vesiputkien jäätyminen on sitten kokonaan toinen asia.

Voiko sadetta tehdä keinotekoisesti?

Sadepilvien kylväminen on tunnetuin tapa, jolla ihminen pyrkii muuttamaan säätä. Jääpilviin kylvetään jauhemaista kemikaalia, tyypillisesti hopeajodidia, kun taas nestemäisiin pilviin vapautetaan tyypillisesti erilaisia suoloja esimerkiksi lentokoneisiin kiinnitetyistä soihduista. Molemmissa tapauksissa tavoitteena on kiihdyttää sadeprosessia, ja silloin pilvi sataa aikaisemmin tai voimakkaammin kuin mitä se luonnostaan sataisi. Sadeprosessi nopeutuu, koska jääkiteitä tai nestemäisten pilvien tiivistymisytimiä muistuttavat kemikaalit vauhdittavat pilvipisaroiden kasvua sadepisaroiksi.

Kemikaalit voidaan kylvää pilviin joko lentokoneesta tai rakettien avulla. Kylväminen voi toimia vain sellaisilla pilvillä, jotka muutenkin sataisivat tai olisivat lähellä sataa luonnostaan - yhdisteillä ei voida tehdä sadetta kuivasta ilmasta.

Pilviä kylvetään joko siksi, että ne sataisivat kuivuudesta kärsiville alueille tai siksi, että ne sataisivat ennen kuin ehtivät johonkin tärkeään paikkaan, vaikkapa urheilukilpailuihin. Pilvien muokkauksella yritetään myös joissain tapauksilla estää raekuurojen synty ja siten suojella viljelykasveja. WMOn mukaan pilvien muokkausta on tehty noin 50 maassa. Tieteellinen todistusaineisto pilvien muokkaamisen toimivuudesta on osittain ristiriitaista.