Voimakkaat matalapaineet

Suuren mittakaavan matalapaineet voidaan pääasiassa jaotella trooppisiin matalapaineisiin sekä Suomessakin esiintyviin niin sanottuihin keskileveysasteiden matalapaineisiin. Molemmat voivat aiheuttaa hyvin voimakkaita tuulia, mutta niiden syntymekanismit ovat erilaisia. Lisäksi on olemassa muitakin matalapainetyyppejä ja näiden välimuotoja.

Keskileveysasteiden matalapaineet ovat suomalaisille tuttuja

Tropiikin matalapaineiden ympäristössä ei ole merkittäviä lämpötilaeroja. Sen sijaan korkeammilla leveysasteilla (kuten Suomessa) esiintyvissä matalapaineissa erilämpöiset ilmamassat ovat oleellinen osa matalapaineen voimistumisprosessia. Nämä keskileveysasteiden matalapaineet kehittyvät muuntamalla horisontaalisesta lämpötilaerosta johtuvaa energiaa kineettiseksi energiaksi. Käytännössä mitä suurempi lämpötilaero, sitä suurempi on säähäiriön vapautettavissa oleva energia. Toisin sanoen suuret horisontaaliset lämpötilaerot suosivat matalapainekehitystä.

Laaja keskileveysasteiden matalapaine Pohjois-Atlantilla. Kuva: EUMETSAT
 

Suomalaisille tutuissa keskileveysasteiden matalapaineissa voimakkaimmat tuulet esiintyvät selkeämmin matalapaineen keskustan ulkopuolella laajemmalla alueella kuin trooppisissa vastineissa.

Tärkeimpiä ominaisuuksia voimakkaissa keskileveysasteiden matalapaineissa:

  • Myrskyssä on rintamia, jotka erottavat erilaiset ilmamassat (kylmä, lämmin, okluusio)
  • Voimakkaimmat tuulet laajalla alueella, eivätkä välttämättä myrskyn keskuksen läheisyydessä
  • Horisontaaliset lämpötilaerot pääenergianlähteenä

Tropiikin matalapaineet

Trooppiset myrskyt esiintyvät lämpimien merivesien yllä päiväntasaajan molemmin puolin tyypillisesti 5-30 (°N/°S) leveysasteilla.

Tropiikissa voimakkaat matalapaineet saavat pääasiassa energiansa vesihöyryn tiivistymisestä aiheutuvasta lämmityksestä ja tähän lämmin merivesi luo otolliset olosuhteet. Energian muunnos on suurinta juuri trooppisen myrskyn silmän ympärillä ja siellä koetaankin kaikkein voimakkaimmat tuulet. Trooppisessa hirmumyrskyssä on havaittu jopa 85 m/s keskituulen nopeuksia silmää ympäröivässä pilvivallissa. Tämä vastaa viidennen kategorian hurrikaania Saffir-Simpson asteikolla (ks. taulukko sivun oikeassa reunassa). 

Hurrikaani Dean Karibialla vuonna 2007. Kuva: EUMETSAT
 

Trooppisissa matalapaineissa ei esiinny merkittäviä lämpötilaeroja myrskyn eri puolilla ja niinpä niissä ei ole rintamia. Sen sijaan voimakkaimmissa trooppisissa myrskyissä ja hirmumyrskyissä on satelliiteissa nähtävissä pyörteen keskustan ympärillä spiraalimaisia kuuronauhoja. Nämä omalta osaltaan syöttävät kosteutta kohti myrskyn keskusta.

Tärkeimpiä ominaisuuksia voimakkaissa trooppisissa matalapaineissa:

  • Sama ilmamassa myrskyn eri puolilla eli ei rintamia
  • Voimakkaimmat tuulet myrskyn silmää ympäröivässä pilvivallissa
  • Energianlähteenä toimii lämpimästä merivedestä saatu vesihöyry ja sen tiivistyminen

Lisätietoa trooppisista hirmumyrskyistä voi lukea täältä.

Polaarimatalat, subtrooppiset matalapaineet ja välimuodot

Trooppisten ja keskileveysasteiden matalapaineiden lisäksi on olemassa muitakin "matalapainetyyppejä", joissa voi esiintyä voimakkaita tuulia ja sateita.

Polaarimatalat esiintyvät tyypillisesti korkeilla leveysasteilla lähellä napa-alueita talvikuukausina. Niissä on yleensä piirteitä sekä trooppisista, että keskileveysasteiden matalapaineista. Polaarimatalat syntyvät ympäristössä, jossa kylmää, arktista ilmaa leviää suhteessa lämpimän meriveden päälle. Avoimesta merestä saatava kosteus ja lämpö edesauttavat matalapaineen voimistumisessa. Tässä mielessä polaarimatalat muistuttavat trooppisia vastineitaan. Näissä arktisissa häiriöissä on silloin tällöin havaittu pilvetön silmä matalapaineen keskellä. Toisaalta polaarimatalapaineissa on myös usein havaittu rintamarakenteita, joka viittaisi keskileveysasteiden matalapaineeseen. On kuitenkin todennäköistä, että suurimmassa osassa polaarimatalista monet tekijät vaikuttavat sen voimistumiseen.

Subtrooppiset matalapaineet niin ikään omaavat piirteitä sekä trooppisista että keskileveysasteiden matalapaineista. Esimerkiksi säähäiriön runsain ukkosaktiviteetti ei välttämättä ole vielä aluksi tarpeeksi lähellä matalapaineen keskusta, jolloin se määritellään ensin subtrooppiseksi. Vasta kun tuulet ovat tarpeeksi voimakkaita ja ukkospilvet painottuvat matalapaineen keskustaan, alkaa järjestelmä muistuttaa tarpeeksi aitoa trooppista matalapainetta.

Trooppiset myrskyt voivat muuntua keskileveysasteiden matalapaineiksi jos ne ajautuvat tarpeeksi korkeille leveysasteille. Tällöin merivesi on viileämpää ja myrsky kohtaa viileämmän ilmamassan, jolloin matalapaine alkaa hyödyntämään lämpötilaeroista saamaansa energiaa. Joskus muuntuminen voi käydä myös päinvastoin. Vanha keskileveysasteiden matalapaine saattaa siis tarpeeksi alhaisille leveysasteille jouduttuaan muuttua ensin subtrooppiseksi ja lopulta trooppiseksi matalapaineeksi.

Luonto ei aina noudata tarkkoja ihmisen tekemiä määritelmiä ja joskus voimakkaan matalapaineen määrittäminen tiettyyn kategoriaan onkin hyvin hankalaa. Kuitenkin kaikissa vaiheissaan nämä matalapaineet voivat otollisissa olosuhteissa saada aikaan erittäin voimakkaita tuulia sekä sateita.

Polaarimatala Norjan pohjoisrannikon edustalla. Kuva: NOAA

Tuulen nimitys

Tuulen nopeus (m/s) Tuulen nimitys
< 1 Tyyntä
1-3 Heikkoa
4-7 Kohtalaista
8-13 Navakkaa
14-20 Kovaa
21-32 Myrskyä
≥ 33 Hirmumyrskyä

Saffir-Simpson asteikko

Voimakkuusaste
Tuulen nopeus
1. aste33-42 m/s
2. aste43-49 m/s
3. aste50-58 m/s
4. aste59-69 m/s
5. asteyli 70 m/s