Voimakkaat matalapaineet

Suuremman skaalan 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.

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). 

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

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

Trooppiset myrskyt voivat ajautuessaan liian korkeille leveysasteille muuntua keskileveysasteiden matalapaineiksi. 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 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.