Kuin tyhjästä taivaan tuuliin – syöksyvirtauksen lyhyt tarina
Valokuva syöksyvirtauksesta. Kuva: NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)Syvän konvektion seurauksena syntyvään ukonilmaan liittyy useita mahdollisesti vaarallisia sääilmiöitä, kuten rankkasateita, salamointia, rakeita ja tuulenpuuskia. Ukkosten yhteydessä esiintyvät puuskat eivät aina aiheuta vahinkoja, mutta toisinaan niissä on voimaa kaatamaan metsää ja vahingoittamaan rakennuksia.
Kaikista rajuimmat puuskat ovat ukkospilvien voimakkaiden laskuvirtausten aiheuttamia ja ne pystyvät jopa pudottamaan maan lähellä lentäviä lentokoneita. Näille voimakkaille laskuvirtauksille ei ollut olemassa omaa termiä ennen kesää 1975, kunnes eräs tapahtuma New Yorkissa muutti kaiken.
Epäonninen lento Eastern 66
Iltapäivän sää New Yorkin alueella kesäkuun 24. päivä vuonna 1975 oli myrskyisä. Tämä ei ollut lainkaan epätavallista, iltapäiväiset ukkoset kuuluvat siellä kesään. Tuona päivänä ukonilma kuitenkin alkoi ennustettua aiemmin ja voimakkaampana. Tämä aiheutti ongelmia lentoliikenteelle ja monet John F. Kennedyn kansainvälistä lentoasemaa lähestyneiden koneiden lentäjät joutuivat olemaan kieli keskellä suuta.
Koneiden joukossa oli myös Finnairin lento 105 Helsingistä. Finnairin lennon lähestyessään kiitorataa kaksi edellä lentänyttä konetta joutui pahoihin ongelmiin tuuliväänteen takia. Toinen onnistui laskeutumaan hädin tuskin, toisen oli pakko keskeyttää laskeutuminen ja tehdä ylösveto. Kuultuaan näiden koneiden lentäjien raportit radion kautta, Finnairin lentäjät päättivät nostaa nopeuttaan ja onnistuivatkin laskussaan ilman suuria vaikeuksia.
Finnairin lentäjillä oli taitojen lisäksi onnea matkassa, sillä seuraavana kenttää lähestynyt kone joutui katastrofin uhriksi. Eastern Air Linesin lennon 66 miehistö oli Finnairin tavoin lisännyt nopeuttaan, mutta nyt puuskat olivat niin rajuja ja muuttivat suuntansa niin äkisti, että he eivät kyenneet reagoimaan ajoissa. Lento 66 rysähti päin lentokentän lähestymisvaloja ja hajosi palasiksi läheiselle tielle. Koneessa olleista 113 menehtyi, vain 11 selvisi hengissä. Heti onnettomuustutkinnan alettua huonoa säätä epäiltiin syypääksi. Lopullisen läpimurron teki meteorologi Ted Fujita, joka oli jo aiemmin kehittänyt tornadojen voimakkuutta mittaavan Fujita-asteikon. Fujita havaitsi onnettomuuspaikalla puiden kaatuneen vain tiettyihin suuntiin, mikä viittasi voimakkaisiin, haarautuviin tuulin lähellä maanpintaa. Fujita teki näiden havaintojen sekä lennon 66 lentotietotallentimen, haastateltujen lentäjien sekä lentokentän anemometrin eli tuulimittarin lukemien avulla hypoteesinsa ilmiöstä, jonka hän nimesi syöksyvirtaukseksi. Fujitan teoriaa ei hyväksytty saman tien, mutta useiden vuosien tutkimus todisti lopulta syöksyvirtausten olemassaolon kiistattomasti.
Ukkospilvestä syöksyyn
Syöksyvirtauksiksi kutsutaan siis kaikista voimakkaimpia ukkospilviin liittyviä laskuvirtauksia, jotka maanpinnan kohdatessaan leviävät eri suuntiin. Syöksyvirtausten yhteydessä tuulet ovat tarpeeksi kovia aiheuttamaan vahinkoja, tosin mitään tarkkaa numeraalista alarajaa syöksyvirtausten aiheuttamille puuskille ei ole. Rajuimmillaan syöksyvirtausten aiheuttamien puuskien nopeus voi olla hetkellisesti jopa 65 m/s.
Rajuimmillaan syöksyvirtausten aiheuttamien puuskien nopeus voi olla hetkellisesti jopa 65 m/s.
Mutta mitkä kaikki tekijät vaaditaan syöksyvirtauksen syntymiseen? Prosessin käynnistymisen kannalta tärkein tekijä on ukkospilveen kertyvien hydrometeorien paino. Hydrometeorilla viitataan kaikkiin ilmassa oleviin tiivistyneen veden olomuotoihin, kuten sadepisaroihin tai lumihiutaleisiin. Tämä paino sysää laskuvirtauksen liikkeelle.
Ilman laskeutuessa alemmaksi se lämpenee, mutta matkalla alas myös toinen tekijä puuttuu peliin. Tämä tekijä on ukkospilvissä tapahtuvat veden olomuodon muutokset, eli veden haihtuminen, jään sulaminen sekä sublimoituminen. Nämä ilmiöt ovat endotermisiä eli ne sitovat lämpöä ympäristöstä ja kykenevät kumoamaan ilman laskeutumisesta aiheutuvan lämpenemisen. Näin laskuvirtaus muuttuukin yhä kylmemmäksi ympäristöönsä nähden. Koska kylmä ilma on myös tiheämpää, alkaa laskuvirtauksen nopeus kasvaa. Tarpeeksi nopea laskuvirtaus voi temmata mukaansa nopeasti vaakasuunnassa virtaavaa ilmaa usean kilometrin korkeudesta ja tuoda sen maan pinnalle. Juuri tällaisia tapauksia kutsutaan syöksyvirtauksiksi.
Syöksyvirtausten voimakkuuteen voi myötävaikuttaa vielä kolmaskin tekijä, kuivan ilman vaikutus ukkospilven lähellä. Ilmakehän rajakerroksen ollessa kuiva, siihen osuvat sadepisarat haihtuvat voimakkaasti ja tämä haihtuminen antaa syöksyvirtaukselle lisää voimaa. Samanlaisen vaikutuksen voi aiheuttaa myös kuivan ilman sekoittuminen ukkospilveen keskitroposfäärissä.
Syöksyvirtausten seurauksia
Syöksyvirtauksilla voi pahimmillaan olla hengenvaarallisia seurauksia. Eastern Air Linesin lento 66 ei ollut ensimmäinen lentokone, joka joutui niiden uhriksi eikä se myöskään jäänyt viimeiseksi. Yhtä lailla syöksyvirtaukset ovat aiheuttaneet kuolonuhreja niiden aiheuttamien puuskien kaadettua puita tai erilaisia rakenteita ihmisten päälle. Suomessa tällaisia tapauksia aiheuttivat muiden muassa:
Porin Sonisphere -festivaalille elokuussa 2010 iskenyt Sylvi-rajuilma
Oulua kesäkuussa 2021 moukaroinut Ahti-rajuilma sekä
kesäkuussa 2024 Pudasjärvellä järjestettyihin Suviseuroihin osunut ukkosrintama.
Myös aineelliset vahingot voivat olla syöksyvirtausten takia pahoja, etenkin runsaasti metsää lakoon kaataneissa tapauksissa, joista Suomessa hyviä esimerkkejä ovat heinäkuussa 2010 Asta-rajuilman metsätuhot Etelä-Savossa sekä kesäkuussa 2021 Paula-rajuilman tuhot Pohjois-Pohjanmaalla.
Luokittelu koon, keston tai märkyyden perusteella
Syöksyvirtauksia voidaan luokitella eri tavoin. Yksi tapa on ilmiön koon perusteella. Jos syöksyvirtauksen halkaisija on alle 4 kilometriä, puhutaan mikropurkauksesta. Halkaisijaltaan tätä suurempien kohdalla puhutaan makropurkauksesta. Syöksyvirtaukset eroavat toisistaan myös ilmiön keston perusteella. Mikropurkaukset ovat olemassa yleensä vain kahdesta viiteen minuuttia, kun taas makropurkaukset voivat kestää jopa puoli tuntia.
Syöksyvirtaukset voidaan jakaa myös kuiviin ja märkiin, riippuen siitä kuinka paljon syöksyvirtauksen aikana maan pinnalla sataa.
Eetu Rimo
Kirjoittaja on Ilmatieteen laitoksen meteorologi