Pilvi

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Tämä artikkeli käsittelee ilmastoa. Pilvi tarkoittaa myös Kannabista ja tietotekniikassa Pilvipalvelua.
Tornimainen kumpupilvi (Cumulus).
Kumpupilvi (Cumulus), tässä Cumulus Congestus, suuri kumpupilvi.

Pilvet ovat aerosolia, jota muodostuu Maan ilmakehässä vesihöyryn tiivistyessä hyvin pieneksi pisaroiksi tai härmistyessä jääkiteiksi tiivistymisydinten pinnalle. Koska pisarat ja jääkiteet ovat niin pieniä, ne pystyvät leijumaan ilmavirtausten kannattamina niin kuin pöly. Pilviä, joiden alaraja ulottuu maan pinnalle, kutsutaan sumuksi.

Pilvet heijastavat ja sirottavat kaikkia valon aallonpituuksia tasavertaisesti ja näyttävät siksi valon tulosuunnasta ja pilven paksuudesta riippuen useimmiten valkoisilta, harmailta tai mustilta. Auringonlaskun aikaan, kun valo on punertavaa, myös pilvet voivat olla vaaleanpunaisia.

Muiden planeettojen pilvet koostuvat usein muusta aineesta kuin vedestä, riippuen ilmakehän ominaisuuksista, eli mitä kaasuja vieraan planeetan kaasukehässä esiintyy ja ko. kaasukehän lämpötilasta.

Maapallon pilvisyys vaikuttaa säteilytasapainoon, ja siten Maan pintalämpötilaan.

Muodostuminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pilvien muodostumiseen tarvitaan kosteutta ja sopivan matala lämpötila.[1] Muodostumiseen ei riitä kuitenkaan pelkkä sopiva kosteus, vaan siihen tarvitaan myös pieniä tiivistymisytiminä tunnettuja hiukkasia. Ne antavat vesihöyrylle pinnan, johon sitä voi kiinnittyä. Suhteellinen kosteus voi nousta helposti yli sadan prosentin, jos tiivistymisytimiä ei ole saatavilla. Tällaiset olosuhteet ovat harvinaisia, sillä tiivistymisytimiksi kelpaavat monet erilaiset hiukkaset, kuten metsäpaloista, tulivuorten purkauksista tai ihimisen toiminnasta syntyneet pienet hiilihiukkaset, sulfaatti- ja nitraattiyhdisteet ja ilmakehään päätynyt merisuola.[2]

Pilvien muodostuminen alkaa, kun vettä haihtuu meristä, järvistä, joista ja muista vesialtaista. Vesihöyryn noustessa ylöspäin se viilenee, koska ilma muuttuu kylmemmäksi mitä korkeammalle noustaan troposfäärissä. Samalla ilmanpaine pienenee ja ilma sekä vesihöyry laajenevat, mikä myös viilentää ilmaa ja vesihöyryä. Lopulta ilma ja vesihöyry saavuttavat nostotiivistyskorkeuden, jossa ne ovat viilenneet kastepisteeseen.[2] Tämän jälkeen kondensaatio on nopeata, ja ilmassa muodostuu huomattava määrä pieniä 10–20 mikrometrin suuruisia vesipisaroita.[2]

Pilvien syntyprosessi voi alkaa ainakin kolmen eri olosuhteen seurauksena. Kosteaa ilmaa nousee korkeammalle, lämpimien ja kylmien säärintamien myötä, jolloin syntyy kerrospilviä. Konvektiopilviä syntyy konvektion seurauksena, kun ilmaa lämmitetään alhaalta päin. Tätä tapahtuu, kun Aurinko lämmittää maanpintaa tai kylmä ilma ajautuu lämpimän veden päälle. Orografiset pilvet ovat puolestaan seurausta siitä, kun ilma jäähtyy sen joutuessa kohoamaan ylöspäin jonkun esteen, esimerkiksi vuoriston vuoksi.[1]

Pilvissä voi olla kaikkiaan miljoonia pieniä pilvi- ja jääpisaroita. Pilvipisarat ovat vain tuhannessosa normaalin sadapisaran koosta ja pystyvät siksi leijailemaan ilmassa pitkänkin ajan.[1] Pilvet ovat painavia. Tavallisen pilven sisältämän veden massa voi olla jopa muutamia miljoonia tonneja, vaikkakin pilven jokainen kuutiometri sisältää vain noin 5 grammaa vettä. Pilven vesi voi olla vesipisaroina, rakeina, lumirakeina tai jääneulasina tai muunlaisina jääkiteinä. Vesipisaroita on noin 500 kappaletta kuutiosenttimetrissä, ja ne ovat usein 0,01–0,1 millimetrin läpimittaisia. Noin 0,1–0,5 mm:n läpimittaiset pisarat alkavat sataa tihkuna, ja vesisadepisaroiden läpimitta on 1–2,5 mm. Vesipisarat jäätyvät -10 – -15 asteessa.

Tiivistysvana on ihmisen aiheuttama pilvi, joka syntyy lentomoottorin pakokaasujen sisältämän vesihöyryn tiivistyessä. Tiivistysvana syntyy yleisimmin suihkukoneiden perään, mutta myös potkuriturbiini- tai mäntämoottorikone voi aiheuttaa tiivistysvanan.

Luokittelu[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pilvet voidaan luokitella monella eri tavalla, mutta tyypillisimmällään pilvet jaetaan niiden korkeuden mukaan ylä-, keski- ja alapilviin.[3] Yläpilvet ovat yleensä muodostuneet jääkiteistä, ja niiden alaraja 5–9 kilometrin korkeudesa. Keskipilvet sisältävät sekä vettä että jäätä, ja niiden alaraja on 2–6 kilometrissä. Alapilvet ovat enimmäkseen muodostuneet pilvipisaroista, ja niiden alaraja on alle kahdessa kilometrissä. Näiden lisäksi on vielä troposfäärin yläpuolella olevia pilviä, kuten helmiäispilviä ja valaisevia yöpilviä.[4]

Yleisimmin käytetyssä luokittelussa pilvet jaetaan kymmeneen pilvisukuun, joihin kuuluu kolme ylä-, kolme keski- ja neljä alapilvisukua. Suvut jaetaan edelleen lajeihin. Luokittelun loi 1800-luvun alussa englantilainen apteekkari ja harrastelijameteorologi Luke Howard. Samalla tavalla kuin biologiassa sukujen ja lajien kuvaamiseen käytetään latinankielisiä nimiä.[4]

Säähavaintotoiminnassa käytetään referenssinä WMOn Kansainvälistä pilvikuvastoa, jossa nämä suvut ja lajit on esitelty. Kuvaston varhaisemmassa suomennoksessa sukuja kutsuttiin lajeiksi ja lajeja alalajeiksi; nimityssekaannus on levinnyt joihinkin suomenkielisiin kirjoihin ja verkkolähteisiin.

Pilvisuvut[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pääartikkeli: Pilvisuvut
Wolkenstockwerke.png
Cirro - yläpilvet
Alto - keskipilvet
Strato - kerrospilvi
Nimbo - sadepilvi

Alapilvet 0–2 km[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Matalalla oleva Stratus, sumupilvi.
Cumulonimbus eli kuuropilvi
Suurisoluinen Stratocumulus, kumpukerrospilvi
  • Sumupilvi (Stratus St) on matalimmalla esiintyvä pilvisuku. Niitä on 10–300 metrin korkeudella maanpinnasta. Ulkonäöltään ne ovat yleensä tasasen harmaita ja piirteettömiä. On myös repaleisia sumupilviä. Usein korkeat rakennukset, puut ja mastot katoavat sumupilveen. Sumupilvestä sataa usein tihkua tai lumijyväsiä.[5]
  • Kuuropilvet (Cumulonimbus Cb) ovat korkeimpia pilviä. Kuuropilvi kehittyy yleensä niin korkeaksi kasvaneesta kumpupilvestä, että sen yläosan pilvipisarat jäätyvät, jolloin sen huippu muuttuu tiheäksi, usein alasimen muotoiseksi, untuvapilvimäiseksi. Sen alaosa voi puolestaan muistuttaa laajaa sadepilveä, ja usein siitä lähtee sadejuovia. Kuuropilvistä tuleva vesi-, lumi tai raesade voi olla rankkaa, mutta se kestää harvoin yli tuntia. Jos samalla ukkostaa, pilveä sanotaan ukkospilveksi, jonka yhteydessä rankan kuuron aikana voi syntyä rullamainen vyörypilvi.[5]
  • Kumpukerrospilvet (Stratocumulus Sc) ovat suurehkoja, melko lättänöitä hattaroita, usein järjestäytyneinä pilvijonoiksi, rulliksi tai makkaroiksi, joissa on tummemman ja vaaleamman harmaita osia.[5]
  • Kumpupilvi (Cumulus Cu) on nopeasti muuttuva hattarapilvi, joka kehittyy päivän mittaan suuremmaksi. Aamupäivän ensimmäiset kumpupilvet ovat lyhytikäisiä epämääräisiä kokkareita, mutta myöhemmin päivällä tasapohjaisia kukkakaalimaisia kekoja. Kumpupilvilajeja ovat kauniin ilman kumpupilvi, keskikokoinen kumpupilvi ja korkeaksi pullistunut kumpupilvi. Kumpupilvistä ei sada, mutta pilvipisaroista muodostunut pilvi voi äkillisesti jäätyä, kun ilman lämpötila on hyvin alhainen (-15 – -20 astetta). Glasiaation seurauksena pilvi muuttuu terävärajaisesta sameareunaiseksi.[5]

Keskipilvet 2–6 km[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Altostratus eli verhopilvi, alla cumulus-pilviä.
Altocumulus eli hahtuvapilvi.
Nimbostratus-pilviä eli laajoja sadepilviä.
  • Verhopilvi (Altostratus As) on tasaisen sileä, juovikas tai kuituinen. Verhopilven aiheuttama pilvipeite on vaalean- tai tummanharma, joskus siinä on myös vivahdus sinistä. Se muistuttaa tiheää harsopilveä, mutta siinä ei esiinny haloilmiötä. Verhopilvilajeja ovat ohut verhopilvi, tiheä verhopilvi ja sadejuovainen verhopilvi. Ohuen verhopilven läpi Aurinko tai Kuu kuultaa, mutta tiheän verhopilven läpi Aurinko ei näy. Verhopilvessä sataa lähes aina, mutta pisarat ja hiutaleet haihtuvat usein pilven alla eivätkä ne näin pääse maahan asti.[6]
  • Hahtuvapilvi (Altocumulus Ac) on yleinen ja monimuotoinen suku. Hahtuvapilvikerros tai -lautta on muodostunut joko pienistä levyistä tai litteistä hattaroista, ja ne ovat usein ryhmissä, riveissä tai valleissa. Hahtuvapilvet pakkautuvat toisinaa niin lähelle toisiaan, että ne sulautuvat reunoistaan toisiinsa. Hahtuvapilvilajeja ovat ohut hahtuvapilvi, paksu hahtuvapilvi ja mantelipilvi. Tiheä hahtuvapilvi voi peittää koko taivaan tummanharmaaseen kerrokseen, mutta verhopilvestä poiketen tällaisen pilven alapinnalla näkyy selvärajaisia pieniä rakenteita.[6]
  • Laaja sadepilvi (Nimbostratus Ns) on matalalla roikkuva muodoton ja piirteeltään sateisen näköinen pilvipeite, joka tavallisesti on yhteneväinen ja väriltään tumman harmaa. Laajasta sadepilvestä saadaan tasaisesti lunta tai vettä, mutta siitä ei tule tihkua.[6]

Yläpilvet 6–12 km[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Cirrus vertebratus, säikeinen untuvapilvi.selvennä
Cirrostratus, harsopilvi, jossa haloilmiö
Suuri Cirrocumulus-lautta.
  • Untuvapilvet (Cirrus Ci) ovat pitkiä ohuita kuituja, jotka muodostavat usein koukkuja, raitoja tai ”kalanruotoja”. Pilvet ovat hentoja, varjottomia ja väriltään yleensä valkoisia. Untuvapilviin kuuluvat säikeiset untuvapilvet, jotka ovat yleensä suoria tai epäsäännöllisesti levinneitä käytäviivaisia kuituja, jalaspilvet, jotka muistuttavat jalasta tai suksea, tiheät untuvapilvet, jotka ovat silkinhohteisia tai hiukan harmaita kuitupilviä, jonkä läpi ei näy taivasta, ja alasinuntuvapilvet, jotka ovat muodostuneet kuuropilven ylimmän osan jääkiteisen osan jäänteistä.[4]
  • Harsopilvi (Cirrostratus Cs) on sileä tai osittain kuitumainen, valkeahko ja ohut pilviharso. Harsopilvissä näkyy usein monenlaisia haloilmiöitä kuten renkaita ja kehiä Kuun ja Auringon ympärillä. Kaukana näkyvä harsopilvi antaa taivaalle maitomaisen värin.[4]
  • Palleropilvi (Cirrocumulus Cc) on pienistä valkoisista hahtuvista tai palleroista muodostunut pilvimatto, jonka osaset ovat varjottomia ja usein ryhmiin tai jonoihin järjestäytyneitä. Ne muistuttava tusein rantahiekassa olevia pieniä aaltoja.[4]

Pilvien nimitys[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pilvien peruslajeja kuvaavat määritteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pilvien nimiä muodostettaessa on käytetty seuraavia latinan kielen sanojalähde?

  • altum – korkeus
  • cirrus – hiuksen kihara
  • cumulus – hattumainen
  • nimbus – satava
  • stratus – kerros

Pilvien alalajeja kuvaavat määritteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pilven alalajin/lisäpilven/täydentävän piirteen latinalainen nimi, sen lyhenne, suomennos ja kuvaus. Suluissa oleva lyhenne varmistamaton.

  • arcus arc – kaari – yleensä kumpupilviin liittyen, pilven alla roikkuva kielekepilvi, paksu sahalaitaisin reunoin
  • calvus cal - "paljas" - kukkakaalimainen (kumpupilvi, nuori ukkospilvi)
  • capillatus cap - "karvainen" - kuituinen (kuuro- ja ukkospilvi, tyyp vanha ukkospilvi)
  • castellanus cas vallinharjamainen - yksittäisiä torkeja kohoaa alla olevasta tasaisesta pilvestä
  • congestus con - massiivisia kumpupilviä, joilla kukkakaalimainen yläosa
  • duplicatus du – kaksois – osittain yhdistyneitä pilvikerroksia
  • fibratus fib - kuitumainen
  • floccus flo - kokkareinen, yksittäisiä pilvilaikkuja
  • fractus fra - repaleinen pilvi
  • humilis hum - matala kumpupilvi
  • incus inc – alasin, cumulonimbus-pilven alasimenmuotoinen huippuosa
  • intortus in – kiertynyt – käyrämäinen ja taipunut cirrus
  • lacunosus la – täynnä reikiä – ohut pilvi jossa reikiä ja sahalaitaisia reunoja
  • lenticularis len - mantelipilvi - ufomainen pilvi
  • mamma mam – utaremainen – pyöreitä pusseja jotka roikkuvat pilvestä alaspäin
  • mediocris med - kohtalaisen korkeita, ylöspäin kasvavia kumpupilviä
  • nebulosis neb - sumumainen - tasainen, piirteetön , utuinen
  • opacus op– paksu ja varjoisa – läpinäkymätön pilvilevy
  • pannus pan – riekalepilvi – riekaleisia osia pääpilvessä.
  • perlucidus pe – läpikuultava – pilvilevyssä pieniä aukkoja
  • pileus pil – hatullinen – huppumainen kumpupilvityyppi
  • praecipitatio pra – satava – sade tulee maahan asti
  • radiatus ra – säteittäinen – säteittäisiä rivejä yhdistyy keskuspisteessä lähellä horisonttia, yleensä cirrus
  • spissatus spi - tiheä pilvi - tiheä esim. cirruspeite
  • stratiformis str - laajoja pilvikerroksia
  • stranomius sta - erittäin laajoja haihtuvapilvikerroksia
  • tuba tub – kuin trumpetti – sylinterimäinen tai tötterömäinen pilvialue roikkuu kumpupilven pohjasta, pieni pyörremyrsky
  • translucidus tr – läpinäkyvä – läpikuultava pilvivana tai levy
  • uncinus unc - jalasmainen
  • undulatus un – aaltomainen – pilvessä on aaltomaista kuviota
  • velum vel – laivan purje – muistuttaa purjetta, kerrospilvi, jonka läpi kumpupilvi kohoaa
  • vertebratus ve – luurankomainen tai luumainen – cirruspilvet järjestyneet kuten luut tai luuranko
  • virga vir – keppi tai haara – sade ei ulotu maahan asti
  • kelvin-helmholz (kh) – kaksoiskierre, korkkiruuvin näköinen pilvilähde?

Pilvien esitys synoptisilla sääkartoilla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Silloin kun useimmat säähavainnot olivat ihmisten tekemiä, eikä kaukokartoitusvälineitä kuten satelliittikuvia ollut yleisesti käytettävissä, kehitettiin synoptinen pilviluokittelu, ja säähavainnontekijöiden havainnot piirrettiin sääkartoille paineen, lämpötilan ja tuulen ohella. Nykyisin kokonaispilvisyys - kuinka suuri osa taivaankannesta on pilvien peitossa - on useimmilla sääasemilla ainoa havaittava pilvisyyssuure. Synoptisessa pilviluokittelussa pilviä ei jaoteltu lajin tai suvun mukaan, vaan haettiin tyypillisiä tiettyyn säätyyppiin liittyviä pilvisyysnäkymiä.[7] Esimerkiksi yläpilvikoodit 4-6 kertova lämpimän rintaman lähestymisestä, ja tällaiset havainnot Norjan rannikolta auttoivat hahmottamaan, kuinka kaukana Atlantilla lähestyvän rintaman pilvinauha oli. Nykyisin vastaava tieto saadaan satelliittikuvasta. Alla olevassa galleriassa on ensin yhdeksän alapilviryhmää, sitten yhdeksän keskipilviluokkaa ja viimeksi yhdeksän yläpilviryhmää.[8]

Pilviin liittyviä uskomuksia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Pilvien perusteella on ennustettu säätä jo muinaisaikoina. Edelleen meteorologit käyttävät pilviä apuna sääennusteissa.

Monissa kulttuureissa pilviä on pidetty jumalallisina olentoina tai niiden asuinpaikkoina. Suomalaisessa kansanuskomuksessa pilvet saattoivat olla jättiläisiä, jotka valtasivat taivaan kun tahtoivat, eikä jumalakaan mahtanut heille mitään. (katso:Hattara (mytologia)) Kristinuskon taivaasta on kansanomaisesti sanottu, että se on "pilven päällä". Nykyäänkin jotkut katsovat pilvien hahmoja ja keksivät mitä ne voisivat "esittää". Entisaikaan tällä tavalla on ennustettu; pilven muodon on uskottu kertovan tulevasta. Linnoitusta muistuttavia pilviä voidaan sanoa runollisesti pilvilinnoiksi.

Pilvet muilla planeetoilla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tähtitieteilijät ovat löytäneet pilvien tapaisia muodostumia myös muilta planeetoilta, mutta vain Marsissa on samanlaisia pilviä kuin Maassa. Marsin pilvet muodostuvat vedestä ja hiilidioksidista. Venusta peittää sankka pilvikerros, mutta ne ovat muodostuneet rikkihaposta.[9] Venukset pilvikerros on noin 45–70 kilometrin korkeudella planeetan pinnasta. Nopeasti liikkuvissa pilvissä ei ole havaittavissa paikallisia sääilmiöitä, mutta pilvityyppi vaihtelee paljon. Lähellä Venuksen päiväntasaajaa pilvet ovat repalaisia ja keskiasteilla pitkittäisraitaisia, ja napa-alueet ovat tasaisen pilvimaton peittämiä.[10] Jupiterilla on myös tiheässä pilviä. Ne saattavat osittain muodostua vedestä, mutta pääosin ne ovat vety, heliumia, ammoniakkia ja metaania. Saturnuksen pilvet ovat samantapaisia, muta Saturnuksen kuun Titanin pilvijärjestelmä muistuttaa Maan järjestelmää.[9]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Karttunen, Hannu & Koistinen, Jarmo & Saltikoff, Elena & Manner, Olli: Ilmakehä, sää ja ilmasto. Helsinki: Ursa, 2008. ISBN 978-952-5329-61-2.
  • Newton, David E. (toim.): Encyclopedia of Water. Westport, Connecticut: Greenwood, 2003. ISBN 1-57356-304-8.

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. a b c Miten pilvet syntyvät? Yle Oppiminen. Yleisradio. Viitattu 14.2.2015.
  2. a b c Newton, s. 69.
  3. Karttunen et al., s. 207.
  4. a b c d e Karttunen et al., s. 210.
  5. a b c d Karttunen et al., s. 216–217.
  6. a b c Karttunen et al., s. 211.
  7. H5 Clouds: Cirrostratus (Cs) increasing but below 45° elevation JetStream, the National Weather Service Online Weather School. NOAA.
  8. Surface Weather Plot Symbols:Cloud Symbol Priority JetStream, the National Weather Service Online Weather School. NOAA.
  9. a b Newton, s. 73–74.
  10. Suominen, Mikko: Venuksen pilvien rakenne paljastuu ultravioletissa Tähdet ja avaruus. 2.6.2008. Ursa. Viitattu 15.2.2015.

Kirjallisuutta[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • Storm Dunlop: Sää – tutustu sääilmiöihin ja opi tunnistamaan pilviä. WSOY, 2006. ISBN 951-0-31580-X.
  • William J. Burroughs, Bob Crowder, Ted Robertson, Eleanor Vallier-Talbot, Richart Whitaker: Sää, Ihmeellinen luonto. Jyväskylä Helsinki: Gummerus, 1998. ISBN 951-20-5236-9.
  • Pretor-Pinney, Gavin: Pilvibongarin opas. (The Cloudspotter’s Guide, 2006.) Suomennos: Ulla Lempinen. Jyväskylä: Atena, 2007. ISBN 978-951-796-498-2.
  • Vartiainen, Juha: Suuri pilvikirja. Helsinki: Readme.fi, 2013. ISBN 978-952-220-669-5.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Commons
Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Pilvi.
Meteorologinen data ja muuttujat
Auringon säteily | CAPE | Helteen tukaluus | CIN | Epävakaisuus | Kastepiste | Konvektio | Kosteus | Lämpötila | Lifted-indeksi | Näkyvyys | Pakkasen purevuus | Pilvi | Salama | Sade | Tuuli | Vesihöyry