Tuuli
Wikipedia
Tuuli on ilmakehässä liikkuva Maapallon suuntainen ilmavirtaus. Tuulen energianlähde on Aurinko, joka lämmittää maapalloa epätasaisesti. Syntyvät lämpötilaerot saavat aikaan ilmanpaineen eroja, ilmanpaine-erot puolestaan paine-erovoiman, joka laittaa ilman liikkeelle. Tuulen nopeuteen vaikuttaa myös kitka. Maapallon pyörimisen aikaan saama Coriolis-ilmiö vaikuttaa tuulen suuntaan, ei nopeuteen.
Ihminen on osannut jo vuosisatoja käyttää tuulen voimaa hyväkseen purjehtimisessa ja tuulimyllyissä. Tuulivoimalla tuotetaan nykyisin myös sähköenergiaa.
Väärän suuntainen, liian voimakas tai nopeasti muuttuva tuuli voi aiheuttaa vaaratilanteita ilmailussa ja vesiliikenteessä. Suuri tuulennopeus – myrskyt, hirmumyrskyt, tornadot – aiheuttaa katastrofeja koko ihmiskunnalle.
Sisällysluettelo |
[muokkaa] Tuulten synty
Tuulet muodostuvat siitä, että eri seuduilla vallitseva erilainen lämpötila saa aikaan eroja myös ilmanpaineessa, jolloin ilma alkaa virrata korkeamman paineen alueelta matalamman alueelle päin. Jos jokaisessa maanpinnan kanssa samassa suunnassa olevassa ilmakerroksessa vallitsee suuremmalla alueella sama lämpötila ja kylmemmät ilmakerrokset ovat alimpana, on ilmanpaine sama sekä maanpinnalla että jokaisessa maanpinnasta yhtä korkealla olevassa kerroksessa.
Kun ilma lämpiää jossakin kohden niin se laajenee ja pullistuu ylöspäin. Seurauksena on, että lämmenneessä kohdassa jonkin ilmakehässä olevan kerroksen yläpuolelle tulee enemmän ilmaa kuin mitä on tasapainotilassa olevan paikan yläpuolella samalla korkeudella, ja paineen sama-arvopinnat kohoavat. Tasapaino häiriintyy, ja ilma virtaa ylempänä kylmempien paikkojen kohdille, jonne siis alkaa vuorostaan keräytyä lisää ilmaa.
Tämä puolestaan saa aikaan ilmanpaineen kasvun ja sama-arvopintojen nousun kylmemmissä paikoissa lähellä maanpintaa sekä ilmavirtauksen maata pitkin lämpimämpää paikkaa kohden, jossa ilmanpaine on tällä välin alkanut laskea. Näin lämpiämisen yhteydessä muodostuu ilmavirtauksia.
Täten syntynyt tuuli ei kuitenkaan puhalla suoraan ilmanpaineen korkeasta matalaan päin paineen laskun eli gradientin suuntaan, vaan poikkeaa siitä kitkan eli maanpinnan hankauksen ja maan pyörimisliikkeen vaikutuksesta pohjoisella pallonpuoliskolla itään ja eteläisellä pallonpuoliskolla länteen (ns. Coriolis-ilmiö). Tällainen virtausliike määritellään Buys-Ballot'n keksimällä baarisella tuulisäännöllä: jos seisomme selkä tuulta vasten, on matalan alue vasemmalla puolella hiukan eteenpäin ja korkean alue oikealla taaksepäin. Mitä suurempi on gradientti, sitä voimakkaampana tuuli puhaltaa, nousten syvissä mataloilla eli sykloneissa myrskyksi ja pyörteissä hirmumyrskyksi.
Voimakkaissa pyörreliikkeissä on keskipakoisvoimalla suurempi vaikutus kuin pyörimisliikkeen aikaansaamalla poikkeuksella. Ylempänä maan pinnasta, noin parin sadan metrin korkeudesta alkaen, tuuli jo puhaltaa kohtisuoraan gradienttia vastaan eli isobaariviivojen suuntaan, mutta maan pinnan epätasaisuudet saavat aikaan hankausta lähellä sitä, minkä takia tuuli kääntyy isobaarin suunnasta enemmän tai vähemmän matalan keskusta kohden.
[muokkaa] Maapallon tuulet
Tietyn paikan tuuliin vaikuttavat toisaalta planetaariset tuulet, ja toisaalta alueelliset tuulet. Planetaariset tuulet ja niiden muodostama planetaarinen tuulijärjestelmä vaikuttaa koko maapallon laajuudella jokaisen maapallon paikan tuuliin. Alueelliset pinnanmuodot (vuoret ja laaksot), meren läheisyys ja muut tekijät aiheuttavat paikallisia tuulia, jotka vaikuttavat siten, että tietyn paikan tuuliolosuhteet eivät välttämättä ole juuri sellaiset, kun niiden planetaarisen tuulijärjestelmän mukaan "pitäisi" olla.
[muokkaa] Planetaariset tuulet
Pääartikkeli: Planetaariset tuulet
Planetaarinen tuulijärjestelmä perustuu pohjimmiltaan siihen, että auringon energiaa tulee päiväntasaajalle huomattavasti napa-alueita enemmän, jolloin päiväntasaajalla ilma on napojen ilmaa lämpimämpää. Koska lämmin ilma nousee, tämä epätasainen lämmönjakaantuminen saa aikaan maapallolla matalapaineisia alueita ja tuulia syntyy, koska paine-erot pyrkivät tasaantumaan.
[muokkaa] Paikalliset tuulet
Paikalliset tuulet syntyvät paikallisen ympäristön vaikutuksesta. Esimerkiksi meren lähellä tuulee usein, sillä meressä olevan veden lämpötila vaihtelee maata hitaammin. Tämä aiheuttaa maan ja meren välille lämpötilaeroja, jolloin lämmintä ilmaa nousee toisen alueella enemmän, ja koska paine-erot jälleen pyrkivät tasottumaan, tuulee kylmemmältä alueelta matalapaineiselle alueelle ja tämä tuuli on voimakkaampi rannikolla.
Oman nimensä paikallisista tuulista ovat saaneet ainakin Alppien föhn-tuuli, Siperian arojen myrskytuuli buraani, Etelä-Amerikan williwaw ja pampero.
Osa paikallisista tuulista aiheutuu liikkuvista matalapaineista (sykloneista), joilla tosin on paikkansa planetaarisessakin tuulijärjestelmässä. Joskus näistä liikkuvista matalapaineista kehittyy pyörretuulia, joista niiden syntymisalueesta riippuen käytetään nimityksiä orkaani, hurrikaani, taifuuni, tornado, pilvenpyörre eli trombi sekä tuulispää.
[muokkaa] Tuulen suunta
Tuulen suunta nimetään sen mukaan, mistä tuulee. Esimerkiksi pohjoistuulella tuulee pohjoisesta. Meteorologiassa käytetään kompassisuuntia. Esimerkiksi suunta 90 astetta tarkoittaa, että tuulee idästä. Suuntaa mitataan tuuliviirillä.
[muokkaa] Tuulen nopeus
Suomessa Ilmatieteen laitos ilmoittaa tuulen nopeuden metreinä sekunnissa (m/s), mutta maailmalla on yleisempää esittää tuulen nopeus kilometreinä tunnissa (km/h).
| m/s | Kuvaus |
|---|---|
| 0–5 | Hyvin heikko tuuli |
| 5–10 | Melko heikko tuuli |
| 10–20 | Merkittävä tuuli, voi aiheuttaa hankaluuksia |
| 20–30 | Erittäin tuulista, myrskyvaroitus annetaan |
| >30 | Äärimmäisen kova tuuli, hengenvaarallinen |
Boforiasteikko kuvaa tuulen vaikutuksia, ja sitä voi käyttää tuulen nopeuden silmämääräiseen arviointiin. Nopeutta mitataan anemometrillä.
Muita tuulen nopeutta luokittelevia taulukoita:
[muokkaa] Aiempia käsityksiä tuulesta
Tuuli on purjeen keksimisestä lähtien ollut tärkeä ihmiskunnalle. Tuuli on kuljettanut kauppiaita, tutkijoita ja valloittajia kaukaisiin maihin, mutta myös yltyessään rajuilmaksi ollut kauhistus. Tuulta on ilmeisesti yritetty lepyttää ja ohjailla rukouksin ja uhrein kaikkialla, ja jotkut ovat pyrkineet nostamaan rajuilmoja vihollisen tuhoksi. Tästä innostuen Yhdysvallat käytti salaisessa projektissa suuria summia sään muuttamiseksi vihollisten sotatoimia haittamaan. Myöhemmin YK:n välityksellä saatiin aikaan sääilmiöiden muuttamisen kieltävä sopimus.
Euroopassa on ainakin keskiajalla uskottu, että litteän maan reunoilla olevat henkiolennot, tuulettaret tai muut, saavat puhaltamalla tuulet aikaan. Tällaisia olentoja on piirretty karttoihin myös renessanssin aikaan, vaikka niihin ei luultavasti olla enää silloin uskottu.
Eräät Pohjois-Amerikan metsäintiaanit uskoivat, että tuulen aikaansaavat puut huojuttamalla lehtiään.
Suomessa tuulta on yritetty muuttaa rukoilemalla muun muassa Ukkoa, ja viheltämällä tuulta on pyritty kasvattamaan. Ulkomailla kerrottiin suomalaisten noitien taidoista vaikuttaa tuuleen. Heidän kerrottiin halutessaan aikaansaavan hirmumyrskyn. Suomalaiset noidat myös myivät merenkulkijoille jonkinlaisia solmuja, joita avaamalla saattoi aikaansaada tuulen. Jos solmua avasi vähän, tuli kevyt tuulenvire, jos sitä avasi hieman enemmän, tuli vankka tuuli, mutta jos sen erehtyi avaamaan kokonaan, nousi hirmumyrsku.
