•  

Tuulevaikuse ja udude aeg ehk veeaurust ja selle kondenseerumisest atmosfääris (01.02.2009 00:00)

Autor: Jüri Kamenik

Foto 0. 31. jaanuaril
Foto: Liisu Tool
jaanuaripiltide galeriist

Jaanuarikuus on olnud nii tormituult kui ka vaikusehetki, kuid viimaste ülekaalu tõttu samuti väga palju ududega päevi.
Pilved ja udu - on´s sel vahet?
Õige vastus on pigem ei, aga natuke ka jah. Uurime lähemalt miks siis nii; kuidas udu tekib, millised on udu liigid jpm.

Täiendatud 11. veebruaril lume-ja jääududude osas!

Et kõigest võimalikult paremini aru saada, alustame veidi kaugemalt.
Igasuguse veeauru kondenseerumise aluseks on vastavad kondensatsiooni-tuumakesed. Need on sellised osakesed õhus, millele veeaur saab kondenseeruda ning moodustada udu ja pilvi. Sõltuvast geograafilisest asukohast, õhumassi omadustest jne võib neid õhus olla 1000-150000 ühes kuupsentimeetris (õhu sumedusest). Kui sellised osakesed õhus puuduksid, siis võib suhteline õhuniiskus kasvada sadade protsentideni (õhk on üleküllastunud), enne kui toimub spontaanne ehk iseeneslik kondenseerumine.

Kondensatsioonituumakesed jaotatakse vastavalt suurusele klassidesse (väiksemaid nimetatakse Aitkeni kond.tuumakesteks läbimõõduga alla 0,2 mikromeetri, need mängivad tähtsad rolli muuhulgas atmosfäärielektri seisukohalt; suurimad on üle 1 mikromeetri läbimõõdus). Kõige enam on selliseid osakesi maapinna lähedal. Nendeks tuumakesteks võivad olla nii bakterid, vulkaaniline tolm, soolakübemed mereveest kui ka suitsuosakesed. Kuna nende osakeste mass on väga väike, siis võivad nad suspendeerunud (hõljuvas olekus) olekus viibida päevi, õhuliikumise tõttu aga teoreetiliselt kui tahes kaua.

 

Joonis 1. Atmosfääris olevate osakeste ja veepiisakeste suhteline suurus. Väikesest aerosooliosakesest väiksemad on tüüpilised kondensatsioonituumakesed.

Eriti olulised on hügroskoopsed, st kergesti vett ligitõmbavad osakesed, milleks on näiteks soolakübemed. Halbadeks kond.tuumakesteks on hüdrofoobsed, st. vett tõrjuvad osakesed. Need on mitmesugused vaha-ja ja õliosakesed. Isegi enam kui 100-protsendilise suhtelise õhuniiskuse (ehk üleküllastatuse) korral ei kondenseeru neile vett. Õhk saab olla üleküllastatud veeauruga ka siis, kui üldse pole kondensatsioonituumakesi. Näiteks laboris on saadud õhu suhteliseks niiskuseks enam kui 400 %!

Kuna linnades on igasuguseid tahma- jt sobilikke kondensatsioonituumasid palju rohkem, kui puhtas looduses (tegelikult ka metsades ja soodes on udu suhteliselt rohkem), siis on ka udusid linnades sagedamini, kuigi suhteline õhuniiskus on seal keskmiselt madalam. Asi on selles, et väga suure tuumakeste kontsentratsiooni tõttu esineb linnades udu kuivemale õhule vaatamata rohkem, kuid õhu puhtuse suurenedes on märgata vastupidiseid tendentse, vaata

Niisiis, kõigepealt kondenseerub vesi hügroskoopsetele osakestele, mis toimub alates 70 % suhtelise õhuniiskuse korral. Kujuneb nn niiske uduvine (kokkuleppeliselt on nähtavus 1-10 km horisontaalsuunas). Kui tingimused on soodsad, siis uduvine tiheneb uduks, milles on horisontaalne nähtavus kokkuleppeliselt alla 1 km. Udud jaotataksegi nähtavuse alusel nõrkadeks, mõõdukateks ja tugevateks ehk ohtlikeks (nähtavused vastavalt 500-999; 200-499 ja alla 200 m).

Lisaks horisontaalsele (otsesuunas) nähtavusele tehakse meteoroloogias vahet ka vertikaalsel nähtavusel. Suhteliselt nõrkades ududes õhumassi vahetuse korral (frontide üleminekul, näiteks kui talvel läheb pärast tuisku sulaks) on horisontaalne nähtavus mõnisada meetrit, kuid iseloomulik on neile just see, et vertikaalne nähtavus on väga halb.

Niisiis, on kaks suurt udude rühma: frontaalsed ja õhumassisisesed. Viimased jagunevad jahtumis-ja auramisududeks. Nende puhul on üsna sageli iseloomulik hea vertikaalne nähtavus, st, et taevas ja pilved on näha, kuid mitte alati, kui vastav udukiht on väga paks ja/või tihe.

Peamisteks udu liikideks on radiatsiooniudud, advektiivsed udud, nende kombinatsioon, nõlvade ja auramisudud. Need on ühtlasi ka õhumassisisesteks ududeks.
Radiatsiooniududest oli juttu siin, mis tekivad selge ja vaikse ööga, kui maapind tugevasti jahtub. Suvel on neid esialgu vähe, kuna ööd on jahtumiseks liiga lühikesed, kuid juba augustist alates nende sagedus suureneb märgatavalt. Satelliidivaatlused näitavad, et radiatsiooniudud lagunevad esialgu servadelt, kus on udu kõige nõrgem, sest sest hommikune päike soojendab seal ka kõige kiiremini maapinda ja tekivad tõusvad õhuvoolud, mille tõttu udu hajub. Oma osa annab kindlasti ka õhutemperatuuri tõus ning suhtelise õhuniiskuse vähenemine selle tõttu.

 

Foto 2. Sellel pildil on radiatsiooniudu üks alaliike, mida nimetatakse ka maapinnalähedaseks uduks ja ulatub kuni paari meetri kõrguseni, mille puhul on sisuliselt  tegemist maapinnal paikneva inversiooniga. Allpool on esitatud sellele olukorrale ligilähedane temperatuurikäigu graafik.
Foto: Leili Valdmets, jaanuaripiltide galeriist

Joonis 3. Temperatuuri käikude võrdlus kõrguse suurenedes tuulise ja tuulevaikse ilmaga. Fotole 2 vastab ligikaudu tuulevaikse ilmaga näidatud temperatuurijoon.

 

 

 Fotod 4 ja 5. Ülemisel pildil on 23. jaanuari 2009. a. õhtupoolik Tallinnas enne tiheda udu teket. Näha on pilveräbalad, mis näitavad kõrget õhuniiskust ja udu tekkimise võimalust. Alumisel pildil on olukord paar tundi hiljem: nähtavus on langenud 50-100 meetrini.
Fotod: Jüri Kamenik

Advektiivsed ehk sisserännanud udud tekivad siis, kui soe ja niiske õhumass voolab külmale aluspinnale. Seda juhtub sageli siis, kui ilm läheb sulale – lumega kaetud maapinnal jahtub saabunud soe õhk, õhuniiskus kasvab ja moodustub udu. Ka merel ja mere läheduses on see udutüüp tavaline, eriti külma ja sooja hoovuse kohtumise piirkonnas; Eestis kevadel. Huvitav olukord kujuneb siis, kui mererand on väga liigestatud – advektiivne udu on eelkõige neemede ja poolsaarte tippudel, samal ajal, kui lahesopis võib päikeselise ilmaga peesitada. Põhjuseks on see, et õhk on küllastatusele (100 % õhuniiskusele) lähedal, kuid vajalik oleks siiski kerge jahtumine, et udu tekiks. See juhtubki neemede tippudel, mis asuvad merepinnast mõnekümne meetri kõrgusel, mere poolt tulev õhk tõuseb mööda neeme kõrgemale ja küllastub niiskusest ning moodustub udu. Võib öelda, et omavahel kombineeruvad advektiivne ja nõlvaudu (vt allpool).
Eriti sageli aga kombineeruvad eespool kirjeldatud kaks udutüüpi (advektiivne ja radiatsiooniline), mis tähendab, et soe õhumass liigub külmale aluspinnale ja jahtub tugevasti, kuni tekib kondensatsioon: sellised on sageli sügisesed udud.

Nõlvade udud tekivad õhu liikumisel üle küngaste või nõlvade. Tõustes õhk jahtub ja tekib udu, sest külmemas õhus saab olla vähem veeauru. Kuna veeauru absoluutne sisaldus ei vähene, siis tõuseb järelikult suhteline õhuniiskus, mis näitab, kui palju on puudu õhu küllastumisest veeaurust.

Auramisudud tekivad siis, kui vesi on õhust palju soojem. Veepinnalt aurab vett külma õhku, mis "ei mahuta" kogu niiskust ära ja niisiis tekib udu. Võib öelda ka, et niiske soe ja kuiv külm  õhk segunevad, mistõttu tekib udu. Sellised udud tekivad sageli jõeorgudes. Ekstreemne juhtum oli 19. novembril 1958. aastal, kui Tartus Emajõe orus kujunes ülitihe udu. Liiklus oli täiesti halvatud, sest nähtavus langes 4-6 meetrini.

Vähem esineb Eestis kiirguslikku lumeudu, mille harva esinemise põhjuseks on vee ja lumepinna kohal oleva küllastunud veeauru rõhkude suur vahe. Kõige suurem on vahe -12ºC juures ehk siis sel temperatuuril on udu tekke tõenäosus kõige väiksem. Lumeudu tekib väga tugeval jahtumisel kuni -15...-25 kraadini. Seega sarnaneb see udutüüp radiatsiooniuduga. Lumeudu on tavaliselt üsna õhuke ja  on  lumepinna kohal enamasti õhukese kihina, hõljudes vahel mõne meetri kõrgusel. Mõnikord võib selline kiht nõrga tuulega liikuda teede kohale ja olla näiteks nõgudes autojuhtidele ootamatuks üllatuseks.

Ülimalt haruldane udu liik Eestis on jääudu, mille korral tekivad veepiisakeste asemel õhus jääkristallid. Vajalik on selleks aga kõrge õhuniiskus (100%) ja väga madal (alates -29°C ja madalam) õhutemperatuur. Kuna õhus hõljuvad sel korral jääkristallid, tundub selline udu kuivana. Jääudu tekib sageli linnade ja teede lähedusse, kus on palju kondensatsioonituumakesi, millele saavad jääkristallid tekkida. Kui sellega kaasneb ka väga palju saasteaineid, saame rääkida nn jääsudust. Selline udu võib-olla väga tihe ja püsida päevi, kuni hajub temperatuuri tõusmisel. Jääudu moodustumiseks on soodsad ka orud ja nõod, kuhu külm õhk sageli koguneb ja jahtub soojuse väljakiirgumise teel veelgi. Ka võib see tekkida pakasega lahtiste veekogude kohale, kui veepinnalt aurab niiskust õhku, mis seal jäätub. Kuna jääudu korral on taevas sageli nähtav ja ta koosneb jääkristallidest, siis tekivad sageli haloilmingud, nagu aasta alguses ka juhtus mõnel pool Eestis, link, kuid sagedasim nähtus on päikese-ja valgussambad. Sisuliselt võib jääudu pidada ka külma ilmaga langevad jääkristalle. Jääudu saab tavaliseks nimetada maailma mastaabis siiski vaid polaaraladel.

Eestis on udu väga palju hilissügisel ja talvel, kuid kevade lõpus ja suve alguses (mais ja juunis) on udude sageduses miinimum. Rannikul on külma vee tõttu udusid hilistalvel ja kevade esimesel poolel jällegi rohkem. Kokku on Eestis tavaliselt 50-70 udupäeva aastas.
Udude tekkeks, eelkõige aga kiirgusliku (radiatsioonilise ehk jahtumis-)udu korral on soodne just asjaolu, et tuult ei oleks, vaid oleks ainult kerge õhu liikumine. Märgatav tuul segaks niiske õhu kuivema ja/või külmema õhuga ja udu teke oleks takistatud, kuid nõrk õhu liikumine toob siiski tasapisi niiskust juurde ning soodustab jällegi udu tihenemist.

Udu viitab sageli, kuid mitte alati, väga stabiilsele atmosfäärile, eriti, kui udu näiteks suvel või sügisel mingil hetkel lihtsalt hajub (vanarahvas ütleb: „Udu tuleb maha“). Vastupidisel juhtumil tõuseb udu kõrgemale ja moodustuvad esialgu rebenenud ilmega kihtrünkpilved, mis võivad edasise soojenemise käigus muutuda ka äikesepilvedeks, vahel aga märgib udu ülestõusmine laussaju algust.

Kui temperatuur on alla nulli, siis koosneb udu ikkagi veepiisakestest, välja arvatud tugeva külmaga (vt eespool), mis moodustavad mitmesugustel esemetel teralise härmatise. Tavaliselt on siiski tuul tuntav, sest härmatise korral on oluline, et õhuliikumine tooks uut niiskust juurde. Teraline härmatis pole nähtava kristalse ehitusega, sest udupiisad külmuvad oma kuju oluliselt muutmata, kui need külmade esemetega kokku puutuvad. Väga ohtlik olukord kujuneb, kui teralise härmatisega liitub jäide, mis tekib, kui hakkab uduvihma sadama ja temperatuur tõuseb. Kui aga temperatuur langeb (-7ºC madalamale), hakkab enam tekkima kristalset härmatist. See on vähem ohtlikum, sest on väiksema tihedusega ja seega kergem.

Rääkides aga pilvede ja udu erinevustest, siis põhiline erinevus seisnebki kõrguse vahes: tekkemehhanismid on samad, sest iga udu ja pilv tekib õhu jahtudes või teatud viisil teise õhumassiga segunedes, mõlemad koosnevad veepiisakestest või jääkristallidest ja nähtavus nii udu kui pilve asukohas on piiratud. Eriti sarnased on omavahel kihtpilv ja udu: vahel kõneldaksegi, et kihtpilv on justkui udu, mis ei ulatu maapinnani.

Erinevusi on vahest vaid kõige enam rünkpilvedega, mis tekivad konvektsiooni tagajärjel ja  võivad arenedes anda väga tugevaid sademeid ja äikest, mida aga udu korral kunagi ei juhtu. Sademete seisukohast võib udu korral arvestada ainult uduvihma või mitmesuguste ladestustega (jäide, härmatis).

Ele Pedassaar Eesti ududest: loodusajakiri.ee/eesti_loodus
Inglise keeles ududest: Wikipedia
Inglise keeles jääududest: ScienceForum

Eelmised artiklid:

Võimas märg lumi 26. jaanuaril (31.01.2009) 26. jaanuaril valitses seoses nõrga tsükloniga Eestis enamasti sula ja udune ilm. Paljudes kohtades sadas lund ja lörtsi ning erandiks polnud ka hommikune Tartu. Sajutsoon jagunes üle Eesti kaheks: nõrgem sadu Lääne-ja Loode-Eestis, tugevam Ida-Eestis. Sajuala hääbus õhtu poole ja asendus mitmel pool tiheda uduga. Umbes kl 10 hommikul üllatas ilm Tartus väga võimsa jämeda märja lumesajuga (sadu oli lume ja lörtsi vahepealne): sadavate räitsakate keskmine läbimõõt oli 2 cm, kuid suurimad, mis ma mõõtsin, olid 4 cm-se läbimõõduga. Oleks paar cm veel suuremad, oleksid juba nagu labakindad. Huvitaval kombel ei pööranud tänaval keegi sajule mingit tähelepanu ja sadu kestis umbes 15 min, siis muutus tasapisi nõrgemaks ja helbed väiksemaks.

Jaanuari ilmast/valgussambad 18. jaanuari õhtul (21.01.2009) Foto: Leili Valdmetsjaanuaripiltide galeriist Blogist "Ilm ja inimesed" 19. jaanuaril 2009: Vastavalt Atlandi kaugmõjule on ilm senini olnud väga muutlik ja sagedaste sulailmadega. See tendents jätkub, kuid vähemalt sisemaal jätkub ka lund, sest tuul on valdavalt kagust, mis suuremal osal ajast ei lase sulapiiril saartest või Kesk-Eestist laieneda ida poole (kahjuks nädala teisel poolel võib jõuda sula ajuti kuni Venemaanin välja).


Arhiiv

Telefon: 6 565 655

E-post: ilm@ilm.ee

Rohkem: Kontakt | Reklaam