Meteorologiaa purjehtijoille

Tuuli saa alkunsa paine-erosta. Hyvä esimerkki paine-eron aiheuttamasta paikallisesta tuulesta on puhjenneen autonrenkaan ”suhina” renkaan sisältä ulospäin. Renkaan tyhjetessä eli paine-eron heikentyessä tuuli heikkenee. Mitä suurempi paine-ero on, sitä voimakkaampaa on myös tuuli. Ilmakehässä paine-erot syntyvät lämpötilaeroista.

Tuulen tarkoitus

Voimakkaimmat tuulet liittyvät yleensä matalapaineisiin, joiden tehtävä ilmakehässä on tasoittaa lämpötilaeroja eri leveys- ja pituuspiirien välillä. Tuulen puuskat puolestaan liittyvät ilmakehän lämpötilaeroihin pystysuunnassa eli lämpötilaeroihin ilmakehän ala- ja yläosien välillä. Tuulen tarkoitus on huolehtia kaikenlaisista lämpötilaeroista ilmakehässä.

Tuuliennusteet heikoimmillaan kesäaikaan

Nykyään tietokonelaskelmat osaavat ennustaa paine-eroista johtuvaa tuulta erinomaisesti. Tuuleen vaikuttavat myös erilaiset paikalliset ilmiöt, jotka ovat voimissaan kesäaikana ja nimenomaan silloin, kun vesillä eniten liikutaan. Toisin sanoen tuuliennusteet ovat heikoimmillaan juuri kun niitä eniten käytetään. Kyllä tietokonelaskelmat osaavat kesäisiä paikallisilmiöitäkin ennustaa, mutta ne eivät yleensä osaa ennustaa ilmiöiden voimaa riittävän tarkasti. (Kesän aikana käymme blogeissa vielä tarkemmin läpi paikallisilmiöitä ja miten niitä pystytään parhaiten tulkitsemaan ennusteista)

Paikallisilmiöt on helppo itse opetella

Kesällä on tutulla vesistöllä hyvä opetella, mitä tyypillisesti tapahtuu eri tuulen suunnilla. Eri tuulensuunnilla tuuli usein päivänmittaan joko voimistuu, heikkenee tai vaihtaa suuntaansa lähes kellontarkasti. Tuuli käyttäytyy myös eri tavalla riippuen siitä, onko sää aurinkoista vai pilvistä/sateista. Aurinkoinen sää piristää paikallisia tuuli-ilmiöitä, kun taas pilvisessä säässä ollaan lähempänä perustuulta.

Rannansuuntaisesti puhaltavat tuulet ovat voimakkaimpia

Perustuuli voimistuu, mikäli tuuli puhaltaa lähes rannan suuntaisesti. Seuraavissa kuvissa kartalla näkyy Suomenlahden rannikko, mutta yhtä lailla tilanne käyttäytyy maailmanlaajuisesti muillakin rannikoilla ja isoimmilla järvillä (käännä kartta mielessäsi haluamasi merialueen suuntaiseksi). Oleellista näissä paikallisilmiöissä on tuulen suunta rantaviivaan nähden. Voimistavat ilmiöt ovat nimeltään: kulmaefekti ja rannikkokonvergenssi

Kulmaefekti

Kulmaefekti on merituulen (kts. alta) voimakkain ilmentymä ja erikoismuoto. Ilmiö syntyy, kun rannasta ulospäin katsottaessa tuuli käy oikealta vasemmalle päin. Kulmaefekti voimistaa tuulta etenkin, kun tuuli aurinkoisena aamuna käy vähän maalta ulapalle päin. Tuuli voimistuu iltapäivällä huomattavasti ja kääntyy puhaltamaan vähän ulapalta mantereelle päin, mutta pysyy lähes rannikon suuntaisena. Sisämaassa syntyvät iltapäiväkuurot voimistavat ilmiötä.

Kulmaefekti on merituulen erikoismuoto. Se voimistaa tuulia jonkin verran myös pilvisessä säässä. Se myöskin voimistaa kovia tuulia eikä käänny puhaltamaan niin selvästi mereltä maalle päin kuin tyypillinen puhdas merituuli. Tässä esimerkissä kuva on Suomenlahdelta, mutta ilmiö käyttäytyy samoin muillakin merialuilla, kunhan käännät kartan mielessäsi haluamallesi rannikolle. Selkämerellä voimistuu eniten pohjoisen ja luoteen väliset tuulet ja Perämerellä koillisen ja pohjoisen väliset tuulet.

Rannikkokonvergenssi

Rannikkokonvergenssi on isolta osaltaan tuulen kanavoitumista rantaviivaa vastaan. Tämä ilmiö toimii voimakkaimmin kapeilla merialueilla (meillä Suomenlahti ja Perämeri). Ilmiö syntyy, kun rannasta ulospäin katsottaessa tuuli puhaltaa vasemmalta oikealle päin. Rannikkokonvergenssi voimistaa tuulta etenkin, kun tuuli aurinkoisena aamuna käy vähän ulapalta sisämaahan päin. Tuuli voimistuu usein jo aamupäivällä ja kääntyy rannikon suuntaiseksi. Ilmiö on sitä voimakkaampi, mitä tarkemmin tuuli on rantaviivan suuntaista. Ilmiö yleensä toimii myös, vaikka taivaalla olisi laajempiakin pilvilauttoja, mutta tämä ilmiö heikkenee huomattavasti, jos sisämaassa kehittyy iltapäiväkuuroja.

Rannikkokonvergenssi on voimakkain paikallisilmiömme. Se vaati voimistuakseen kapean vesistön, sillä kanavoituva tuuli ilmiöön saadaan vastarannalta. Ilmiö alkaa voimistua, kun vastarannalla tuuli pääsee pintaan auringon säteilyn vaikutuksesta. Mikäli vesistö on liian leveä ja laaja, ei tuuli pysy kylmän veden yllä pinnassa vaan kohoaa ylös eikä kanavoituvaa tuulta ole yhtä paljon kuin kapean vesistön tapauksessa. Jotta rannikkokonvergenssi voi syntyä, täytyy vesistön kuitenkin olla useampia kilometrejä leveä.

Rantaviivan poikki puhaltavat tuulet ovat heikoimpia

Tuulen puhaltaessa kesällä suoraan mereltä maalle päin, on tuuli yleensä kaikkein heikointa aivan rannan läheisyydessä. Rannan läheisyydessä tuuli myös näissä tilanteissa usein heikkenee aamuntilanteesta ja on heikoimmillaan iltapäivällä. Tyypillistä on myös, että sisämaassa on tuulisempaa kuin rannassa.

Tuulen puhaltaessa suoraan rantaa kohti, alkaa tuuli rannikolla heiketä päivän kuluessa. Samaan aikaan tuuli voimistuu sisämassa.

Kaikkein heikoin tuulen suunta

Heikoimmat tuulet rannikolla esiintyvät tilanteessa, jossa tuuli puhaltaa maalta ulapalle päin, niin että ulapalle päin katsottaessa tuuli puhaltaa vähän vasemmalta oikealle päin. Tällöin voi kyllä aurinkoisena päivänä syntyä vähän merituulta, jolloin tuuli kääntyy iltapäivällä puhaltamaan mereltä maalle päin. Tällöin merituuli on kuitenkin voimakkuudeltaan iltapäivällä heikkoa, joskus jopa tyyntä.

Kaikkein heikointa tuuli rannikolla on, kun perustuuli puhaltaa maalta merelle päin samalla vasemmalta oikealle päin puhaltaen.

Merituuli

Varmimmin merituulta syntyy normaalina kevään tai kesän päivänä, jolloin aamu on selkeä tai ainakin aurinkoinen. Lisäksi tuulen pitää olla heikkoa ja tuulen puhaltaa puhaltaa maalta merelle päin. Päivällä tällaisessa tilanteessa sisämaahan syntyy kauniita kumpupilviä.

Mikäli tuuli puhaltaa aamulla jo valmiiksi mereltä maalle päin ei voimakasta merituulta pääse syntymään ja jos merituulta syntyy, se ajautuu sisämaahan.

Merituuli estyy, jos tuulta on yli 10 m/s  tai sää on pilvistä. Merituuli saa voimansa meren ja maan lämpötilaerosta. Toisin, kun yleensä ajatellaan ei ilman lämpötilan ja meren lämpötilan erolla ole merkitystä.  Itse asiassa oikein lämmin ilmamassa heikentää merituulta. Toisaalta myös hyvin kylmässä ilmassa merituuli ei ehdi kunnolla kehittyä. Kylmällä ilmalla merituuli kyllä syntyy nopeasti, mutta usein jo aamupäivän aikana taivaan tukkivat kumpupilvilautat tappavat merituulen ennen  kuin se on kunnolla ehtinyt alkaakaan.

Kunnon merituuli syntyy vain tietyllä tuulen suunnalla

Tuulen puhaltaessa maalta merelle päin, on merituulen voimakkuuksissa suuria eroja. Tässä suurta roolia esittää tuulen suunta. Heikoin merituuli syntyy, kun ulapalle päin katsottaessa tuuli puhaltaa selän takaa vasemmalta oikealle päin (kts heikoin tuulen suunta). Voimakkain merituuli syntyy, kun merelle päin katsottaessa tuuli puhaltaa seläntakaa ulapalle päin oikealta vasemmalle.

Esimerkkikuvassa on kyseessä Suomenlahti. Vastaavasti tuulet käyttäytyvät muillakin rannikoilla. Suunnat saat selville, kun käännät kartan mielessäsi haluamasi rannikon suuntaiseksi. Suomenlahdella koillistuulet aiheuttavat heikoimman merituulen. Tuuli kääntyy tällaisessa tilanteessa useimmiten idän kautta kaakkoon tai etelään päivän aikana. Aika usein tuuli on voimakkainta juuri, kun tuuli on kääntymässä merelle päin. Päivän mittaan tuuli heikkenee ja iltapäivällä merituuli on heikkoa jopa tyyntä. Perustuulen nopeus kuitenkin vaikuttaa huomattavasti merituulen syntyyn ja mitä lähempänä ollaan tyyntä, sitä voimakkaampi merituuli voi tällaisessa tilanteessa kehittyä. Tyynessä tilanteessä yleensä merituulta on iltapäivällä noin 5 m/s.
Kuvassa kunnon merituulitilanne Suomenlahdella. Haluamasi rannikon vastaavat tuulen suunnat saat kiertämällä kartan mielessäsi haluamasi rannikon suuntaiseksi. Suomenlahdella heikohko luoteistuuli kääntyy merituuleksi puolenpäivän aikoihin. Merituulirintaman syntyessä tuuli on heikoimmillaan, mutta piristyy nopeasti, kun tuuli kääntyy puhaltamaan selvemmin mereltä päin. Iltapäivällä lounaismerituulta on tyypillisesti 6-10 m/s. Vastaavasti Selkämerellä kunnon merituuli iltapäivällä on luoteenpuoleista tuulta ja Perämerellä pohjoisen puoleista tuulta.

Merituulen aikataulu

Kunnon merituulessa tuuli kääntyy puhaltamaan mereltä päin tyypillisesti noin puolenpäivän aikoihin ja tuuli on voimakkaimmillaan iltapäivällä 6-10 m/s. Poikkeuksena on kulmaefekti, jossa voimakaskin perustuuli saa aina iltapäivällä kunnon lisätehoja (kts. kulmaefekti).

Ukkospuuskat

Ukkospuuskat ovat aina voimakkaita, mutta useimmiten erittäin paikallisia. Siksi niitä on lähes mahdoton ennustaa tarkalleen yhdessä pisteessä. Vesillä liikkujan on siis tärkeää oppia itse tunnistamaan ukkospilvi luonnossa ja välttää mahdollisuuksien mukaan niiden läheisyyteen menemistä. Mikäli kuitenkin ukkospilvi ennättää läheisyyteesi, voit yrittää etukäteen varautua tulevaan puuskaan seuraavasti. Ensimmäinen arvaus ukkospuuskan voimasta on lisätä vallitsevaan tuulen nopeuteen 8 m/s ja jos pilvi on hyvin uhkaavan näköinen, on syytä lisätä vielä 5 m/s ylimääräistä. Tällöin esimerkiksi 8 m/s leppeästä purjehduskelistä tulee silmänräpäyksessä kesäinen myrsky eli 21 m/s. Ukkospuuskan todellista voimaa ei ikinä varmuudella voi ennustaa. Yksittäisten puuskien tiedetään Suomessakin voimakkaimmillaan olleen selvästi yli 40 m/s.

Ukkospilvi näyttää sivultapäin vain normaalia komeammalta kumpupilveltä. Ensimmäinen merkki ukkosen kehittymisestä on, että isossa kumpupilvessä on ikään kuin monta kumpupilveä toisissa kiinni ja niillä on yhteinen tasainen pilven alaraja. Tarkemmin katsoessa myös huomaa, että jokin kohta pilven yläosan kukkakaalimaista rakennetta kohoaa silmin nähden korkeutta. Kuvassa näin tapahtuu punaisen nuolen kohdalla. Hetken päästä kyseiseen kohtaan on syntynyt alasimenmuotoinen kuitumaista pilviainesta oleva yläosa (jälkimmäinen kuva). Tässä kohtaa pilvi on jo ukkostanut.

Kanavoituminen

Tuuli kanavoituu tuulen suuntaisiin kapeikkoihin. Periaatteessa, kun kapeikko kapenee alkuperäisestä puoleen, tuuli voimistuu kaksinkertaiseksi. Käytännössä kanavoituminen on vähän heikompaa, sillä tuuli usein samalla myös vähän leviää ylöspäin.

Kanavoitumista esiintyy kaikkialla saaristossa ja lahdelmissa. Mikäli kapeikko kapenee hyvin yhtäkkisesti, saattaa tuulikenttä hajota pyörteiksi ja kohota veden pinnasta kokonaan, jolloin tuuli voikin tyyntyä.

Saaren aiheuttama voimistuminen

Tuuli seuraa saaren rantaviivaa ja voimistuu voimakkaimmilleen vähän saaren suojanpuolelle taipuessaan. Sama ilmiö voi myös tapahtua pyöreän kallion tai vuoren ylityksessä. Sopivissa olosuhteissa molemmat ilmiöt voimistavat toisiaan.

Kiertymisessä tuuli kiertää saaren reunaa pitkin ja kulkee täten samassa ajassa pidemmän matkan kuin suoraa puhaltava tuuli. Näin saaren takana voimistuva tuuli on helposti 1,5 kertainen perustuuleen nähden.
Kiertymisen aiheuttamaa voimistusta voi tapahtua myös pystysuunnassa kallion tai vuoren yli. Myös tällöin voimistunut tuuli on helposti 1,5 kertaista perustuuleen nähden. Useimmiten korkean saaren tilanteissa molemmat voimistavat tekijät yhdistyvät ja voimistunut tuuli voi  helposti olla yli kaksinkertaista (1,5 x 1,5 = 2,25).

Kesän aikana käymme paikallisilmiöitä tarkemmin läpi blogeissa.

Mikäli surffaus– tai veneilysääkoulutus kiinnostaa, ole rohkeasti yhteydessä:

info@saaneuvos.fi