Heinäkuisena hellepäivänä vuonna 2019 meteorologi Sini Tenhunen hikoili Helsingissä Malmin lentokentällä. Elohopea kohosi jopa 29 asteeseen. Tenhunen pani merkille, että muutoin aurinkoisella taivaalla seilasi yksi onneton kumpupilvi.
Tenhunen oli paikalla erikoisella työkeikalla. Käytöstä poistetusta lentokentästä oli rakennettu valtava keikkapaikka, jolla esiintyisi pian poptähti Ed Sheeran. Järjestäjä oli pyytänyt paikan päälle meteorologin tarkkailemaan avonaisen keikkapaikan sääolosuhteita. Maailmalta muistetaan useita tapauksia, joissa kovat tuulet tai äkisti iskenyt myrsky ovat saaneet aikaan rumaa jälkeä ulkoilmakonserteissa – ne kun usein järjestetään avarilla paikoilla, jotka ovat säiden armoilla.
Nyt ilmassa ei näkynyt merkkejä hiekkamyrskyistä tai vaarallisista tuulenpuuskista. Silti jokin yksinäisessä harmittomassa kumpupilvessä herätti Tenhusen huomion.
”Tuosta saattaa kohta sataa”, hän totesi keikkajärjestäjille ja harppoi sitten ruokatauolle. Järjestäjiä harmittoman näköinen pilvi lähinnä hymyilytti.
Juuri kun Tenhunen pääsi sisälle lentokentän terminaaliin, alkoi sataa.
Yksittäinen kumpupilvi taivaalla ei automaattisesti tarkoita sitä, että pian pisaroi. Sään ennustaminen pilvistä on tätä monimutkaisempaa.
Tenhunen tietää tämän hyvin. Hän kiinnostui pilvistä jo yläkoulussa. Biologian ja maantiedon opettaja kertoi kuriositeetin: jos taivaalla näkyy jalaspilviä – kapeita, koukkumaisia pilvensuikaleita, joiden ulkomuoto muistuttaa kelkan jalasta – voi olla lähes varma, että seuraavan vuorokauden aikana sataa.
Tenhunen innostui. Hän opetteli pilvisuvut (kymmenen kappaletta) ja sen, miten pilvistä ennustetaan sadetta. Lukioaikoina hän ryhtyi omien sanojensa mukaan ”pätemään” tiedoillaan kavereilleen: hän heitteli ilmaan hölmöjä pilviennustuksia, jotka eivät usein pitäneet paikkaansa. Lukion jälkeen hän lähti opiskelemaan meteorologiaa Helsingin yliopistoon ja sieltä töihin Ilmatieteen laitokselle.
Siellä mekin tapaamme. Helsingin Kumpulassa sijaitsevan Ilmatieteen laitoksen ikkunoista näkee Tenhusen vanhalle yliopistokampukselle.
Tenhusen on ollut tarkoitus lähteä kanssani pilviretkelle katsomaan, miten pilvistä voi ennustaa säätä ja miten niitä voi erottaa toisistaan. Haastattelupäiväkin on valikoitu sääennustetta silmällä pitäen: päivän pitäisi olla sateeton, mutta kuitenkin sellainen, että pilviä pääsee muodostumaan.
Kun tapaan Tenhusen Ilmatieteen laitoksen alaovilla, taivas on täysin pilvetön. Sellainen se oli myös eilen. Aurinkoa on ennustettu huomisellekin. On huhtikuun alkupuoli, se aika vuodesta, kun aurinko paljastaa lumen alta ruman, karkean kellertävän maanpinnan ja saa lehdettömät puunrungot heittämään jyrkkiä varjoja liepeisiinsä. Valo on läpitunkevaa, eikä aurinkoa pääse pakoon, vaikka yrittäisi. Edes pilvet eivät ole estämässä.
”Kevät on tilastollisesti vuoden aurinkoisinta aikaa”, Tenhunen selittää.
Sille on syynsä. Pilvet syntyvät, kun ilmassa oleva kosteus tiivistyy. Pilven syntymiseen vaaditaan, että ilma jäähtyy kastepisteeseen. Kastepiste on se ilman lämpötila, jossa ilman sisältämä vesihöyry alkaa tiivistyä. Pilvettömällä ilmalla kastepistelämpötila on aina vallitsevaa lämpötilaa alhaisempi. Pilvisellä säällä kastepiste ja ilman lämpötila taas lähestyvät toisiaan.
Keväällä auringon lämpösäteily estää ilmaa jäähtymästä kastepisteeseen asti, eikä pilviä pääse syntymään. Haastatteluhetkellä kastepistelämpötilat ovat pakkasen puolella ja lämpötilat plussan puolella.
”Eli meillä ei ole mitään mahdollisuutta edes korkeammalla ja kylmemmässä ilmassa saavuttaa sitä kastepistettä, jossa muodostuisi pilvi”, Tenhunen selittää.
Syksyllä on päinvastoin. Ilman lämpötila saavuttaa kastepisteen jatkuvasti, ja kosteus pääsee tiivistymään pisaroiksi noin puolen kilometrin korkeudessa maan pinnasta. Seurauksena on paksuja pilvilauttoja ja sumuverhoja.
Haastattelupäivänä pilvien tunnistaminen pilvettömältä taivaalta vaatii mielikuvitusta. Aloitetaan kumpupilvistä – niistä harmittomista kukkakaalimaisista möykyistä, jollaisina pilvi on totuttu näkemään sarjakuvissa, lastenkirjoissa ja päiväkodista kotiin kiikutettavissa piirustuksissa.
Niistäkin voi muodostua sadepilviä – tai sitten ei.
”Aina kun yrittää ennustaa pilvistä säätä, olisi tärkeää nähdä pilven kehitys. Ei se toimi yleensä niin, että katsoo taivaalle sekunnin ja päättelee, että okei, nyt on tulossa sadetta”, Tenhunen selittää.
Jopa yksittäinen kauniin ilman kumpupilvi, cumulus humilis, voi alkaa kasvaa yläosastaan korkeutta ja leveyttä nopeastikin. Kun pilvi vielä muodostuu yläosastaan untuvaisemmaksi ja tarkkarajaiset, kukkakaalimaiset kukinnot häipyvät näkyvistä, se kertoo siitä, että pilvestä alkaa sataa.
Yläkoulun opettajaltaan oppimaansa jalaspilvien tulkitsemistakin Tenhunen tarkentaa. Jos jalaspilven – siis sen koukkumaisen pilvensuikaleen – perässä taivaalle alkaa muodostua yläpilveä, joka tekee auringon ympärille haloilmiön, ja sen perässä keskipilveä, jonka läpi aurinko näkyy ikään kuin maitolasin läpi ja sitä voi katsoa häikäistymättä, voi olettaa, että 6–12 tunnin kuluttua alkaa sataa.
”Tällaiset merkit ennakoivat sitä, että yläilmakehässä on kosteutta, joka tiivistyy. Se on usein merkki lämpimän rintaman saapumisesta.”
Lämmin rintama syntyy, kun lämmin ilma kohoaa kylmän ilman yläpuolelle. Lämpimässä ilmassa oleva kosteus alkaa tiivistyä pilviksi. Lämpimässä rintamassa pilvet ovat paksuja ja sade tasaista. Lämpimässä rintamassa pilvet ovat paksuja ja sade tasaista.
Populaarikulttuurissa ja arkikielessä pilvet ovat suosittu aihe. Rauli Badding Somerjoki lauloi kauas karkaavista pilvistä (mikä on totta, pilvet voivat liikkua etenkin yläilmakehässä yli sata metriä sekunnissa). Kannabista poltellut ihminen on pilvessä. Yläkoulun kotitalousopettajani tapasi muistuttaa minua siitä, että istuin tunneilla pää pilvissä enkä kuunnellut opetusta. (Minusta tulikin aika kehno ruuanlaittaja.)
Hiroshi Saitôn ohjaamasta Muumilaakson tarinoita -ysärianimaatiosta opin, että pilviä saa syntymään, kun löytää vuorilta omituisen silinterihatun, vie sen kotiinsa ja alkaa käyttää sitä roskakorina ja heittää hattuun kananmunankuoria. Sattumalta munankuorista syntyvät pilvet ovat vieläpä vaaleanpunaisia ja yksi pilvi kantaa ainakin yhden muumipeikon.
Pilvien höttöinen maine on perätön. Tenhunen toteaa, että pilvet ovat elämän kannalta kriittisen tärkeitä. Sitä paitsi pään pilveen laittaminen tai pilvellä ratsastaminen olisi tavattoman epämukavaa, sillä pilvessä vesi härmistyy vesihöyrystä jääkiteiksi – konkreettisesti pilvessä oleilu olisi siis ihmiselle tai muumipeikolle aika vilpoista.
”Maapallon veden kiertokulku on käytännössä sidottu pilviin”, Tenhunen sanoo.
”Veden määrä pysyy kaikkiaan aika lailla vakiona. Kun vesi haihtuu, se tiivistyy pilviin ja sataa alas. Jos pilviä ei voisi enää mitenkään muodostua, kaikki vesi haihtuisi pois.”
Pilvillä on myös maapalloa jäähdyttävä vaikutus. Jos pilvet poistettaisiin, maapallo lämpenisi nopeasti – siis paljon nopeammin kuin tähän asti.
Toisaalta ilmastonmuutos vähentää pilvien määrää taivaalla. Kun maapallo lämpenee, pilvien määrä vähenee. Se taas lämmittää ilmakehää entisestään, kun pilviä ei ole heijastamassa osaa auringon säteilystä takaisin avaruuteen.
”Se on noidankehä”, Tenhunen sanoo.
Munankuorista syntyvät pilvet ovat vaaleanpunaisia, ja yksi pilvi kantaa ainakin yhden muumipeikon.
Äkkiseltään voisi ajatella, että Suomen näkökulmasta pilvien väheneminen ilmastonmuutoksen seurauksena olisi hyväkin asia. Esimerkiksi Helsingissä auringonpaistetunteja on joulukuussa keskimäärin 23 – siis noin 45 minuuttia päivässä. Viime vuosikymmenten synkin kuukausi oli joulukuu 2012, jolloin aurinko paistoi yhteensä neljä tuntia koko kuukauden aikana.
Tenhusella on auringonpaisteesta haaveileville helsinkiläisille huonoja uutisia. Ilmastonmuutos saa pilvet vähenemään lähinnä lähellä päiväntasaajaa. Vastaavasti pohjoisilla leveysasteilla pilvien määrä kasvaa, kun Euroopan myrskyrata – alue, jolla matalapaineet tyypillisesti liikkuvat Skandinavian yllä – vetäytyy pohjoisemmaksi.
”Olemme siinä rajalla, että sijaitsemmeko siinä, missä pilvet vähenevät vai siinä, missä ne lisääntyvät.”
Ihminen on yrittänyt vaikuttaa ilmaston lämpenemiseen myös muokkaamalla pilviä. Esimerkiksi Australiassa on kokeiltu valkaista pilviä meren yllä siten, että ne heijastaisivat enemmän auringonvaloa takaisin avaruuteen. Tavoitteena on suojata koralliriuttoja, jotka ovat herkkiä meriveden lämpenemiselle. Ilmaan suihkutetaan merivettä, josta syntyy veden haihtuessa suolahiukkasia, joiden ympärille vesihöyry tiivistyy. Merialueen korallit saavat ikään kuin aurinkovarjon.
Tällainen pilvien valkaiseminen ehkäisee auringon lämmön imeytymistä maapallon pinnalle. Tekniikka toimii, ainakin paikallisesti, mutta se ei pelasta maapalloa ilmastokriisiltä.
”Jos menetelmää haluaisi käyttää ilmastonmuutoksen torjuntaan, sitä pitäisi jatkaa todennäköisesti vuosisatoja”, Tenhunen sanoo.
”Silloinkin se käytännössä vain peittää ongelman, joka meillä on. Se voisi myös syödä intoa esimerkiksi päästövähennyksiltä, jotka ovat ehdottomasti kriittisintä ja tärkeintä, mitä voimme tehdä ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi.”
Merialueen korallit saavat ikään kuin aurinkovarjon.
Ihmisen flirttailu pilvien kanssa ei lopu tähän. Vuonna 2017 Ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessorin Hannele Korhosen johtama tutkimusryhmä lähti Arabiemiraatteihin tutkimaan edellytyksiä luoda sadetta keskellä aavikkoa sijaitsevan valtion ylle.
Joidenkin arvioiden mukaan maassa käytetään noin 20 kertaa enemmän makeaa vettä kuin sen alueella luontaisesti uusiutuu. Siksi seudulla on pohdittu, voisiko valtion yllä jo leijuvia pilviä saada satamaan tehokkaammin.
Teoriassa se on mahdollista. Pilvet muodostuvat, kun pienten tiivistymis- tai jäätymisytimien ympärille tiivistyy vesihöyryä. Tiivistymisytiminä toimivat erilaiset ilmassa olevat hiukkaset, esimerkiksi teollisuuden tuottamat saasteet, kuten sulfaatti. Tiivistymisytimiä voidaan myös kylvää taivaalle.
Esimerkiksi Yhdysvalloissa on pystytty paikallisesti osoittamaan, että kun pilviä on kylvetty taivaalle tietynlaisissa olosuhteissa, sademäärä alueella on tilastollisesti lisääntynyt. Korhosen mukaan tieteellinen näyttö siitä, milloin menetelmä toimii ja milloin ei, on kuitenkin ristiriitaista.
Hänen tutkimusryhmänsä tulosten perusteella on aika epätodennäköistä, että pilvien kylvämisellä tilastollista sademäärää Arabiemiraateissa saataisiin lisättyä.
”Mittauksemme osoittivat, että Arabiemiraateissa pilvet ovat usein niin korkealla ja niiden alla on niin paljon kuivia kerroksia, että pilvessä muodostuva sade yleensä haihtuu ennen kuin se ehtii maan pinnalle.”
Tästä huolimatta Arabiemiraateissa uskotaan menetelmään edelleen: paikallinen meteorologian laitos tekee vuodessa 150–200 lentoa, joissa se kylvää pilven tiivistymisytimiä taivaalle.
Arabiemiraatit eivät ole ainoa kuivuudesta kärsivä maa, joka yrittää muokata säätään. Maailmalla vastaavanlaista säänmuokkausta yritetään noin 50 eri maassa, esimerkiksi Kroatiassa ja Venäjällä. Korhosen mukaan Suomessa tarvetta säänmuokkaukselle ei ole.
”Meillä on hyvät vesivarat ja hyvinkin paljon pohjavettä. Monien mielestä vettä sataa pikemmin liikaa kuin liian vähän.”
Suomen neljässä vuodenajassa pilvetkin elävät vuodenaikojen mukaan. En liene ainoa, joka ei ole koskaan nähnyt ukkosta talviaikaan.
Ukkospilven syntymiseen tarvitaan nousuvirtaus, joka kasvattaa pilven korkeutta nopeasti. Ilman pystysuuntaisia virtauksia syntyy, kun ilmakehän lämpötila on riittävän epävakaa: alhaalla maan pinnan lähellä on lämmintä, ylhäällä taas kylmää. Ilmakehä pyrkii nopeasti tasapainottamaan tilaansa, ja lämpö ja kosteus alkavat liikkua vauhdilla ylöspäin.
Kun päästään riittävän korkealle, kosteus tiivistyy vesipisaroiksi, mistä vapautuu lämpöä, mikä taas voimistaa nousuvirtausta edelleen ja pilvi kasvaa korkeutta, kunnes pilven huipun ollessa viiden–kuuden kilometrin korkeudessa, sen keskellä alkaa kasvaa lumi- ja jäärakeita, joista syntyy sateita. Niitä tarvitaan, jotta pilven yläosassa voi alkaa kehittyä ukkosille ominainen sähkövaraus.
Mutta.
”Talvella nousuvirtauksia ei pääse muodostumaan koska ilman lämpötila on niin matala”, Tenhunen kertoo.
Toisinaan Suomessakin kuitenkin uutisoidaan salamaniskuista talvella. Tyypillisesti niitä nähdään rannikolla, jos meri ei ole jäätynyt.
”Jos meri on tarpeeksi lämmin, ja ilma sen yllä tarpeeksi kylmää, nousuvirtaus pääsee muodostumaan”, Tenhunen sanoo.
Siinä missä ukkospilven yläreuna voi olla jopa kymmenen kilometrin korkeudessa, talviaikaan pilvet ovat korkeudeltaan tyypillisesti enintään muutaman kilometrin.
Ukkosia ennakoivat myös esimerkiksi vallinharjapilvet, joiden muoto muistuttaa linnoituksen reunaa. Pilven yläreunan sakarat ovat merkki nousevista virtauksista muutaman kilometrin korkeudessa. Jos vallinharjapilviä näkee aamulla, voi olla melko varma, että iltapäivällä tai illalla ukkostaa: nousevista virtauksista syntyy ylemmissä ilmakehän kerroksissa yleensä kuuro- ja ukkospilviä.
Haastattelun päätteeksi Tenhunen lupaa vielä näyttää minulle Ilmatieteen laitoksen katolle asetettuja mittalaitteita, joilla Ilmatieteen laitos seuraa säätä. Olen jo ihaillut viereisen Helsingin yliopiston Dynamicum-rakennuksen katolla olevaa ison golfpallon näköistä säätutkaa. Astuttuani 5. kerroksen kattoterassille katseeni kiinnittyy tutkapallon sijaan horisonttiin. Pilviä! Vihdoin!
”Harsopilviä, cirrostratus”, Tenhunen tietää.
”Ne näyttäisivät olevan Viron yllä.”
Ilmansuunnista sekaisin yritän paikantaa horisontista edes yhtä tuttua maamerkkiä. Lopulta löydän Kalasataman tornitalot. Ihmettelen ääneen, miten Tenhunen osasikin paitsi nimetä, myös paikantaa pilvet salamannopeasti vain taivaalle katsomalla.
”Tulin tänne suoraan päivystysvuorosta. Näin siellä, että Viroa oli lähestymässä matalapaine.”
Niin. Vaikka pilvistä voi ennustaa yllättävän paljon, on nykyteknologiasta huomattavan paljon hyötyä.
