T i e T e e s s ä Ta pa h T u u 3 / 2 0 1 0 59
Kaikki ukkosesta!
Juhani Kakkuri
Tapio J. Tuomi ja Antti Mäkelä:
Ukkosta ilmassa. Ursa 2009.
Ukkonen pelottaa ja kiehtoo. Se il- moittaa tulonsa jyrinällä ja pauk- keella: ”Pois alta, täältä tullaan!”
Erottamaton osa ukkosta on sala- mointi, jota yleensä pidetään ukko- sen vaarallisimpana ominaisuute- na, sytyttäväthän salamat tulipalo- ja ja tappavat silloin tällöin ihmisiä ja eläimiä. Myös ukonilmaan usein liittyvät raesateet, rajut tuulet, tuu- lenpuuskat ja etenkin trombit saa- vat paljon tuhoa aikaan.
Ilmatieteen laitoksen tutki- jat Tapio J. Tuomi ja Antti Mäke- lä ovat julkaisseet tietokirjan, jon- ka ensimmäinen luku on lyhyehkö johdanto-osa. Muiden kuuden lu- vun teemat ovat ukkonen ja sää, ukkospilvi, salamat, salamoinnin mittaaminen, salamasuojaus ja il- masähkö. Kirjan lopussa on luet- telo aiheeseen liittyvistä suureis- ta, yksiköistä ja luonnonvakiois- ta, luet telo linkeistä ja kuvalähteis- tä sekä hakemisto. Näistä kaikista koostuu tiivis tietopaketti, joka si- sältää suuren määrän erilaista sää- ja sähköopillista tietoa ukkosesta.
Kirjassa luetellaan eri tavoin kehit- tyvät ukkoset, selostetaan seikka- peräisesti ukkospilvien rakennet- ta, kerrotaan erilaisista salamois- ta ja niiden mittaamisesta sekä an- netaan suojautumisohjeita. Tekstiä tukevaa kuva-aineistoa löytyy lähes jokaiselta sivulta. Fysikaalis-mate- maattisia kaavojakaan ei ole unoh- dettu.
Ukkonen ja sää
Ilmakehän noin 15 kilometrin pak- suinen alakerros on nimeltään tro- posfääri. Sitä sanotaan myös sää- kehäksi, sillä siinä tapahtuvat eri- laiset ilmiöt, kuten tuulet, sateet, pilvisyyden, lämpötilan ja ilman- paineen vaihtelut sekä ukkoset, määräävät paikallisen säätilan, jo- ka on osa laaja-alaista suursäätilaa eli synoptista säätä.
Paikallissään kehitystä voidaan
seurata sääkarttojen avulla, jollai- sista pintasääkartta lienee havain- nollisin. Saman ilmanpaineen käy- rien sekä korkean ja matalan ilman- paineen keskusten lisäksi siinä on säärintamia, jotka ovat kahden eri- laisen ilmamassan välisiä rajavyö- hykkeitä.
Maamme sijaitsee keskimäärin alueella, jonka pohjoisosassa on kyl- mää ja kuivaa polaari-ilmaa ja etelä- osassa lämmintä ja kosteata keskile- veysasteiden ilmaa. Niiden välinen länsi–itäsuuntainen rajavyöhyke on nimeltään polaaririntama. Se liik- kuu maamme kohdalla usein lou- naasta koilliseen. Rintamajärjestel- män tunteminen on avain Suomen sään ja sen myötä ukkosen luonteen ymmärtämiseen.
Suomessa esiintyviä ukkosia voidaan nykyisin rekisteröidä lä- hes salaman tarkkuudella, sala- moiden ominaisuuksia ja ukkos- pilven kehittymistä on mahdollista seurata tosiaikaisesti. Todennäköi- syys ukkosen esiintymiselle saa- daan numeerisista sääennusteis- ta, ja ukkospilven lähihetken kehi- tys säätutka- ja salamanpaikannus- tiedoista. Ukkonen on ajallisesti ja paikallisesti rajattu ilmiö, jonka sa- tunnainen luonne vaikeuttaa sen ennustamista.
Ukkonen ja salamat
Ilmakehässä esiintyy monenlaisia sähköilmiöitä, joista jotkut jäävät tavalliselta kansalaiselta huomaa- matta. Näkyviä sähköpurkauksia syntyy, kun erimerkkiset sähkö- varaukset erottuvat ja kasautuvat niin, että jännitteet (jopa sata mil- joonaa volttia) riittävät läpilyön- teihin. Laaja-alaista ja voimakasta ukkospilven aiheuttamaa läpilyön- tiä sanotaan salamaksi. Se ei ole yk- sittäinen tapahtuma vaan sarja eri-
60 T i e T e e s s ä Ta pa h T u u 3 / 2 0 1 0
laisia sähköpurkauksia.
Salamat voidaan jakaa kahteen päätyyppiin, maasalamoihin ja pil- visalamoihin. Ne eroavat toisistaan siinä, että kun maasalama operoi pilven ja maan välillä, niin pilvisa- lama neutraloi varausta pilven si- sällä erinapaisten varauskeskusten välillä. Kummassakin päätyypissä on runsaasti alajakoja, kuten esi- ja pääsalamavaiheet. Lisäksi on ole- massa huisku-, soihtu- ja korona- purkauksia, Elmon tulia jne. Var- sin erikoisia ovat yläsalamat, joita ovat kajo-, keiju- ja viuhkasalamat.
Oma lukunsa on salaperäinen pal- losalama, josta ei tiedetä, onko sel- laista oikeasti edes olemassa. Si- tä enemmän on olemassa sitä kos- kevaa myyttitietoa. Harva näet on pallosalaman nähnyt, mutta yllät- tävän monella on etäinen sukulai- nen, setä tai täti tai kaukainen esi- isä, joka on sen nähnyt!
Salamakanavan voimakas kuu- meneminen saa siinä olevat ato- mit ja ionit virittymään ja lähettä- mään valoa niille ominaisilla aal- lonpituuksilla. Tärkeimmät säteili- jät ovat neutraali happi ja typpi sekä kertaalleen ionisoitunut typpi. Sil- mä näkee salamakanavan sinertä- vänä, elleivät sade- ja pilvipisarat tai aurinkosumu sirota valoa, mikä voi aiheuttaa värin muuttumista keltai- sen suuntaan. Salaman energiasta prosentin verran muuttuu ääneksi, paukkeeksi ja kumuksi, josta pik- kulapsikin tunnistaa ukkosen.
Salamasuojaus
Kun maasalama iskee, se iskee sel- laiseen maastolliseen kohteeseen, joka on sille korkeuden ja säh- könjohtavuuden kannalta sopivin mahdollinen. Tällainen kohde voi olla radiomasto, mutta yhtä hyvin myös avoimella paikalla seisoske-
leva ihminen. Mihin salama iskee, ratkeaa vasta sitten, kun esisalaman kärki saavuttaa noin sadan metrin korkeuden maanpinnasta.
Suomessa salama tappaa kes- kimäärin yhden ihmisen joka toi- nen vuosi. Runsaat sata vuotta sit- ten kuolemantapauksia oli monin- kertainen määrä. Silloin salama surmasi kymmenkunta ihmistä jo- ka vuosi, heistä useimmat heinä- kuussa heinätöiden aikaan. Jos al- koi sataa ja nousi ukonilma, hei- nänkorjuussa ollut talonväki haki sateensuojaa metsänreunasta kor- kean puun oksien alta. Tämä oli huonoin mahdollinen suojapaik- ka ja kohtalokas monelle. Kuole- mantapausten lisäksi monet louk- kaantuivat. Lukumäärää ei tiedetä, koska tilastotietoa ei ole riittäväs- ti. Loukkaantuneiden lukumää- räksi on maassamme aikaisemmin arvioitu kaksi loukkaantunutta jo- kaista kuollutta kohti. Arvio lie- nee alakantissa, sillä Yhdysvallois- sa yhtä kuollutta kohti on kymme- nen loukkaantunutta.
Suojautuakseen salaman iskulta on tärkeää välttää oleskelua korke- an puun, maston, tornin tai muun sellaisen välittömässä läheisyydes- sä, sillä salama iskee korkeaan koh- taan. Salama vaikuttaa ihmiseen pääasiassa sähköiskuna. Tavalli- sesta sähköiskusta salama eroaa si- ten, että se on voimakas ja lyhytkes- toinen. Sisäelimet, jotka ovat enim- mäkseen vettä, eivät ehdi lyhyessä ajassa kuumentua, mutta hermos- to on altis sähkövirralle. Arim- pia paikkoja ovat sydän ja aivojen hengityskeskus, koska kummankin toiminnan lamautuminen voi olla kohtalokasta. Salaman tainnutta- maa henkilöä on aina yritettävä el- vyttää suusta suuhun menetelmäl- lä ja sydämen painantaelvytyksellä.
Rakennuksissa, varsinkin pien- taloissa maaseudulla, jossa sähkö- ja puhelinlinjat ovat ilmajohtoja, suurin riski on ylijännitteenä ilme- nevä epäsuora salamanisku. Niin- pä sähkölaitteiden käyttöä on uk- kosella vältettävä. Muita vaarallisia laitteita ovat maadoitukseen kyt- keytyvät vesijohdot ja lämpöpatte- rit, samoin tulisijat, joihin salama voi iskeä savupiipun kautta. Tulen- tekoa on vältettävä, eikä parvek- keella tai avokuistilla saisi ukon- ilmalla oleskella. Ikkunat ja ovet on pidettävä kiinni ja rakennusten maadoitukset kunnossa.
Tuomen ja Mäkelän laatima kir- ja Ukkosta ilmassa on tiiviisti kir- joitettu tietoteos, joka sisältää val- tavan määrän yksityiskohtaista tie- toa ukkosesta ja salamista. Se on tietosisältönsä puolesta suositelta- vaa lukemista. Se on kuitenkin pai- koittain vaikeatajuinen ja edellyttää lukijaltaan hyvää fysiikan peruss- tietojen hallintaa ja matemaattista osaamista. Kirjasta voi kuitenkin jättää vaikeat osat lukematta. Al- kajaisiksi riittää, että lukee salama- suojausta koskevan luvun. Myös ilmasähkötutkimuksen historiaa koskeva osa on mielenkiintoinen.
Kirjoittaja on Suomen geodeettisen laitoksen eläkkeelle jäänyt ylijohtaja ja professori.
