HELMI[ISPILVET - TALVEN V[RIPILVET
Ursan viime vuosien ilmakeh{innostus on varmaan tuonut useimmille
tutuiksi valaisevat y|pilvet, onpa monet niit{ saattaneet n{hd{-
kin. Ne kuuluvat kes{{n, kuten sade ja valoisat y|tkin, mutta
my|s talveen kuuluu omat erikoiset pilvens{.
Oletetaanpa kuviteltu tilanne, joka saattaisi hyvinkin olla totta
jonain tammikuisena iltana jossain Pohjois-Suomessa. Pakkaskausi
on ehk{ loppunut p{iv{n pari aikaisemmin. Taivaan peitt{{ melko
paksu alapilvikerros. Ilta on leutoa, ehk{ siin{ nollan pinnassa.
Vallitsee voimakas l{ntinen ilmavirtaus, tuuli on melkoisen navak-
ka. S{{tiedotus saattaa kertoa Norjan merelt{ l{heltyv{st{ syv{s-
t{ matalapaineesta. Illansuussa pilvet repe{v{t l{nnest{ ja Aurin-
gon laskiessa tai sen j{lkeen l{nsitaivaalta paljastuu oudon kirk-
kaita pilvi{, joissa n{kyy komeita v{ris{vyj{. Pilvet paranevat
koko ajan Auringon painuessa alemmaksi ja taivaan tummuessa, kun-
nes pilvetkin lopulta alkavat himmet{ ja kadota pois.
Mit{ n{m{ oikein ovat? Ne muistuttavat tavallisia v{ripilvi{, joi-
ta moni lukija on saattanut n{hd{, ainakin t{m{n lehden valokuvissa.
V{ripilvi{ ne eiv{t ole, sill{ v{ripilvet ovat ihan tavanomaisia
keski- tai alapilvi{. N{m{ talvi-illan pilvet ovat jotain aivan
erilaista, koska ne n{kyv{t niin my|h{{n auringonlaskun j{lkeen.
Joillekin saattaa tulla mieleen selitys, jota tarjotaan valaisevien
y|pilvien yhteydess{ ja oikeassa he siin{ ovatkin, kyseess{ on nor-
maalia korkeammalla olevat pilvet, joihin Aurinko viel{ paistaa tai-
vaan jo hiukan tummuessa. L{hesk{{n samoja korkeuksia eiv{t n{m{
pilvet, helmi{ispilvet kuitenkaan saavuta. Lis{ksi niiden rakenne
t{ytyy olla jossain m{{rin y|pilvist{ poikkeava, koskapa valo niis-
t{ sirotessaan saa aikaan niin kauniin v{ri-ilmi|n.
Helmi{ispilvet ovat ilmi|n{ varsin harvinaisia, mik{li niiden esiin-
tymistiheytt{ verrataan esim. y|pilviin. Viimeisen sadan vuoden ai-
kana helmi{ispilvi{ on havaittu ehk{ kerran pari vuodessa. Tilas-
toissa saattaa olla tietysti vajavaisuuksia, mutta my|s Ursan valo-
ilmi|jaoston muutaman vuoden havainnot tukevat t{t{ tulosta. Helmi-
{ispilvien esiintymisess{ on vuosittain kuitenkin hyvin suuria
vaihteluita. Voi olla useita vuosia, ettei niit{ juurikaan n{hd{,
kun taas joinakin vuosina helmi{ispilvin{ytelmi{ saattaa tulla ry|-
pyitt{in. N{ytelm{t tuntuvat keskittyv{n p{{asiassa tammi- ja hel-
mikuulle.
Ei pelk{st{{n ilmi|n harvinaisuus, vaan my|s se tosiasia, ett{ hel-
mi{ispilvet rajoittuvat ainoastaan tietyille maantieteellisille alu-
eille, tekee n{ist{ pilvist{ tutkisen arvoisia. Me suomalaiset ha-
vaitsijat olemme siin{ suhteessa mainiossa asemaassa, ett{ juuri
Skandinavia on pohjoisen pallonpuoliskon parhaimpia alueita. Hel-
mi{ispilvi{ esiintyy toki my|s mm. Skotlannissa ja Alaskassa. Ete-
l{isell{ pallonpuoliskolla Antarktiksen pohjoiset reunamat ovat
my|s hyvin helmi{ispilvien esiintymisalueita.
Fysikaalista taustaa
Helmi{ispilvien harvinaisuus n{ytt{{ suoraan viittaavan siihen,
ett{ niiden syntyolosuhteet eiv{t ole aivan tavalliset. Vaikka
helmi{ispilvi{ on tutkittu siit{ l{htien, kun ne tulivat suurem-
paan tietoisuuteen 1800-luvun lopulla, kun kuuluisa Krakataon tu-
livuoren purkaus aiheutti runsaita helmi{ispilviesiintymi{, ei
niiden todellisesta alkuper{st{ olla viel{k{{n aivan t{ysin pe-
rill{. Jo 1930-luvulla teki norjalainen tutkija Carl St|rmer
laajoja tutkimuksia helmi{ispilvist{. My|hemmin ovat mm. h{nen
maanmiehens{ Eigil Hessvedt, skotlantilainen D.H.McIntosh sek{
amerikkalainen J.L.Stanford julkaisseet runsaasti tutkimuksia
helmi{ispilvist{ ja niiden luonteesta. Parin viime vuosikymme-
nen laajentunut kiinnostus ylemm{n ilmakeh{n tilasta ja sen il-
mi|ist{ on tuonut esille runsaasti uusia asioita my|s helmi{ispil-
vist{. Viime vuosina ovat my|s uusi tekniikka mm. radiosondit
ja luotausraketit antaneet paremmat mahdollisuudet tutkia niit{
olosuhteita, jotka vallitsevat helmi{ispilvien korkeudella.
Havainnot ovat osoittaneet, ett{ helmi{ispilvet esiintyv{t noin
17-31 km:n korkeudessa, keskim{{r{isen arvon ollessa siin{ 23
km:n luokkaa, siis huomattavasti korkeammalla kuin ylimm{tk{{n
troposf{{rin pilvet, joiden huiput ylt{v{t korkeintaan 8-10 ki-
lometriin. Helmi{ispilvien esiintymisvy|hykett{ ei lasketakaan
kuuluvaksi ilmakeh{n alimpaan vy|hykkeeseen, troposf{{riin, vaan
se on jo seuraavan vy|hykkeen, stratosf{{rin alaosia.
Helmi{ispilvien, tai yleens{ ottaen mink{{nlaisten pilvien, esiin-
tyminen noilla korkeuksilla vaikuttaa varsin mahdottomalta, sill{
stratosf{{rin ja troposf{{rin v{liss{ oleva vy|hyke, tropopaussi,
jossa ilman l{mp|tila voimakkaasti putoaa, est{{ varsin tehokkaas-
ti kosteuden siirtymisen helmi{ispilvien korkeuksille. Stratosf{{-
rin alaosat ovat siis varsin kuivia. Veden m{{r{ on vain luokkaa
3 miljoonasosa grammaa grammassa ilmaa.
Kun ilmakeh{n yl{osista tehtyj{ radiosondihavaintoja on verrattu
n{kyneisiin helmi{ispilvin{ytelmiin, n{ytt{{ kaikille n{ille ti-
lanteille olevan yhteist{ ilmakeh{n yl{kerrosten normaalia alempi
l{mp|tila. Helmi{ispilvien esiintymiskorkeuksissa on mitattu t{l-
l|in jopa -90o - -100oC l{mp|tiloja. S{{tieteilij{t puhuvat yleen-
s{ 50 mb tai 30 mb tasoista eli l{mp|tilasta korkeudella, jossa val-
litsee mainittu ilmanpaine. Noissa matalissa ilmanpaineissa veden
j{{tymispiste on noin -85oC ja t{m{ on saanut tutkijat arvelemaan,
ett{ normaalia alempi l{mp|tila laukaisisi helmi{ispilvien muodostu-
misen. Kuitenkin, kun pohjoisen pallonpuoliskon ilmakeh{n kokonais-
tilaa on tutkittu pitk{ll{ aikav{lill{, on huomattu, ettei nuo muu-
tamia kertoja vuodessa esiintyv{t l{mp|tilaminimit v{ltt{m{tt{ tuo-
ta helmi{ispilvi{. Tarvitaan siis my|s muita tekij|it{. Ilmeises-
ti ainakin kosteuden m{{r{n tulee olla suurempi.
Edell{ viitattiin, ett{ helmi{ispilvet esiintyv{t vain tietyill{
maantieteellisill{ alueilla. On huomattu, ett{ n{m{ seudut sijait-
sevat ensinn{kin varsin pohjoisilla (tai etel{isill{) leveysasteil-
la ja toisaalta vuoristojen l{hell{. Etel{-Norjassa, jossa helmi-
{ispilvi{ on n{hty varsin usein, on Skandinavian vuoriston etel{i-
simmill{ huipuilla vaikutusta pilvien syntyyn. Sama p{tee koko muu-
hunkin Skandinaviaan. T{m{ selitt{{ my|s sen, miksi juuri Pohjois-
Suomi on muuta maata otollisempi helmi{ispilvien n{kymiselle, onhan
alue l{himp{n{ Skandien vuorijonoa. Skotlannin yl{ng|t toimivat
samalla tavalla.
Jos tarkastelemme vain Skandinavian vuoristoa, niin voimakkaan l{nsi-
virtauksen aikana, esimerkiksi silloin kun syv{ matalapaine liikkuu
Pohjoisella J{{merell{ it{{np{in, syntyy vuoriston taakse voimakkai-
ta aaltomaisia virtauksia, kun ilma nousee ja laskee vuorten rintei-
den suunnassa. Ilmavirtaus jatkuu kauas yl|s ja alas aaltoiltevana
kerroksena. T{ll|in ilmi| synnytt{{ mm. hyvin{ "ufopilvin{" tunne-
tut mantelipilvet. On mahdollista ja hyvin todenn{k|ist{, ett[ hyvin
voimakkaan virtauksen aikana aaltojen huiput saattavat ulottua eritt{in
korkealle, jopa stratosf{{rin alaosiin saakka. T{llaiset aallot
saattavat siirt{{ kosteutta tropopaussin l{pi tai ainakin j{{hdyt-
t{{ yl{kerroksia nopeasti, jolloin stratosf{{riin syntyy suotuisat
olosuhteet helmi{ispilvi{ ajatellen. My|s tuollaisissa tilanteissa
esiintyv{ voimakas ilman py|rteily ja tuulien suuri nopeus saattavat
omalta osaltaan vaikuttaa pilvien muodostumiseen.
Ovatko helmi{ispilvet sitten j{{t{ vai vett{? Voisi olettaa, ett{ noil-
la korkeuksilla kosteuden t{ytyy olla j{{t{, mutta toisaalta kun mie-
tit{{n, mink{muotoisia partikkeleita tarvitaan synnytt{m{{n se komea
v{rien loisto, joka helmi{ispilviss{ n{hd{{n, p{{dyt{{n pallonmuotoi-
siin hiukkasiin. Ratkaisuna on esitetty alij{{htyneit{ vesipisaroita
tai p|lyn ymp{rille tiivistynytt{ j{{t{. Krakataon purkauksen j{lkei-
set ajat ovat panneet arvelemaan, ett{ tulivuorituhkalla voisi olla
yhteytt{ helmi{ispilviin, mutta toisaalta monet suuret tulivuorten
purkaukset, kuten Katmai 1912 tai Agung 1963, eiv{t saaneet aikaan
mit{{n nousua helmi{ispilvin{ytelmien m{{r{ss{. Veden olomuodon
muutokset alhaisissa paineissa ja l{mp|tiloissa eiv{t kuitenkaan
ole aivan samanlaisia kuin normaalioloissa ja siksi asiaan liittyy
viel{ paljon ep{selv{{. On my|s esitetty, etteiv{t pisarat olisi v{lt-
t{m{tt{ edes vett{ vaan jotain muita yhdisteit{ esim. hiilidioksidia.
Aivan viime vuosina on otsonin tutkimus tuonut viel{ yhden uuden mie-
lenkiintoisen n{k|kulman helmi{ispilvitutkimukselle. Esimerkiksi vii-
me talvena havaittujen helmi{ispilvien yhteydess{ todettiin Skandina-
vian ylle muodostuneen ns. miniotsoniaukon, joka tosin katosi varsin
pian. Helmi{ispilvien arvellaan liittyv{n napa-alueiden stratosf{{-
risiin pilviin (polar stratospheric clouds, PSC), joiden vaikutukses-
ta tapahtuvissa kemiallisissa reaktioissa otsonia hajoaa.
Suomalaiset havainnot
Ilmakeh{n valoilmi|iden jaoston havainto-ohjelmassa helmi{ispilvet ovat
olleet jo muutamia vuosia. Vuosina 1986-88 niit{ on kuitenkin n{hty
vain kerran pari vuodessa. P{{osa n{ist{ havainnoista on Markku Ruo-
nalan Kemiss{ tai muualla Pohjois-Suomessa tekemi{.
Viime talvena, tammi-helmikuun vaihteessa Skandinaviassa vallitsi kui-
tenkin poikkeuksellinen s{{tilanne. Useita syvi{ matapaineita liikkui
pohjoisesta Suomen sivuitse it{{n ja Atlannilta vallitsi Skandien vuo-
riston yli voimakas l{ntinen ilmavirtaus. Kaiken lis{ksi stratosf{{-
rin l{mp|tila oli poikkeuksellisen alhainen. Ensimm{isen kerran hel-
mi{ispilvi{ n{htiin jo 2.1., mutta tammikuun 19. p{iv{st{ alkanut noin
kahden viikon viikon jakso sis{lsi per{ti 10 helmi{ispilvin{ytelm{{.
Aluksi pilvi{ havaittiin vain Pohjois- ja Keski-Suomessa, mutta jakson
loppupuolella n{kymisalue siirtyi aivan etel{isimp{{nkin Suomeen. Ha-
vaintojaan kirjasi ja toimitti jaostolle 11 havaitsijaa. N{ist{ ha-
vainnoista on ker{tty yhteenveto, jota toimitettu havaitsijoiden lis{k-
si my|s kotimaisille ja ulkolaisille tutkijoille. Havaintoraportteja
saattaa olla harrastajilla runsaastikin, mutta jaostoon asti niit{ ei
ole kuitenkaan saatu.
Viime talven helmi{ispilvijakso antaa jaostolle uutta uskoa ja innos-
tusta jatkaa pilvien seurantaa tulevanakin talvena, vaikka tilastojen
valossa ei vastaanlaatuista esiintymisry|ppy{ olekaan odotettavissa.
Viime talvi opetti my|s, ett{ havaintojen laadussa ja systemaattisuu-
dessa on viel{ runsaasti parantamisen varaa.
Veikko M{kel{