Ilmanlämpötila
Ilmanlämpötila tarkoittaa meteorologiassa yleensä ilman lämpötilaa ulkona varjossa kahden metrin korkeudella maan pinnasta.[1]
Ilman lämpötalous
muokkaaIlma saa lämpönsä suoraan tai välillisesti auringon säteilystä. Kohtisuoraa pintaa kohti auringon säteilyenergiaa tulee 1 370 W/m2 (aurinkovakio). Kun Maa kuitenkin on pallon muotoinen ja koko ajan puolet sen pinta-alasta on kääntyneenä auringosta poispäin, tulee ilmakehän ylärajalle keskimäärin säteilyenergiaa vain neljäsosa tästä, 352 W/m2[2] Tästä säteilyenergiasta ilmakehä absorboi noin 67 W/m2. Maan pinnalle saapuvasta säteilystä noin 30 W/m2 heijastuu, ja loput 168 W/m2 lämmittää maan pintaa. Kaikkiaan siis noin 31 prosenttia ilmakehään tulevasta Auringon säteilystä heijastuu takaisin avaruuteen; tätä prosenttilukua sanotaan Maan albedoksi.[2]
Maan pinnasta poistuu lämpöä kolmella tavalla. Eniten sitä poistuu lämpösäteilynä, noin 390 W/m2. Tästä säteilystä kuitenkin pieni osa pääsee avaruuteen saakka; suurin osa siitä absorboituu ilmakehään lämmittäen sitä. Ilmakehä puolestaan lähettää lämpösäteilyä sekä avaruuteen (noin 195 W/m2:n teholla) että takaisin maan pintaan (noin 324 W/m2:n teholla).[2]
Maan pinnasta poistuu lämpöä myös haihtuvan veden mukana noin 78 W/m2, mikä vapautuu vesihöyryn tiivistyessä pilviksi. Lisäksi lämpöä siirtyy maan pinnasta ilmakehään myös suoran kosketuksen välityksellä noin 24 W/m2.[2]
Nämä lämmön siirtymistavat auringosta maahan ja maasta avaruuteen tasapainottavat toisensa niin, että keskimäärin koko maapallolta poistuu lämpöä saman verran kuin sitä saapuu. Auringon säteily kuitenkin jakautuu Maan pinnan eri alueiden kesken hyvin epätasaisesti, niin että päiväntasaajan seudulla lämpöä saapuu maahan enemmän kuin poistuu, kun taas napaseuduilla on asian laita päinvastoin. Tämän vuoksi ilmanlämpötila onkin tropiikissa paljon korkeampi kuin napaseuduilla. Lämpötilaerot Maan eri alueiden välillä eivät kuitenkaan jatkuvasti kasva, sillä tuulet ja merivirrat siirtävät runsaasti lämpöä päiväntasaajan tienoilta kohti napoja.[2]
Lämpötila eri ilmastövyöhykkeillä
muokkaa
Ilmanlämpötila on tärkeimpiä tekijöitä, joiden perusteella eri ilmastovyöhykkeet eroavat toisistaan. Päiväntasaajan molemmin puolin on trooppinen vyöhyke eli tropiikki, jossa vuoden keskilämpötila on yli +18 °C.[3] Kauempana päiväntasaajasta ovat subtrooppiset, lauhkeat sekä lopulta kylmät vyöhykkeet (pohjoisessa arktinen, etelässä antarktinen vyöhyke). Pohjoisen lauhkean ja arktisen vyöhykkeen välisen rajan katsotaan kulkevan siellä, missä vuoden lämpimimmän kuukauden keskilämpötila on +10 °C. Tämä vastaa suunnilleen pohjoista metsän rajaa, jonka pohjoispuolella on tundra.[4] Äärimmäisillä pohjoisilla napaseuduilla sekä lähes koko Etelämanterella vuoden kaikkien kuukausien keskilämpötila on 0 °C:n alapuolella.
Keskimääräisen ilmanlämpötilan mukaan määräytyvien ilmastovyöhykkeiden rajat eivät kuitenkaan kulje kaikkialla suoraan länsi-itäsuuntaisesti. Tämä johtuu pääasiassa maan ja meren epätasaisesta jakautumisesta eri puolilla maapalloa.[3] Myös merivirrat vaikuttavat suuresti niiden läheisyydessä olevien alueiden ilmanlämpötilaan; esimerkiksi Golfvirran vaikutuksesta koko Pohjois-Euroopan keskimääräinenkin ilmanlämpötila on useita asteita, Norjan rannikolla jopa 14 °C korkeampi kuin yleensä samoilla leveysasteilla muissa maanosissa.[5]
Sää- ja ilmastokartoissa paikkakunnat, joilla ilmanlämpötila on sama, yhdistetään viivoilla, joita sanotaan isotermeiksi.[1]
Vuorokautiset vaihtelut
muokkaaSamallakin paikkakunnalla ilmanlämpötila vaihtelee huomattavasti. Suuri osa vaihteluista on selvästi jaksollisia ja riippuu vuorokauden- ja vuodenajoista.
Selkeällä säällä ilmanlämpötila on yleensä korkein iltapäivällä, noin klo 14, ja alin aamuyöllä vähän ennen auringonnousua.[1] Vuorokauden keskilämpötila lasketaan tavallisesti neljästä havainnosta, jotka tehdään klo 8, 14 ja 20 sekä yön lämpötilan ollessa alimmillaan.[1]
Vuotuiset vaihtelut
muokkaa
Päiväntasaajan seudulla ilmanlämpötila ei sanottavasti vaihtele eri vuodenaikoina, mutta kaukana päiväntasaajasta, erityisesti lauhkealla vyöhykkeellä vuotuiset vaihtelut ovat suuret. Pohjoisella pallonpuoliskolla vuoden lämpimin kuukausi on yleensä heinäkuu, kylmin tammi- tai helmikuu, eteläisellä pallonpuoliskolla on asian laita päinvastoin.
Suomessa määritellään vanhastaan termiset vuodenajat ilman vuorokautisen keskilämpötilan perusteella. Terminen talvi on aika, jolloin keskilämpötila on nollan alapuolella, terminen kesä taas aika, jolloin se on +10 °C:n yläpuolella. Näiden väliset ajat, jolloin keskilämpötila on 0 ja +10 °C:n välillä, ovat terminen kevät ja syksy.[6]
Eri kuukausien keskilämmöt Suomessa
muokkaaEri kuukausien keskimääräiset lämpötilat eräillä Suomen paikkakunnilla vuosina 1981–2010 (°C): [7]
| Paikkakunta | Tammikuu | Helmikuu | Maaliskuu | Huhtikuu | Toukokuu | Kesäkuu | Heinäkuu | Elokuu | Syyskuu | Lokakuu | Marraskuu | Joulukuu | Koko vuosi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Helsinki, Kaisaniemi | −3,9 | −4,7 | −1,3 | 3,9 | 10,2 | 14,6 | 17,8 | 16,3 | 11,5 | 6,6 | 1,6 | −2,0 | 5,9 |
| Turku, lentoasema | −4,4 | −5,2 | −1,6 | 4,0 | 10,2 | 14,5 | 17,5 | 16,0 | 10,9 | 5,9 | 0,8 | −2,6 | 5,5 |
| Tampere, lentoasema | −6,4 | −6,9 | −2,8 | 3,3 | 9,7 | 14,1 | 16,9 | 15,0 | 9,8 | 4,6 | −0,6 | −4,5 | 4,4 |
| Vaasa, Mustasaari | −4,5 | −5,5 | −3,1 | 1,0 | 6,0 | 11,1 | 15,3 | 14,9 | 10,6 | 5,8 | 1,2 | −2,0 | 4,2 |
| Jyväskylä, lentoasema | −8,3 | −8,5 | −3,8 | 2,2 | 8,9 | 13,7 | 16,5 | 14,1 | 8,8 | 3,6 | −2,9 | −6,2 | 3,3 |
| Lieksa, Lampela | −10,5 | −10,3 | −4,9 | 1,3 | 8,2 | 13,6 | 16,5 | 13,8 | 8,8 | 3,3 | −3,3 | −8,0 | 2,4 |
| Oulu, lentoasema | −9,6 | −9,3 | −4,8 | 1,4 | 7,8 | 13,5 | 16,5 | 14,1 | 8,9 | 3,3 | −2,8 | −7,1 | 2,7 |
| Rovaniemi | −11,3 | −10,8 | −6,1 | −0,2 | 6,3 | 12,2 | 15,2 | 12,5 | 7,1 | 0,8 | −5,5 | −9,4 | 0,9 |
| Sodankylä | −13,5 | −12,7 | −7,5 | −1,3 | 5,3 | 11,6 | 14,5 | 11,7 | 6,2 | 0,1 | −7,1 | −11,7 | −0,4 |
| Utsjoki, Kevo | −14,0 | −12,8 | −8,2 | −2,5 | 3,7 | 9,6 | 13,1 | 10,7 | 5,7 | −0,5 | −8,3 | −12,3 | −1,3 |
Lämpötilakäsitteitä
muokkaaKun ilmanlämpötila on +25 °C:n yläpuolella, on pohjoismaissa käytetyn määritelmän mukaan hellettä.[8]
Kun ilman lämpötila on 0 °C:n alapuolella, on pakkasta. Jos lämpötila talvella joksikin ajaksi nousee nollan yläpuolella, on suojasää.
Jos kasvukaudella ilman lämpötila lähellä maan pintaa laskee nollan alapuolelle, on kyseessä halla. Maanpinnan läheisyydessä lämpötila öisin on kuitenkin yleensä alempi kuin korkeammalla, ja niinpä hallankin sattuessa ilmanlämpötila kahden metrin korkeudessa on yleensä nollan yläpuolella.[9]
Virheellinen käsite: "lämpötila auringossa"
muokkaaKäsitteellä ”lämpötila auringossa” viitataan usein virheellisesti auringon säteilylle alttiina olevan lämpömittarin lukemaan. Väärinkäsityksiä on omiaan aiheuttamaan toisaalta se, että lämpömittari näyttää tällöin korkeampaa lämpötilaa kuin varjossa, toisaalta se, että auringon paisteessa myös tuntuu lämpimämmältä.[10]
Nestelämpömittarin muovi- tai lasikuoren sisällä on kasvihuonetta vastaava tilanne, minkä vuoksi mittari ei ollessaan auringon paisteessa kerro sitä ympäröivän ilman lämpötilaa vaan sen lämpötilan, joka syntyy sen pienkasvihuoneen sisälle. Jos mitataan alkoholimittarilla, vaikuttaa nestepatsaan värikin siihen, kuinka paljon mittari absorboi auringon valoa, minkä vuoksi kaksi vierekkäinkin sijoitettua mittaria voi auringon paisteessa näyttää eri lukemia. Vastaavasti kesäpäivän asfaltti voi olla +40 °C lämpöinen, kun ilman lämpötila lähentelee +25 °C. Ilma lämpenee kuumien pintojen lähellä, mutta ilmanlämpötila voidaan mitata luotettavasti varjossa ilmakehän suoralta säteilyltä sekä hajasäteilyltä suojatussa tuuletetussa valkopintaisessa kopissa[10].
Auringon säteily lämmittää luonnollisesti myös ihmisen ihoa ja vaatteita. Tämän vuoksi auringon paisteessa tuntuukin lämpimmältä kuin varjoisessa paikassa, vaikka ilman todellinen lämpötila olisikin sama. Tämän tuntemuksen voimakkuuteen vaikuttavat kuitenkin monet muutkin seikat: esimerkiksi vaaleat vaatteet lämpenevät vähemmän kuin tummat, hikoilun viilentävä vaikutus riippuu, paitsi tuulesta ja ilman kosteudesta, myös yksilöllisistä fysiologisista tekijöistä, ja auringon ollessa korkealla kokee maassa makuullaan oleva henkilö sen lämmittävän vaikutuksen voimakkaampana kuin pystyssä kulkeva, koska säteily osuu häneen lähes kohtisuorasti. Tämä koettu "lämpötilan nousu" onkin subjektiivinen asia, jota ei voida mitata.[11]
Äärimmäisyyksiä
muokkaaKorkein maapallolla mitattu ilmanlämpötila on ollut 56,7 °C. Niin kuumaa oli Kalifornian Kuolemanlaaksossa 10. heinäkuuta 1913.[12]
Alin maapallolla mitattu ilmanlämpötila on ollut −89,2 °C. Niin kylmää oli Vostokin tutkimusasemalla Etelämantereella 21. heinäkuuta 1983.[13] Pohjoisen pallonpuoliskon alin lämpötila on ollut −67,8 °C, joka mitattiin Siperian Verhojanskissa 5. ja 7. helmikuuta 1892 sekä Oimjakonissa 6. helmikuuta 1933[14], epävirallisesti vuonna 1924 jopa −71,2 °C.[15][16]
Korkein Suomessa mitattu ilmanlämpötila on 37,2 °C, joka vallitsi Liperissä Joensuun lentoasemalla 29. heinäkuuta 2010. Suomen alin ilmanlämpötila on ollut −51,5 °C, joka mitattiin Kittilän Pokassa 28. tammikuuta 1999.[17]
Katso myös
muokkaaLähteet
muokkaa- ↑ a b c d ”Ilmanlämpötila”, Otavan iso Fokus, 2. osa (Em–Io), s. 1228. Otava, 1973. ISBN 951-1-00272-4
- ↑ a b c d e Juhani Rinne, Jarmo Koistinen, Elena Saltikoff: Suomalainen sääkirja, Etanasta El Ninoon, s. 17–18. Yhtyneet Kuvalehdet Oy, 1998. ISBN 951-9435-93-X
- ↑ a b ”Tropiikki”, Otavan iso Fokus, 7. osa (Sv–Öö), s. 4294. Otava, 1974. ISBN 951-1-01521-4
- ↑ ”Ilmasto”, Otavan iso Fokus, 2. osa (Em–Io), s. 1240. Otava, 1973. ISBN 951-1-00272-4
- ↑ ”Golfvirta”, Otavan iso Fokus, 2. osa (Em–Io), s. 911. Otava, 1973. ISBN 951-1-00272-4
- ↑ Termiset vuodenajat Ilmatieteen laitos. Viitattu 3.10.2012.
- ↑ Yliopiston Almanakka vuodeksi 2012 jälkeen Vapahtajamme Kristuksen syntymän, s. 50. Helsingin yliopisto, 2015. ISSN 1239-1654
- ↑ Helle – Ilmakehä-ABC Ilmatieteen laitos. Viitattu 3.10.2012.
- ↑ Lämpötila ja kosteus: Mitä eroa on yöpakkasella ja hallalla? Ilmatieteen laitos. Viitattu 3.10.2012.
- ↑ a b Lämpötila; Hannu Karttunen, tähtitieteilijä ja tietokirjailija (Arkistoitu – Internet Archive)
- ↑ Suomalainen sääkirja, s. 24
- ↑ World: Highest temperature World Meteorological Organisation. Arkistoitu 12.11.2007. Viitattu 3.10.2012.
- ↑ World: Lowest temperature World Meteorological Organisation. Arkistoitu 12.11.2007. Viitattu 3.10.2012.
- ↑ Hemispheric Weather & Climate Extremes World Meteorological Organisation. Viitattu 3.10.2012.
- ↑ Venäläiskylässä mitattu yli 70 pakkasastetta: Silmälasit jäätyvät naamaan kiinni Ilta-Sanomat. 19.2.2013. Arkistoitu 22.2.2013.
- ↑ Venäläiskylässä mitattu yli 70 pakkasastetta: "Silmälasit jäätyvät naamaan kiinni" Ilta-Sanomat. 19.2.2013. Viitattu 12.12.2020.
- ↑ Lämpötilaennätyksiä Ilmatieteen laitos. Viitattu 3.10.2012.