Oulun yliopisto

Helmiäispilvet tulevat taas? Otolliset olosuhteet, arvioivat avaruussään tutkijat

Jaa

Noin vuosi sitten, 17.12.2023, Suomen taivaalla ihasteltiin harvinaisia helmiäispilviä. Oulun yliopiston avaruusilmaston tutkijat seuraavat napapyörrettä, joka on tänä talvena vahva ja sitoo keskelleen hyvin kylmää ilmaa. Lisäksi korkealla ilmakehässä eli stratosfäärissä on paljon kosteutta, ja yhdessä nämä olosuhteet mahdollistavat helmiäispilvien ilmaantumisen jälleen.

Suomen taivaalla nähtiin noin vuosi sitten laajasti ihastuttaneita harvinaisia helmiäispilviä. Kuluvana talvena stratosfäärin eli yläilmakehän olosuhteet mahdollistavat helmiäiset. Niiden ilmestyminen vaatii kuitenkin kylmän napapyörteen ja muiden ilmiöiden samanaikaisuutta. Kuva Timo Asikainen / Oulun yliopisto. Kuva vapaasti käytettävissä lähde mainiten, kun uutisoi tiedotteesta.
Suomen taivaalla nähtiin noin vuosi sitten laajasti ihastuttaneita harvinaisia helmiäispilviä. Kuluvana talvena stratosfäärin eli yläilmakehän olosuhteet mahdollistavat helmiäiset. Niiden ilmestyminen vaatii kuitenkin kylmän napapyörteen ja muiden ilmiöiden samanaikaisuutta. Kuva Timo Asikainen / Oulun yliopisto. Kuva vapaasti käytettävissä lähde mainiten, kun uutisoi tiedotteesta.

Aamu- tai iltahämärässä esiintyville helmiäispilville ovat tyypillisiä pastellinsävyiset, voimakkaat värit. Värit syntyvät valon diffraktiosta eli taipumisesta pienissä hiukkasissa ja helmiäispilvien jääkiteissä. Helmiäisiä esiintyy ennen auringonnousua tai auringonlaskun jälkeen stratosfäärissä 15-25 kilometrin korkeudella yleensä tammi-helmikuussa. Kuluvana talvena helmiäispilviä on jo nähty eri puolilla Lappia 10.12.2024.

”Tänä talvena stratosfäärissä on paljon vesihöyryä, josta helmiäispilvet muodostuvat, kun lämpötila tippuu noin -85 °C:een. Kun napa- eli polaaripyörre on vahva, kuten tänä talvena, sen keskus on kylmä, ja paikallisesti tuo vaadittu lämpötila voi alittua”, sanoo tutkijatohtori Antti Salminen.

Skandinaviassa ja Suomessa on erityiset mahdollisuudet helmiäispilvien muodostumiselle Skandien vuoriston läheisyyden vuoksi, sillä vuoristojen yli kulkevat ilmavirtaukset saavat aikaan aaltoilua, jonka vaikutus yltää stratosfääriin asti ja paikallisesti kylmentää siellä ilmaa entisestään.

”Jotta helmiäisiä meillä näkyisi, pitää polaaripyörteen kuitenkin liikkua Suomen ylle ja taivaan on oltava selkeä alempana liikkuvista pilvistä”, muistuttaa apulaisprofessori Timo Asikainen. ”Monen ilmiön on tapahduttava yhtä aikaa, ja siksi helmiäispilvet ovat harvinaisia.”

Stratosfäärin lisääntynyt kosteus on aiheutunut Hunga Tongan merenalaisen tulivuoren purkauksesta alkuvuodesta 2022, jolloin tonneittain vesihöyryä nousi stratosfääriin saakka. Poikkeuksellisesta tilanteesta ei kuitenkaan ole vielä kovin paljon tutkimuksia. ”On arvioitu, että kosteus aiheuttaa napapyörteen viilenemistä ja mahdollistaa pilvien syntymisen muutoin melko kuivassa stratosfäärissä”, Asikainen kertoo.

Helmiäispilvet eivät ole pelkästään kauniita, vaan niiden jääkiteiden pinnalla tapahtuvat kemialliset prosessit myös tuhoavat otsonimolekyylejä, joten helmiäispilvet ja otsoniaukko esiintyvät usein samanaikaisesti. Lue lisää: Helmiäispilvet kertovat napapyörteen ja otsoniaukon siirtymisestä.

Onko tulossa lauha vai kylmä talvi, ja miten revontulet näkyvät energiankulutuksessa? Tavoitteena pitkäaikaisennusteiden parantaminen

Kun napapyörre on vahva, se yleensä pitää kylmyyden Pohjoisnavalla, jolloin Suomessa on lauha talvi, kuten pitkäaikaisennusteet tälle vuodelle lupaavat. Mutta polaaripyörre voi myös rikkoutua, ja silloin napa-alueen kylmyys pääsee valumaan kovina pakkasina etelämmäs Suomeen. Tämä voi hetkellisesti vaikuttaa lämpötiloihin ja myös sähkön hintoihin.

”Oma mallimme ennusti jo viime kesänä polaaripyörteen rikkoutumisen tänä talvena. Jos niin käy, rikkoa voi seurata lyhytaikainen, mahdollisesti tiukkakin, pakkasjakso muuten lauhan talven keskelle”, Asikainen kertoo. ”Edellisenä talvena puoli vuotta aiemmin tehty ennusteemme toteutui.”

”Mallimme mukaan napapyörteen rikkoutumisen todennäköisyys on suurehko tänä talvena, koska samanaikaisesti Auringon uv-säteily on tavanomaista voimakkaampaa ja päiväntasaajan QBO-tuuli on kääntynyt läntiseksi”, Salminen listaa.

Tutkijoiden tavoitteena on parantaa pitkäaikaismalleja ja -ennusteita esimerkiksi siitä, millainen talvi eri vuosina on tulossa osana laajempaa avaruusilmaston ja avaruussään tutkimusta. Avaruusilmasto on suhteellisen uusi avaruusfysiikan ala, joka keskittyy auringon aktiivisuuden pitkäaikaisvaihteluihin sekä vaikutuksiin Maan lähiavaruudessa, ilmakehässä ja ilmastosysteemissä. Avaruusilmaston ja avaruussään tutkimuksessa hyödynnetään laajoja historiallisia havaintoaineistoja sekä tutka- ja satelliittihavaintoja. Uusissa tutkimuksissa tarkastellaan myös esimerkiksi aurinkoperäisten ilmastovaikutusten ja ilmastonmuutoksen yhteisvaikutuksia polaaripyörteessä.

Vuonna 2023 julkaistussa tutkimuksessa esimerkiksi osoitettiin, että revontulet vaikuttavat merkittävästi Suomen talvilämpötiloihin ja sähkönkulutukseen: voimakas hiukkassade eli revontulet vastaavat lämpimämpiä talvilämpötiloja ja pienentävät sähkönkulutusta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Apulaisprofessori Timo Asikainen, 0503501307, timo.asikainen@oulu.fi
Tutkijatohtori Antti Salminen, 0407432308, antti.salminen@oulu.fi
Viestintäasiantuntija Kaisu Koivumäki, 0504344261, kaisu.koivumaki@oulu.fi

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme
World GlobeA line styled icon from Orion Icon Library.HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye