•  

AHHAA: Kuidas teha ilma? (30.01.2008 15:33)

Ilma tehakse ka Teaduskeskuses AHHAA, täpsemalt töötoas AHHAA ilmajaam:

Ilma võib kiita ja kiruda. Võib siunata ja sajatada. Tavaliselt on ilm väga harva selline, et see meile meeldiks. Talv kipub tulema üllatusena nagu ka suured vihmad ja tormid. Üllatuste, eriti just ebameeldivate, vältimiseks on inimesed läbi aegade püüdnud ilma ennustada.

Ilmatarkadeks kutsutud inimesed arvavad end oskavat seapõrna pikkuselt ennustada järgneva perioodi ilma, veelgi targemad aga jälgivad loodust tervikuna ning teevad kogemustele põhinevaid järeldusi.

Tänapäeval ennustavad ilma sünoptikud, kes kasutavad selleks täpselt töötavat aparatuuri. Ilmajaam on vaatluskoht, kus toimub ilmaelementide (temperatuur, tuule kiirus ja suund, sademed jt) mõõtmine ja vaatlemine. Ametlikke ilmavaatlusi tehakse kindlatel aegadel, 6 korda päevas kindla korra järgi. Saadud andmeid kasutatakse ilma ennustamiseks ning ilma ja kliima uurimiseks.

Andmeid üles tähendades ja analüüsides uurivad meteoroloogiad ilma. Igaüks võib hakata amatöörmeteoroloogiks, kui valmistab endale oma ilmavaatlusjaama ning kogub vaatlusandmeid ning hoiab need alles. Mõne aja möödudes võid märgata, et ilmastikumuster võimaldab Sul meteoroloogina ilma ennustada.

  • kuidas saab ise ilma ennustada?
  • milliste koduste vahendite abil saab endale ilmajaama ehitada?
  • milline on "lollikindel" ilmajaam?

Seda ja veel palju muudki ilmategemiseks vajalikku õpitaksegi töötoas AHHAA ilmajaam.

Ilmategu on koostatud Illar Leuhini poolt.

TAUSTTEADMISED

Tuul on looduslikel põhjustel liikuv õhk, täpsemalt õhk, mis liigub paralleelselt Maa pinnaga. Tuul tekib sellepärast, et õhk liigub kõrgema õhurõhuga piirkonnast madalama õhurõhuga piirkonda. Tuule liikumine ei ole teda mõjutava Coriolisi efekti tõttu mitte sirg-, vaid kõverjooneline. Seetõttu tekivadki tsüklonid aladele, kus valitseb madalrõhkkond (õhk liigub sinna) ning antitsüklonid kõrgrõhkkonnaga aladele (sealt liigub õhk eemale).

Coriolisi efekt ehk Coriolisi jõud on prantsuse matemaatiku ja füüsiku Gaspard-Gustave de Coriolisi järgi nime saanud jõud, mis näivalt mõjub liikuvaile kehadele pöörlevas taustsüsteemis.

See tähendab, et Maa peal liikumise hetkel sirgjooneliselt kiirenduseta liikuvate objektide trajektoorid on kõverjooned, kui nad kanda kaardile. Liikuv objekt hälbib põhjapoolkeral paremale ja lõunapoolkeral vasakule. Piki ekvaatorit liikuvaile objektidele Coriolisi efekt mõju ei avalda.

Mõju suureneb kaugenedes ekvaatorist pooluste suunas vastavalt valemile F=sin φ , kus φ on liikuva objekti laiuskraad. Coriolisi jõu saame avaldada valemist Fcor=2*m*Ω*V*sinφ , kus m on liikuva keha mass (kg), V tema kiirus (m/s), Ω Maa nurkkiirus (rad/s) ning φ objekti paiknemise laiuskraad (°). Maa nurkkiirus näitab, mitme radiaani võrra pöördub Maa ühe sekundi jooksul.
Teades sideerilise ööpäeva pikkust 23h 56min 04s ja seda, et Maa teeb ühe täispöörde ehk 360° ehk 2*π*rad selle jooksul, saame Maa nurkkiiruse väärtuseks 0,000664926 rad/s. See on konstant.

Mõnikord väidetakse, et Coriolisi efekt mõjutab ka seda, kumbapidi hakkab pöörlema vannist äravoolav vesi jne. Tegelikult ei sõltu see mitte Coriolisi efektist, vaid pigem vee liikumissuunast jms. Coriolisi efekt on nii väike, et ta pääseb mõjule alles väga suurtes süsteemides pika aja jooksul.

Coriolisi jõu arvestamisel on suur tähtsus geograafias, satelliitide trajektooride arvutamisel jne. Geograafias näiteks on Coriolisi jõu tõttu Eestis valitsevaks läänekaartetuuled ja Inglismaa kliima palju pehmem kui Sahhalinil, kuigi nad asuvad ligikaudu samal laiuskraadil. Coriolisi jõud loob globaalse keskmiste valitsevate tuulte ja hoovuste süsteemi. Samuti põhjustab see Maa poolustele lähematel aladel jõgede kallaste erinevat erosiooni, eriti meridiaanidega paralleelsetel või nende suhtes väikese nurga all voolavatel jõgedel.

Kõrgrõhuala e. antitsüklon on ümbritsevast õhkkonnast suhteliselt kõrgema õhurõhuga ala. Kõige kõrgem on õhurõhk kõrgrõhuala keskmes ja langeb perifeeria suunas. Kõige sagedamini tekivad meie ilma mõjustavad antitsüklonid Skandinaavias, Soomes või teistes Läänemeremaades, kuid vahel ulatub Eestini ka Siberi või Venemaa Euroopa osa kõrgrõhkkonna lääneserv.

Kõrgrõhualas valitsevad tavaliselt laskuvad õhuvoolud, mis põhjustavad pilvisuse hajumist. Sage nähtus on külmal poolaastal inversioonikihi tekkimine. Inversiooni korral õhutemperatuur vastupidiselt tavalisele käigule troposfääris kõrgemale tõustes tõuseb. Inversioonikihi alune madal õhuke pilvekiht võib põhjustada pilves taeva püsimist hoolimata kõrgest õhurõhust. Tuulte suund kõrgrõhkkonnas on põhjapoolkeral päripäeva ja lõunapoolkeral vastupäeva.

Erineva iseloomuga tuultele on antud palju erinevaid nimetusi. Näiteks mistraal, siroko, passaat, föön, tromb, orkaan jne. Neist tuntumad on passaat, tromb ja orkaan.

Passaat on püsiv tuul, mis puhub kolmekümnendatelt laiuskraadidelt ekvaatori poole.

Kolmekümnendatel laiuskraadidel tekib kõrgrõhuala, aga ekvaatori piirkonnas tekib madalrõhuala ja õhk liigub troopikast ekvaatori suunas. Coriolisi jõu tõttu õhu liikumise suund muutub ja passaadid puhuvad põhjapoolkeral kirdest edela suunas, lõunapoolkeral kagust loode suunas.

Tromb ehk tornaado on väikese läbimõõduga, kuid väga intensiivne õhupööris, mille keskmes on õhurõhk tunduvalt väiksem normaalrõhust.

Teadlased kasutavad tavaliselt terminit "tornaado". Vastupidiselt laialt levinud arvamusele ei ole tromb tornaadost väiksem. Eksitus tuleneb ilmselt sellest, et USA-s kasutatakse sõna tornado, Euroopas aga tavaliselt "tromb" (itaalia sõnast tromba; näiteks saksa keeles Trombe). Et Euroopa trombid on reeglina oma Ameerika "ametivendadest" väiksemad, siis on tekkinud arusaamine trombist kui väikesest tornaadost või tornaadost kui suurest trombist. Tegelikult on need sõnad sünonüümid. Eesti keeles on trombi nimetatud mitmeti, levinuimad nimetused on tuulispask ja vesipüks (vee kohal tekkinud ja liikuv pööris).

Orkaan ehk taifuun ehk troopiline tsüklon on ulatuslik väikestelt laiustelt pärit madalrõhkkond (tsüklon), mis toob endaga kaasa tugeva tormi.

Orkaaniks võidakse nimetada ka tsükloneid, kus tuule kiirus ületab teatud väärtuse, tavaliselt 32,7m/s. Sellised tormid ei pruugi tekkida sooja troopilise mere kohal ja ei ole seetõttu orkaanid selle sõna kõige levinumas tähenduses.

Tuule kiirust mõõdetakse anemomeetriga, mõõtühikuks on meeter sekundis (m/s). Tuule kiiruse hindamiseks kasutatakse Beauforti skaalat.

 

 


 


 

 

 

 

 

Telefon: 6 565 655

E-post: ilm@ilm.ee

Rohkem: Kontakt | Reklaam