Pilvien jättimäisten reikien arvoitus on selvinnyt

Lentokoneiden pilviin synnyttämien arvoituksellisten reikien valtava koko voi johtua hienoisesta lämmöstä, kerrotaan tuoreessa tutkimuksessa.

keskiviikko 6. heinäkuuta 2011 teksti Dave Mosher, National Geographic News

Taivaalla on vuosikymmenten mittaa useinkin nähty valtavia reikiä korkealla olevissa ohuissa pilvissä, jotka koostuvat alijäähtyneestä vedestä. Pilvet sisältävät pikkuruisia jäätymispisteen alle jäähtyneitä pisaroita, joissa ei ole hiukkasia, joiden ympärille voisi muodostua jääkiteitä.

Pilvipisarat voivat silti muuttui jäisiksi ilman hiukkasiakin, jos vesi jäähtyy alle 40 pakkasasteeseen. Silloin vesimolekyylit hidastuvat niin paljon, että ne voivat jäätyä itsestään.

Latenttia lämpöä

Tutkijat tiesivät jo aiemmin, että lentokoneen siivet, potkurit ja turbiinit voivat jäähdyttää alijäähtynyttä vettä, koska ilma laajenee nopeasti koneen vanavedessä. Tuo jäähtyminen riittää muuttamaan nestemäiset pisarat jääksi, ja tämän mekanismin uskotaan olevan pilvireikien takana.

Kun vesi jäätyy, olomuodon muutos puolestaan vapauttaa energiaa niin kutsutun latentin lämmön muodossa, ja tämän lämmön osuutta asiaan haluttiin selvittää tarkemmin.

"En pitänyt latenttia lämpöä mitenkään merkittävänä, mutta se pitääkin yllä tiettyä kierrettä, joka kestää joissakin tapauksissa jopa tunteja läpilennon jälkeen", sanoo yksi tutkimuksen kirjoittajista, NCAR:n (National Center for Atmospheric Research) ilmakehäasiantuntija Gregory Thompson.

"Siksi aukot voivat kasvaa sopivissa olosuhteissa kaupunkien kokoisiksi."

Vaikuttavatko tutkimuslennot pilvidataan?

Tutkijoiden teoriana oli, että latentti lämpö kantaisi noustessaan mukanaan vastajäätynyttä jäätä – ainesta, joka tavallisesti leijuisi alaspäin – takaisin pilveen.

Pilvessä alijäähtyneet vesipisarat yhtyvät jääkiteisiin, mikä siis ruokkii jään muodostumista. Lopulta jäisestä alueesta tulee niin tiheä, että se sataa alas lumipyrynä.

Tutkijat halusivat selvittää, aiheuttaako latentti lämpö reikäpilviä, joten he ajoivat pilvimallisimulaatiota sekä latentilla lämmöllä että ilman.

Latenttia lämpöä sisältävä simulaatio osoitti lämmön pidättävän jäätä pilvessä, saavan melkein aikaan höyrystymistä, vetävän ympäröivää höyryä kiteytymisalueelle ja muodostavan lunta. Mallissa pilviin muodostui lopulta reikiä, jotka vastasivat luonnostaan tapahtuneista ilmiöstä otettuja kuvia.

Ilman latenttia lämpöä ajettu simulaatio ei tuottanut luonnossa dokumentoitua prosessia.

Thompson korostaa, ettei tämä tulos luultavasti muuta mitenkään käsityksiä lentokoneiden vaikutuksesta globaaliin ilmastoon. Eivätkä reikäpilvet myöskään aiheuta merkittäviä lumisateita lentokenttien tienoilla: "Ilmiö lienee liian heikko moiseen."

Hän myös huomauttaa, että tutkijat "kuluttavat valtavasti aikaa pilvien läpi lentämiseen kerätäkseen dataa, jota me sitten käytämme luonnollisia pilviä matkivien mallien rakentamisessa. Voi kuitenkin olla, että muutamme tuota dataa samalla kun keräämme sitä."

"Ei sillä suurta merkitystä ole, mutta se on hyvä pitää mielessä, kun ilmakehämalleja jatkossa tehdään."

NCAR:n Andrew Heymsfieldin johdolla tehty tutkimus ilmestyi Science-lehden viime viikon numerossa.

Ehkä sinua kiinnostaa...

Ehkä tämä kiinnostaa sinua ...