Lumen taju – ilman lunta luonto ei selviäisi kylmästä talvesta
Metsä on kietoutunut paksuun valkoiseen lumiviittaan. Taivaalta tipahtelee hissukseen uunituoreita lumihiutaleita, jotka kirkastavat maiseman entistä hohtavammaksi.
Onneksi ilmakehässämme on paljon pienhiukkasia, joihin nyt parhaillaankin alas leijailevat lumikiteet voivat kiteytyä.
”Jos ilmakehä olisi täysin puhdas, kosteus tiivistyisi tai härmistyisi suoraan maankamaraan. Silloin meillä ei olisikaan lunta vaan paannejäätä”, sanoo Helsingin yliopiston geofysiikan emeritusprofessori Matti Leppäranta. Häneltä ilmestyi loppuvuodesta kirja Lumen ja jään maa (Vastapaino).
Kerrataanpa vielä, miten lumi oikein syntyy: Kun ilma nousee ylös, se jäähtyy noustessaan ja kosteus alkaa tiivistyä. Lämpimässä se tiivistyy vesipisaroiksi.
”Mutta yleensä tuolla ylhäällä ilmakehässä on kylmä. Silloin se tiivistyy lumihiutaleiksi tai veden kautta jääkiteiksi. Kun syntyy tarpeeksi isoja lumikiteitä, vesipisaroita tai rakeita, ne tippuvat alaspäin painovoiman vetämänä”, Leppäranta kertoo.
Kuva: Taru Rantala / Vastavalo
Jos ilma on kylmä, ne pääsevät aina maahan asti lumena.
”Kesäaikana lumi kuitenkin sulaa matkan aikana, kun ilma on lämmin. Poikkeuksena ovat rakeet, jotka ovat niin isoja ja kompakteja, että ne tippuvat kovaa lämpimänkin ilman läpi.”
Jossain päin maapallon ilmakehää on siis koko ajan lumihiutaleita olemassa, jos vain siellä seilaavissa pilvissä on tarpeeksi kylmä.
Lumihiutaleita luokitellaan muodon perusteella, ja muoto taas määräytyy ilman kosteuskyllästyneisyyden ja lämpötilan mukaan.
”Se pitää kutakuinkin paikkansa, että ei ole kahta samanlaista lumihiutaletta. Helpompi on saada lottovoitto joka viikko vuoden aikana, kuin löytää kaksi samanlaista lumihiutaletta”, Leppäranta sanoo.
Kausilunta ja vanhaa lunta
Kaikki meillä maassa oleva lumi on niin sanottua kausilunta. Se tulee yhden talven aikana ja sulaa viimeistään kesällä pois. Vuoristoissa ja napa-alueilla on jäätiköitä, joiden lumikerros on niin sanottua vanhaa tai ylivuotista lunta, ja syvemmällä on jääksi puristunutta vielä vanhempaa lunta.
”Vanhalle lumelle ei ole meillä suomen kielessä omaa termiä. Joskus puhutaan lumenviipymistä, joita voi nähdä lumilaikkuina esimerkiksi kesällä Käsivarren Lapin tunturien rinteillä”, Leppäranta kuvailee.
Taivalkosken Pyhitystunturilla lumi viipyilee vielä kesäkuun alussa. Kuva: Heikki Ketola / Vastavalo
Tällainen vanhan lumen laikku voisi ajan saatossa kasvaa ihka oikeaksi jäätiköksi.
”Esimerkiksi Haltin korkeus on 1,3 kilometriä. Laskennallisesti on arvioitu, että jos se olisi 1,5 kilometriä, sinne olisi kasvanut jäätikkö.”
Jäätiköt syntyvät, kun lunta tulee vuosi toisensa jälkeen, eikä se sula välillä pois.
”Sitten kun lunta on tullut kymmeniä, satoja metrejä vuosien kuluessa, lumi puristuu syvemmällä painonsa alla jääksi.”
Suomea lähin jäätikkö löytyy Norjan Skibotnista, Kilpisjärven naapurista.
”Ilma on Skibotnissa lämpimämpi kuin Kilpisjärvellä, mutta sademäärä suurempi. Jos Kilpisjärvelläkin sademäärät nousisivat, sinne voisi periaatteessa syntyä jäätikkö, vaikka ilma lämpenisikin. Tapahtumien kulkua odotetaan mielenkiinnolla, mutta siihen menee monta ihmispolvea ennen kuin mitään alkaa merkittävämmin näkyä.”
Nuoskaa ja harsoa
Vanhan lumen kertymät ja jäätiköt ovat siis meille vieras maailma, mutta sen sijaan kausilumen eri muodot ovat sitäkin tutumpia, kuten jalan alla lumikiteiden rikkoutumisen takia narskuva pakkaslumi, painava ja vettä tihkuva nuoskalumi tai höyhenenkevyt harsolumi.
”Jos katsoo lumista maisemaa, niin lumi elää ja muuttuu jatkuvasti. Siellä tapahtuu höyrystymistä ja höyryn kiteytymistä, minkä takia lumiaines voi liikkua lumen sisällä ja muodostaa hauraita kerroksia. Ne eivät näy ulospäin.”
Keväällä hangen pinta voi myös kovettua kivikovaksi hankiaiseksi, kun nuoskalumen pinta jäätyy pakkasyönä. Tunturialueilla taas hangen pinnan voi kovettaa voimakas tuuli.
Voimakas tuuli kovettaa tunturilumen pinnan ja kasaa tykkylunta puihin. Kuva: Juha Määttä / Vastavalo
”Olen kuullut, että Ylä-Savossa hanki on ollut joskus niin kovaa, että siinä on ajettu Mossella. Se on kyllä ääritapaus”, Leppäranta muistelee.
Kantava hanki on ollut yksi asia, joka on vaikuttanut meillä täällä Skandinaviassa hiihtotaidon kehittymiseen, kun esimerkiksi Uralin takana on suosittu lumikenkiä.
”Se on aikoinaan ollut suuri etu metsästäjille, että hanki on kantanut hiihtäjää, mutta upottanut saaliseläintä, kuten vaikkapa hirveä.”
Pohjoiset eläinlajit ovat kuitenkin sopeutuneet vaihteleviin lumiolohin ja upottavaankin hankeen.
”Poron jalka leviää ja metsäjäniksen tassu käy lumella hyvin, mutta rusakko ei ole niinkään sopeutunut eikä hirvikään. Niiden kannat seuraavat lumirajojen muutoksia.”
Lumen suojassa ja lämmössä
Hyvä on hiihtäjän hiihdellä ja mennä hiihtolenkin jälkeen sisälle lämpimään hörppimään kuumaa kaakaota. Luonto eläimineen ja kasveineen on kuitenkin talven armoilla 24/7. Kovilla pakkasilla lumi on erinomainen eriste ja se tarjoaa suojaa ja lämpöä niin kieppiin painautuvalle teerelle kuin hangen alla kuljeskelevalle metsämyyrälle tai talvilevossa oleville mustikan- ja puolukanvarvuille.
Lumi suojaa kasveja pakkaselta. Kuva: Riitta Weijola / Vastavalo
”Lumen eristävyyttä voisi melkein verrata parhaisiin teollisiin eristeisiin. Vasta viime aikoina ihmiset ovat päässeet tekemään yhtä hyviä eristeitä kuin lumi luonnostaan on. Se on varmasti luonnon kannaltakin se tärkein asia”, Leppäranta kertoo.
Mitä löyhempää ja harsoisempaa lumi on, sitä enemmän lumen sisällä on ilmaa ja sen paremmin se eristää. Kun lumi tiivistyy, eristävyyskin heikkenee.
”Lumi on tiiviimpää pelloilla ja aukeilla kuin metsässä. Jos sattuu eksymään vaikka tunturissa, kannattaa lumiluolaa alkaa kaivaa metsän puolella. Sitä on helpompi kaivaa ja se eristää paremmin.”
Harsolumessa on 10 prosenttia jääkiteitä ja peräti 90 prosenttia ilmaa. Metsälumessa lukemat ovat 20 ja 80, kovassa tunturilumessa 40 ja 60.
Eristävyyden lisäksi lumen kokoonpuristuvuudella on merkitystä myös eläinten selviytymiselle. Esimerkiksi porot vaeltavat ja etsivät lunta, jonka läpi ne pääsevät kaivamaan ravintoa.
”Normaalissa metsälumessa tämä onnistuu, mutta jos lumeen tulee jäälinssejä nuoska- ja pakkasjaksojen vuoksi, sitä voi olla vaikeaa tai jopa mahdotonta kaivaa”, Leppäranta kuvailee.
Monet saamenkielen lunta kuvaavat sanat kertovatkin siitä, miten hyvin poro pärjää kyseisissä oloissa. Esimerkiksi skáva kantaa ihmistä, mutta ei poroa, ja čearga tarkoittaa kovaa tuulen pakkaamaa lunta, jonka läpi poro ei pääse syömään jäkälää.
Lumi karkottaa roudan ja pimeyden
Emeritusprofessori Leppäranta on tehnyt pitkän uran lumen ja jään parissa. Löytyykö näistä veden eri olomuodoista enää mitään, mikä hämmästyttää?
”Lumimateria on niin jännää. Se elää ja on välillä höttöä. Kun se tulee nuoskaksi, siitä voi rakentaa kaikenlaista ja kun se puristetaan kasaan, se muuttuu jääksi. Vaikea kuvitella muuta ainetta, joka käyttäytyisi näin. Ja se valo, minkä se antaa. Lumi on olennainen osa ympäristöämme. Sitä ei arjessa tule ajateltua, kuinka tärkeä se onkaan.”
Jos Suomi ei peittyisi talvisin lumeen, maan valtaisi pimeys ja paksu routa.
”Luonnolle se olisi katastrofaalista, jos lumen suoja puuttuisi sitä tarvitsevilta. Monen eliölajin elinpiiri vetäytyisi selkeästi etelään päin”, Leppäranta sanoo.Paksun routakerroksen takia maassa elävät lajit eivät pääsisi enää mihinkään suojaan.
Metsämyyrä kulkee käytävissä hangen alla. Kuva: Pentti Sormunen / Vastavalo
”Me elämme hyvin pohjoisessa, mutta Golf-virran ansiosta voimme viljellä maata ja ruokkia itsemme. Voisi sanoa, että tähän pohjoiseen sijaintiin verrattuna meillä on luonnottoman lämmintä.”
Suomen kanssa samoilla leveyspiireillä oleva Alaska on hyvä vertailukohde.
”Alaskassa keskilämpötila on viisi astetta alempi kuin meillä ja maassa on ikiroutaa. Ei tulisi kuuloonkaan, että siellä alettaisiin viljelemään vehnää tai ohraa. Itse asiassa Fennoskandia on ainoa paikka maailmassa, jossa viljapeltoja lainehtii napapiirillä.”
Suomi kuuluu kostean lumi-ilmaston vyöhykkeeseen, sillä täällä sademäärät ovat runsaita ja sade tulee alhaisten lämpötilojen vuoksi talvella lumena. Talven ankaruus riippuu ilmavirtauksista.
Länsipuolellamme on Pohjois-Atlantti, josta tulee lauhaa ja kosteaa ilmaa. Idässä ja pohjoisessa taas on mantereinen, kylmä ja kuiva ilmasto.
Esimerkiksi tammikuun keskilämpötila on Helsingissä lämpimänä talvena lähellä nollaa. Kylmänä talvena se putoaa 10–15 astetta pakkaselle.
”Tammikuun keskilämpötila siis vaihtelee 15 astetta sen mukaan, kuinka voimakas hallitseva läntinen ilmavirtaus on ollut.”
Kaoottinen ilmakehä
Sademäärissäkään ei meillä Suomessa ole selvää ennustettavuutta tai säännöllisyyttä.
”Jos ollaan hyvin kylmässä ilmastossa, silloin ilma ei pysty paljon pitämään kosteutta. Mitä kylmempi ilmasto, sitä vähemmän siinä on vettä tai vesihöyryä. Se on kosteuden ominaisuus.”
Vuodet, eivätkä talvetkaan ole veljeksiä, joten niiden ennustaminen ei onnistu.
”Ei ole yhtään mitään tietoa, millainen on seuraava talvi. Vanhoissa kansanuskomuksissa on ajateltu, että jos on kylmä talvi, tulee lämmin kesä. Ajatus perustuu siihen, että mantereinen ilmasto olisi päällä yhtäjaksoisesti, mutta sehän voi mennä vinksalleen milloin vain.”
Kuva: Taru Rantala / Vastavalo
Suomen talvisäätä onkin vaikea ennustaa. Vertailuksi Leppäranta kertoo esimerkin Atlantin toiselta puolelta. Tyynellämerellä vaikuttaa El Niño -ilmiö, jossa pasaatituulet ajoittain heikkenevät ja merivirrat muuttuvat.
”Siinä on jonkin verran muistia. Esimerkiksi Amerikan suurien järvien ilmastoa ja lämpöolosuhteita voidaan ennustaa El Niñon perusteella. Mutta tästä Suomen sääoloihin vaikuttavasta atlanttisesta länsivirtauksesta ei ole löydetty säännöllisyyttä. Se on vähän niin kuin jalkapallo-ottelu, että jälkikäteen on helppo selittää mitä tapahtui ja miksi tapahtui. Urheiluammattilainen osaa ennustaa sen yhtä hyvin kuin Pihtiputaan mummo.”
Ilmakehän käyttäytymisessä on Leppärannan mukaan niin sanottua kaoottisuutta. Siihen ei pääse käsiksi.
”Kun olin koulupoika 1960-luvulla, silloin voitiin ennustaa seuraavan ja joskus hyvällä tuurilla sitä seuraavankin päivän säätä. Tietokoneet olivat silloin yhtä hyviä kuin taskulaskimet nykyisin. Ja millaisia superlaskureita meillä nykyisin onkaan, mutta ennustettavuus ei ole silti paljon parantunut”, Leppäranta kertoo.
”Suuri legenda on, että perhossiiven heilahdus Pekingissä voi kertautuvasti vaikuttaa meihin. Kaoottisuudessa pienikin häiriö jossakin voi kasvaa ja aiheuttaa taas muualla jotakin.”
Lumisade on tauonnut ja pilvien takaa kömpii esiin aurinko. Sen valo on muuten valkoista, ja siitä johtuu lumen valkea värikin.
Nyt olisi hyvä hetki lähteä ulkoilemaan.
”Kekkosen aikaan radiossa sanottiin, että on kymmenen astetta pakkasta ulkona ja hangella luistava keli. Nyt sanotaan, että on 10 astetta pakkasta, hakekaa säilykkeitä ja pysykää kotona. Minusta pakkaskelillä on kiva liikkua ulkona ja ilma on raikasta.”
Marko Junttila / Vastavalo