Ilmastotalkoot ovat jo monella alalla vauhdissa, mutta lämmityksessä tärvätään. Energiansäästötaloja eivät tee tehtaat, ja tee itse -rakentajalle sellaisen pystytys on vaativa urakka..


on vaativa urakka.




Haluaisitko ostaa auton, joka kuluttaa polttoainetta kaksi litraa satasella? Näin havainnollistaa tohtori Pekka Tuomaala, joka tutkii Valtion teknillisessä tutkimuskeskuksessa, VTT:ssä, rakentamisen energiataloutta.
- Kiihtyvyys ja iskunvaimennus olisivat huomattavasti paremmat kuin perinteisessä autossa, ja lisähintaa tulisi vain kolmesta viiteen prosenttia.

Kahden litran auto on vielä jossittelua, mutta "kahden litran talon" saa kokoon hyllytavarasta.

Rakennuksen energiankulutus voidaan helposti puolittaa, ja samalla sisäilman laatu vain paranee. Kun lisäinvestointeja tarvitaan vain tuo 3-5 prosenttia ja takaisinmaksuaika on kuusikin vuotta, niin parempaa sijoitusta on vaikea kuvitella. Siinä sivussa pelastetaan maailmaa. Rakennusten lämmittämiseen menee maailmassa noin 10 prosenttia, Suomessa noin 20 prosenttia energiasta.

Matalaenergiataloja on testattu 1990-luvun alusta asti; ei tarvitse ostaa sikaa säkissä. Miksi sitten energiapihit talot yhä ovat poikkeus eivätkä sääntö?
Pietarsaaren asuntomessuilla esiteltiin 1994 energiaa säästävä "aurinkotalo".  Entä kuinka monta matalaenergiataloa näkyi viime kesän asuntomessuilla Hämeenlinnassa? Saman verran eli yksi ainoa.


Kaikki alkaa eristämisestä

Nykyisten rakennusmääräysten mukaan talo saa Suomessa kuluttaa lämmitysenergiaa 100 kilowattituntia bruttoneliömetriä kohti vuodessa; bruttoneliöihin lasketaan kaikki talon tilat.

Matalaenergiatalosta puhutaan, kun energian kulutus pudotetaan puoleen eli se on enintään 50 kilowattituntia neliöltä. Tähän päästään muutamilla yksinkertaisilla ratkaisuilla. Näin VTT listaa ratkaisuja viime keväänä julkaistussa kirjassa Energy Use:

- Ensiksi pannaan seiniin 250-300 millimetriä mineraalivillaa, lattiaan 200-300 milliä paisutettua polystyreeniä ja kattoon taas mineraalivillaa 400-500 millimetrin kerros. Valitaan energiaa säästävät ikkunat.

- Toiseksi asennetaan ilmastointi, joka ottaa talteen poistoilman lämmöstä 60-80 prosenttia.

- Kolmanneksi suunnitellaan ja rakennetaan talo huolellisesti.

Luettelo kertoo samalla vaikeusjärjestyksen. Helpointa ja helpoimmin ymmärrettävää on eristäminen. Ehdottomasti vaikeinta on varmistaa hyvä suunnittelu ja laadukas rakentaminen.


Mikä mitäkin kuluttaa?


















TALOTYYPPI RATKAISUT KULUTUS kWh / m2 / v
Normitalo
100
Matalaenergiatalo
50
Passiivitalo
Plusenergiatalo

Ruotsalainen osaa rakentaa

Eristäminen taitaa näyttää liiankin yksinkertaiselta: helppous houkuttelee lyömään laimin perusasioita. Vaikka emme olisi käyneet läpi edes koulun fysiikan kurssia, tiedämme, että hyvä villa auttaa vähän, jos rakentaja jättää seiniin rakoja. Tutkimukset kertovat, että juuri näin Suomessa usein tehdään.

Teknillinen korkeakoulu ja Tampereen teknillinen yliopisto tutkivat 2002-2004 sataa puurunkoista pientaloa. Ilmanvuotoluku, jolla rakennuksen tiiviyttä mitataan, oli keskimäärin 3,9 litraa tunnissa.  Suositus on enintään yksi litra tunnissa. 

Mikään luonnonlaki tai markkinalakikaan ei pakota tekemään hataria taloja. Ruotsissa, jossa olot ovat likipitäen samanlaiset kuin meillä, ilmanvuotoluku on suunnilleen yksi litra tunnissa. Ruotsalainen rakentaa taloja, suomalainen harakanpesiä.

Vuotoluku myös vaihteli paljon, puolesta aina yhdeksään litraan, vaikka useimmat talot olivat muutaman vuoden ikäisiä ja samojen ohjeiden mukaan suunniteltuja. Vaihtelu kertoo, että haluttaessa osataan tiivistää. Toisaalta se kertoo myös, että suunnitteluohjeista riippumatta rakentamisen tulos voi olla mitä sattuu.


Lämpöikkunat eristävät

Eristäminen tuo ensimmäiseksi mieleen villat ja polystyreenin seinissä ja lattioissa, mutta ikkunat ovat vähintään yhtä tärkeitä ja ongelmallisia.

Kolminkertaiset ikkunat tulivat 1970-luvulla, kun öljyn hinta pomppasi ylös ensimmäisen kerran. Luulisi, että kuluneiden yli kolmenkymmenen vuoden aikana ikkunoiden laatu on hiottu viimeisen päälle.

Tutkimus osoittaa toista. Rakennusmaailma-lehti testautti 2006 VTT:llä yhdeksän valmisikkunamerkkiä. Tutkijat mittasivat lämmönläpäisyä, ilmanläpäisyä ja vesitiiviyttä. 

Lämmönläpäisyä kuvaa lämmönläpäisykerroin eli U-arvo: mitä pienempi kerroin, sitä paremmin ikkuna eristää. Tutkimuksen yllättävin lämpötekninen havainto oli, että vain yhdessä ikkunassa oli lasien välissä suojakaasua, argonia. Tietenkin argonikkuna eristi parhaiten. Sen U-arvo oli alle 1,2 wattia neliömetriä ja astetta kohti. Muiden ikkunoiden U-arvot olivat yli 1,3, mutta alittivat kyllä rakennusmääräysten vaatimuksen, joka on 1,4.

Vertailun argonikkuna ei maksanut sen enempää kuin muutkaan, mutta ilmeisesti lämpimiä ikkunoita kysytään vielä vähän. Tosiasia, että ikkunat täyttävät rakennusmääräysten lämpöeristysvaatimuksen, taas kertoo enemmän määräysten väljyydestä kuin ikkunoiden hyvyydestä.


Ilmastointiin tarpeeksi tehoa

Jos "yksinkertainen" eristäminen on käytännössä vaikeaa, niin mitä tulee vastaan ilmastoinnissa, joka matalaenergiatalossa on hoidettava hyvin?

Espoon Leppävaarassa otettiin 2005 käyttöön lämpöpatteriton kerrostaloasunto, jonka olivat kehittäneet VTT, rakennusliike Reponen ja muutamat muut organisaatiot. Nyt Espoon Suurpeltoon aiotaan rakentaa Pohjoismaiden ensimmäinen lämpöpatteriton kerrostaloalue. Lämpö tulee suurimman osan talvea ihmisistä ja kodinkoneista. Lisälämmityksen kylmimmällä säällä hoitaa ilmanvaihtokone, joka lämmittää sisään tulevan ilman.

Yleisen nyrkkisäännön mukaan tavallisessa talossa tarvitaan Helsingin leveysasteilla ostolämpöä yhdeksän kuukautta vuodesta, matalaenergiatalossa kolme kuukautta. Mutta tarkkana pitää olla, jos haluaa saada myös hyvää sisäilmaa.

Kansa muistaa vielä, miten 1970-luvun energiansäästövuosina pienennettiin ilmanvaihtoa niin paljon, että rakenteisiin pääsi kertymään kosteutta. Ruvettiin kauhistelemaan "pullotaloja". Homeet alkoivat viihtyä (ks. Hometalossa riehuvat mikrobijengit, Tiede 7/2003, s. 20-25).  Materiaaleista irtosi ilmaan formaldehydiä ja muita myrkkyjä. 

Pientalotutkimuksen tekijät havaitsivat, että 2000-luvulla ilmanvaihtolaitteita saatetaan yhä alimitoittaa. Yksi tutkijoista, dosentti Jarek Kurnitski Teknillisestä korkeakoulusta, on kuvannut tyypillistä ongelmien ketjua: Suunnittelija alimitoittaa ilmastointilaitteen. Käytössä laite alkaa meluta liikaa. Melun vuoksi asukkaat kääntävät ilmanvaihdon pienemmälle.

Kurnitskin mukaan pitää aina tehdä myös äänilaskelmat. Vauhdikkaassa suunnittelussa ja rakentamisessa ilmanvaihdon akustinen suunnittelu vain tahtoo jäädä heikoille, toisarvoisina pidettyjen asioiden joukkoon.


Lamasta jarrut päälle

Lämmityksen kehittämistä ovat jarruttaneet rakentamisen yleiset ongelmat.

Ensin 1990-luvun lamaan reagoitiin pysäyttämällä melkein kaikki, kunnossapitoa myöten. Perään iski kvartaalikapitalismi. Kustannuksia leikattiin oikomalla matalimmasta yli eli laatua rapauttamalla. Tulosta huononsi edelleen valvonnan heikkeneminen, kun töitä ositettiin ja urakkaketjut pitenivät.

Puheet pullotaloista sen sijaan johtavat harhaan. Kuten tutkimus osoitti, monet talot ovat todellisuudessa liian harvoja. Ilma voi silloin pilaantua vaikka siksi, että ilmastointikone imee hataran lattian läpi maabakteereja ja radonia.

Jotta ei vaivuttaisi synkkyyteen, vilkaistaan välillä, mitä jo nykyisellä tekniikalla kyetään tekemään, jos toimeen tartutaan.


Passiivitalo puolittaa uudelleen

Matalaenergiaraja 50 kilowattituntia neliötä kohti on vasta ensimmäinen vaihe, joka parhaissa taloissa on jo ohitettu. Niin sanottu passiivitalo kuluttaa vielä puolet vähemmän eli 20-25 kilowattituntia. Passiivisuus tarkoittaa, että talo itse ei "tee" juuri mitään vaan antaa ympäröivien energialähteiden, kuten auringon, lämmittää itsensä.

Passiivitalon idea on peräisin Saksasta. Ensimmäisen passiivitalon rakensi 1991 Darmstadtiin rakennus- ja ympäristöinstituutin (Institut für Wohnen und Umwelt) tutkija Wolfgang Feist. Talo on kuluttanut lämmitykseen keskimäärin vajaat 11 kilowattituntia neliötä kohti vuodessa. Saksassa passiivitaloksi luetaan talo, joka kuluttaa 15 kilowattituntia; Suomen lukuihin sisältyy ilmastotasoitusta.

Maailman sulatellessa passiivitalon ideaa saksalaiset ovat alkaneet rakentaa plusenergiataloja. Darmstadtin yliopiston tutkijat kehittävät taloa, joka saa auringosta kaiken lämmön ja tuottaa lisäksi sähköä sähköauton lataamista varten.


Talotehtaasta ei voi ostaa

Tutkittu on valtavasti. Koetaloja on rakennettu, testattu ja hyviksi havaittu - kun vain saataisiin uusi tekniikka ostajien ja asukkaiden ulottuville. Suomessa puhutaan paljon innovaatioista, mutta ainakin asuntorakennusala on uudistunut hitaasti, paljon hitaammin kuin esimerkiksi autoteollisuus.

Autotehtaat tarjoavat sekä bensasyöppöjä että vähäruokaisia autoja kaikenlaisilla varusteilla ja joka makuun. Mainokset ja kotisivut kertovat polttoaineen kulutuksen ainakin pienellä tekstillä.

Matalaenergia- ja varsinkin passiivitaloa sen sijaan on vaikea ostaa. Talotehtaat kertovat asuntopinta-alan ja huoneiden lukumäärän, mutta energiataloudesta puhutaan markkinoinnissa toistaiseksi vähän ja kulutustietoja saa kaivaa esiin.

Pohjoismaiden suurin teollisesti valmistettujen pientalojen tuottaja Finndomo kertoo kotisivullaan Puutalo-tuotemerkistä, että talossa on lämpörunko, joka säästää asumiskustannuksia. Kulutuslukuja sivulla ei ole, mutta tehtaalta tiedot sentään löytyvät.

- Lämmitykseen kuluu keskimäärin 80-90 kilowattituntia neliötä kohti sekä Puutalo- että Omatalo-merkeissä, kertoo Finndomon suunnittelupäällikkö Esko Turunen.

Entä jos asiakas haluaisi talon, joka kuluttaa 50 kWh? - Kysyntä on vielä liian pieni, jotta tuotanto kannattaisi, mutta tulevaisuudessa voidaan valmistaa.


Vaikea rakentaa itse

Tee itse -rakentaja tai -rakennuttaja sentään saa itselleen juuri haluamansa talon, vai mitä? Kyllä saa, mutta saa myös varautua hankalaan hankkeeseen.

VTT:n Pekka Tuomaala on rakennuttanut energiapihin talon itselleen. Hän valittaa, että oli vaikea löytää ketään, joka olisi valmis suunnittelemaan energiaa säästäviä ratkaisuja. On helppo ymmärtää, että maallikon on turvallisinta valita perinnäinen talo.

Entä auttaako uusi energiatodistus, jota vaaditaan tämän vuoden alusta, suuntaamaan kysyntää ja tarjontaa energiaa säästäviin taloihin? Tuskin, sillä vaatimukset ovat kovin lepsut.

Pientalo pääsee A-luokkaan, jos koko energiankulutus on enintään 150 kilowattituntia neliötä kohti. Vaikka mukana on myös sähkön kulutus, useimmat talonvalmistajat ovat silti automaattisesti A-sarjassa. Tilanne on melkein sama kuin jos ylioppilastutkintolautakunta antaisi jokaiselle kirjoittajalle laudaturin.

Aika löysiä ovat muutkin luokittelut ja suositukset. Valtion energiavalistusyhtiön Motivan kotisivuilta löytyy energiataloudellisten Motivoittaja-talojen luettelo. Vain yhden talon energiankulutus lähestyy matalaenergiatalon tasoa eli on 65 kilowattituntia. Muut ovat normitaloja, jotka kuluttavat 100 kilowattitunnin molemmin puolin.


Näkö ja eko yhdistettävä

Tohtori Tuomaalan mukaan solmun aukaisemiseksi tarvitaan lisää sekä vaativia asiakkaita että ammattitaitoisia tekijöitä. Asiakkaita, joilla on varaa vaatia, on jo kohtuullisen paljon, mutta toistaiseksi he ovat vaatineet pääasiassa muuta kuin energiatehokkuutta.

Vilkaisu asuntomessutaloihin, rakentajien mainoksiin ja yleisöäänestyksien tuloksiin riittää kertomaan, että asiakkaat painottavat ulkonäköä. Kun talo näyttää hyvältä, ekologisuudesta ollaan valmiita tinkimään.

Onneksi arkkitehdit lupaavat yhä kauniimpia ekotaloja. "Ekologisen arkkitehtuurin nyt jo ohitettu ensimmäinen vaihe on useimmiten tuottanut esteettisesti kömpelöitä rakennuksia", sanoi arkkitehti, professori Juhani Pallasmaa Tekniikka kulttuurissa -seminaarissa 2000. "Tulevaisuuden rakentaminen tulee väistämättä olemaan teknisesti huippuunsa kehittynyttä ekologista funktionalismia."
Toivottavasti tulevaisuus on pian.


Kalevi Rantanen on tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.
Tietoa energiataloudellisesta rakentamisesta Motivan sivulla: www.motiva.fi/fi/kuluttajat/rakentaminen/


Säästä eksergiaa


onko käyttämäsi energia arvokasta vai laadultaan kehnompaa.



Tiedämme arkikokemuksesta, että energialajit ovat eriarvoisia. Tietty määrä sähköä on arvokkaampaa kuin sama määrä energiaa lämpimässä vedessä. Mutta jos kahvipöydässä kysyy, kuinka paljon arvokkaampaa sähkö on kuin lämpö, vastauksia tulee vähän.

Eksergian käsite kuvaa sekä energian määrää että laatua. Eksergia tarkoittaa käytettävissä olevaa energiaa eli energiaa, jonka avulla voidaan tehdä työtä. Käsitteen muotoili 1956 slovenialainen insinööri ja termodynamiikan tutkija Zoran Rant.


Sähkö valmista käyttöön

Alan kirjallisuudessa kiertää vertailu sähköakun ja lämpimän vesilitran välillä. Kahdentoista voltin ja 2,3 ampeeritunnin akku sisältää noin 100 kilojoulea energiaa. Litra 43-asteista vettä sisältää energiaa yhtä paljon, jos ympäristön lämpötila on 20 astetta. Jäähtyessään 20 asteeseen vesi nimittäin luovuttaa suunnilleen 100 kilojoulea.

Eksergiamäärät sen sijaan poikkeavat toisistaan paljon. Akussa on eksergiaa saman verran kuin energiaakin eli 100 kilojoulea. Akun sähköllä voi tehdä monenlaisia asioita, kuten käyttää 40 watin hehkulamppua 42 minuuttia tai 11 watin energiansäästölamppua 2,5 tuntia, näpytellä 50 watin läppäriä puoli tuntia tai vaikka kuumentaa vettä. Lämpimällä vedellä ei voi tehdä juuri muuta kuin pestä käsiä. Litra vettä sisältääkin eksergiaa vain seitsemän kilojoulea.

Energialaskelmat perustuvat yksinomaan termodynamiikan ensimmäiseen pääsääntöön, eksergialaskelmissa hyödynnetään myös toista pääsääntöä.

Eksergian numeerinen arvo saadaan kertomalla energiamäärä laatukertoimella, joka sähköllä ja mekaanisella energialla on yksi. Myös fossiilisilla polttoaineilla ja auringon säteilyenergialla  kerroin on korkea, 0,9 tai enemmän. (Laatukerroin on itse asiassa sama kuin ideaalisen lämpövoimakoneen eli Carnot’n koneen hyötysuhde, joka kertoo, miten suuri osa lämmöstä voidaan muuttaa työksi tietyllä lämpötilavälillä.)


Lattia parempi patteria

Tarkasti ilmaisten me kulutamme ja säästämme eksergiaa, emme energiaa. Eksergiaa säästyy, jos sähkön sijasta lämmittää vedellä tai ilmalla - ja vielä niin kylmällä vedellä tai ilmalla kuin mahdollista.

Kansainvälinen LowEx-tutkimusohjelma on tuottanut paljon esimerkkejä ja suosituksia. Yksi on siirtyminen patterilämmityksestä lattialämmitykseen. Perinteisessä patterissa veden lämpötila on 50-80 astetta, lattialämmityksessä riittää 25-35 astetta.

Eksergia-analyysiä käytetään eniten teollisuudessa, jossa on paljon vesi- ja lämpövirtoja. Koko kansantaloudenkin eksergiavirtoja on tutkittu. Turun kauppakorkeakoulun tutkijat Pentti Malaska ja Kari Grönfors selostivat Suomen eksergiatasetta Tiede 2000 -lehdessä jo 1990 (Ks. Luonnosta mallia tekniikkaan, Tiede 2000 7/1990, s. 50-55).

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Hirmun anatomia on selvinnyt sääsatelliittien mikroaaltoluotaimilla. Ne näkevät pilvien läpi myrskyn ytimeen ja paljastavat ukkospatsaat, joista myrsky saa vauhtinsa. Kuva: Nasa/Trimm

Pyörivät tuulet imevät energiansa veden lämmöstä.

Trooppiset rajuilmat tappoivat vuosina 1995–2016 lähes 244 000 ihmistä, koettelivat muuten 750 miljoonaa ihmistä ja tuhosivat omaisuutta runsaan 1 000 miljardin dollarin arvosta, enemmän kuin mitkään muut mullistukset, esimerkiksi tulvat tai maanjäristykset.

Näin arvioi maailman luonnonkatastrofeja tilastoiva belgialainen Cred-tutkimuslaitos raporteissaan, joissa se laskee katastrofien pitkän aikavälin inhimillistä hintaa.

Myrskytuhot ovat panneet myrskytutkijat ahtaalle. Kaikki tahtovat tietää, mistä näitä rajuilmoja tulee. Lietsooko niitä ilmastonmuutos?

Lämpö alkaa tuntua

Näihin asti tutkijapiireissä on ollut vallalla käsitys, jonka mukaan hirmuista ei voi syyttää ilmastonmuutosta vielä kotvaan. Se alkaa voimistaa myrskyjä vasta pitkällä aikajänteellä.

Nyt hurjimpia myrskyjä on kuitenkin alettu kytkeä ilmaston lämpenemiseen. Esimerkiksi alkusyksystä 2017 Maailman ilmatieteen järjestö WMO arvioi, että lämpeneminen todennäköisesti rankensi elokuussa Houstonin hukuttaneen Harvey-myrskyn sateita.

Jotkut tutkijat ovat puhuneet kytköksistä jo vuosia.

Esimerkiksi Kerry Emanuel, Massachusettsin teknisen yliopiston myrskyspesialisti, laski 2005, Katrinan runnottua New Orleansia, että Atlantin ja Tyynenmeren myrskyt ovat nykyään 60 prosenttia voimakkaampia kuin 1970-luvulla.

Keväällä 2013 Nils Bohr -instituutin Aslak Grinsted raportoi, että lämpenemiskehitys vaikuttaa myrskyissä syntyviin tulva-aaltoihin.

Kun maapallon keskilämpötila nousee 0,4 astetta, myrskytulvien määrä tuplaantuu. Tämä rajapyykki on jo ohitettu. Kun lämpötila nousee kaksi astetta, tulvat kymmenkertaistuvat. Silloin superrajuja myrskyjä hyökyy Atlantilta joka toinen vuosi. Tähän asti niitä on nähty kerran 20 vuodessa.

Meri lämpenee otollisesti

Tärkein myrskyjä ruokkiva muutosvoima löytyy sieltä, mistä myrskyt ammentavat energiansa ja mihin ilmastonmuutoksen nähdään vaikuttavan: meriveden lämpötilasta. Se kehittyy myrskyille otolliseen suuntaan.

Esimerkiksi Meksikonlahdella, hurrikaanien voimanpesässä, on mitattu jopa pari astetta tavallista korkeampia meriveden lämpötiloja.

Kun Haiyan, yksi kaikkien aikojen kovimmista taifuuneista, marraskuussa 2013 jätti kaksi miljoonaa filippiiniläistä kodittomiksi, meri oli myrskyn syntyalueella vielä sadan metrin syvyydessä kolme astetta normaalia lämpimämpi.

Meressä tapahtuu muutakin epäedullista: pinta nousee. Se kasvattaa myrskyjen nostattamia tulva-aaltoja, jotka usein saavat aikaan pahinta tuhoa.

 

Näin hirmumyrsky kehittyy

Hirmun syntymekanismi on sama kaikkialla, vaikka nimitykset vaihtelevat. Atlantilla ja Amerikan puoleisella Tyynellämerellä puhutaan hurrikaaneista, Aasian puolella taifuuneista ja Intian valtamerellä ja Oseaniassa sykloneista. Grafiikka: Mikko Väyrynen

 

Trooppisia hirmumyrskyjä syntyy päiväntasaajan molemmin puolin 5. ja 25. leveyspiirin välillä. Päiväntasaajalla niitä ei muodostu, sillä sieltä puuttuu coriolisvoima, jota myrsky tarvitsee pyörimiseensä

Kehittyäkseen myrsky vaatii tietynlaiset olot. Suursäätilan pitää olla laajalla alueella epävakaa ja ukkossateinen ja meriveden vähintään 26 asteista 50 metrin syvyydeltä. Lisäksi tuulien pitää puhaltaa heikosti 12 kilometrin korkeuteen asti. Voimakkaissa virtauksissa myrskynpoikanen hajoaa.

1. Merestä nousee lämmintä, kosteaa ilmaa. Se kohoaa nopeas­ti ja tiivistyy ukkospilviksi, jotka kohoavat 10–15 kilometrin korkeuteen. Samalla vapautuu lämpöä, mikä ruokkii matalapainetta.

2. Fysiikan säilymislakien mukaan ylös kohoavan ilman tilalle virtaa ympäriltä korvausilmaa, jolloin ilmanpaine alueella laskee.

3. Lämpöä kohoaa ylös yhä laajemmalti, ukkospilvien jono venyy, ja ilman virtausliikkeet voimistuvat. Ilmanpaine laskee lisää, ja alueelle syntyy liikkuva matalapaineen keskus.

4. Paine-ero tuottaa voiman, joka alkaa pyörittää tuulia kiihtyvää vauhtia. Maan pyörimisliikkeestä aiheutuva coriolisvoima kiertää niitä spiraalin lailla vastapäivään kohti matalan keskusta. Kun tuulen sekuntinopeus nousee yli 33 metrin, on syntynyt trooppinen hirmumyrsky.

Hurjimmissa myrskyissä tuulen nopeus nousee 70–90 metriin sekunnissa. Pyörteen halkaisija vaihtelee puolestaan 400 kilometristä 1 000 kilometriin.

5. Myrskyn voimistuessa sen ylle muodostuu korkeapaine, joka pyörii tuulia vastaan. Laskeva ilmavirtaus kuivattaa ja lämmittää keskusta, ja se seestyy myrskynsilmäksi.

6. Silmää kiertävät tuulet sekoittavat tehokkaasti meren pintaa 50–100 metrin syvyydeltä. Kun lämmintä vettä painuu syvyyksiin ja viileää kohoaa pintaan, ”lämpövoimala” jäähtyy ja hitaasti liikkuva myrsky voi heikentyä. Nopeaan myrskyyn jarru ei ehdi vaikuttaa, ja silloin kumpuava vesi voi loppumatkasta muuttua vaaralliseksi.

7. Kun ranta lähestyy ja meri madaltuu, tuulet pakkaavat vettä myrskyn tielle tulva-aalloksi, joka syöksyy myrskyn mukana maalle tuhoisin seurauksin.

Maalle saavuttuaan myrsky laantuu, kun se ei enää saa käyttövoimaa meren lämmöstä.

 

Tuula Kinnarinen on Tiede-lehden toimitussihteeri.

Julkaistu Tiede-lehdessä 1/2014. Päivitetty 12.9.2018.