Ukkoset eivät kuulu ainoastaan maapallon ilmastoon. Aurinkokuntamme kovimmat ukkosmyrskyt riehuvat tällä tietoa Jupiterissa. Parhaillaan tutkitaan Saturnuksen rajuilmoja.

TEKSTI:Leena Tähtinen


Sisältö jatkuu mainoksen jälkeen

Ukkoset eivät kuulu ainoastaan maapallon ilmastoon.
Aurinkokuntamme kovimmat ukkosmyrskyt riehuvat tällä tietoa Jupiterissa.
Parhaillaan tutkitaan Saturnuksen rajuilmoja.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 5/2004


 





Näin syntyvät Maan ukkoset

Maapallolla esiintyy kahdenlaisia ukkosia, jotka saavat alkunsa ilman pystyvirtauk-sista.

- Rintamaukkosia, joita Suomen voimakkaim-mat ukkoset yleensä ovat, kehittyy esimer-kiksi silloin, kun kylmä rintama kiilautuu läm-pimän ja kostean ilman alle ja pakottaa sen nousemaan ylös.

- Lämpöukkosia muodostuu, kun aurinko lämmittää ilmaa voimakkaasti. Näitä ukkosia esiintyy etupäässä kesäiltapäivisin tropiikis-sa.

Pilvi varautuu

Ukkospilvi kehkeytyy, kun lämmin ja kostea ilma nousee ylös ja jäähtyy. Pilven kasvaes-sa korkeutta sen keskiosaan muodostuu lumirakeita. Pystyvirtaus paiskaa alaosasta ylös jääkiteitä, jotka törmäävät lumiakeisiin. Lumirakeet ja jääkiteet vaihtavat elektroneja, ja pilvi sähköistyy.

- Jääkiteiden ja lumirakeiden törmäystä pi-detään tärkeimpänä tekijänä pilven sähköis-tymisessä. Sitä ei kuitenkaan osata selittää, miten lumirae ja jääkide vaihtavat varausta, sanoo Ilmatieteen laitoksen ukkostutkija Tapio Tuomi.

Jännite purkautuu

Ukkospilvi varautuu positiivisesti yläosis-taan ja negatiivisesti keskiosistaan, sillä negatiiviset lumirakeet ovat pikkuriikkisiä jääkiteitä raskaampia ja vajoavat alas.

Maata lähinnä oleva negatiivinen varaus saa maankamaran positiiviseksi. Näin sekä pilven sisään että pilven ja maan välille syntyy jännite, joka purkautuu salamana. Noin kolme neljästä salamaniskusta tapah-tuu pilven sisässä. Loput iskevät maahan.

Salamat kohtaavat

Pilvestä lähtee ensin esisalama maata kohti. Se avaa purkauskanavaa, johon maasta lähtevä vastasalama yhtyy. Nyt avoimeen kanavaan syöksyy pääsalama, joka kuu-mentaa purkauskanavan ilman äkisti kym-meniintuhansiin asteisiin.

Kaasu välähtää ja laajenee räjähdysmäi-sesti. Isku kestää vain muutamia kymmeniä sekunnin miljoonasosia, mutta siinä vapau-tuu energiaa 20-500 miljoonaa joulea.


Maapallolla taivas jylisee tälläkin hetkellä noin kahdellatuhannella paikkakunnalla. Näin hyvin ollaan perillä omista ukkosistamme. Muun aurinkokunnan ukkosista tiedetään vähemmän. Tutkijat kysyvät yhä: missä salamoi, miksi ja miten?

Parhaiten tunnetaan Jupiterin ukkoset. Jättiläisplaneetan salamoista on kuviakin. Venuksen, Saturnuksen, Uranuksen ja Neptunuksen ukkosista on sen sijaan vasta luontainmittausten vihjauksia.

Jupiterissa ukkosetkin suuria

Ensimmäinen viite siitä, että muillakin planeetoilla ukkostaa, saattiin 1970-luvun lopulla, kun Voyager 1 ja 2 -luotaimet rekisteröivät Jupiterista salamointia vastaavia sähköpurkauksia. Lähes 20 vuotta myöhemmin Galileo-luotain nappasi Jupiterin salamaniskuista kuvia.

Galileon ikuistamat kirkkaimmat salamointialueet ovat halkaisijaltaan viisisataa kilometriä. Kyse on ilmeisesti salamarypäistä, jotka valaisevat ylläpuolellaan olevaa pilveä. Maan salamarykelmät, jotka tunnetaan Terra-satelliitin rekisteröinneistä, ovat noin 50 kilometrin kokoisia. Jupiterin salamoiden arvellaankin sisältävän kolmisenkymmentä kertaa enemmän energiaa kuin Maan salamoiden.

  salamat välähtelevät Jupiterin atmosfäärin yläkerrostumissa, vesipilvivyöhykkeen rajalla. Niinpä niiden arvellaan syntyvän samalla tavalla kuin Maan salamoiden: vesipitoisissa pilvissä tapahtuvien pystyvirtausten seurauksena.

Lähiaikoina Jupiterin ukonilmoista opitaan lisää, sillä Hubble-avaruuskaukoputki tutki niitä vuoden alkupuolella. Tavoitteena oli saada ensimmäiset kuvat Jupiterin päivänpuolen ukkosista. Vielä ei kuitenkaan ole selvillä, onnistuiko yritys. Jos onnistui, meille näkyvää päivänpuolta voidaan ryhtyä seuraamaan rutiininomaisesti kaukoputkilla tai Maata kiertävästä satelliitista.

Venuksen salamat katosivat

Jupiter on toistaiseksi Maan lisäksi ainoa planeetta, jolla varmasti tiedetään salamoivan. Myös Venuksen ukkosista on havaintoja, mutta tulokset ovat ristiriitaisia.

Vuonna 1975 neuvostoliittolaiset Venera-laskeutujat rekisteröivät salamoiden kaltaisia välähdyksiä Venuksen yönpuolella. Välähdyksissä oli enemmän energiaa kuin maapallon pilvensisäisissä salamoissa mutta vähemmän kuin rajuimmissa maasalamoissa.

Seuraavat havainnot teki Pioneer Venus Orbiter -luotain, joka kiersi Venuksen neljätuhatta kertaa vuosien 1978 ja 1990 välillä. Se pyydysti salamointiin viittaavia radiosignaaleja.

Näiden havaintojen perusteella tutkijat tuumasivat, että Venuksessa ukkostaa useammin kuin Maassa. Niin ikään pääteltiin, että salamoiden synty liittyy pilviin, kuten Maan salamoiden. Venuksessa salamointi saattaisi näet johtua myös tulivuorien purkauksista.

Kaikki näytti selvältä - kunnes Saturnukseen matkalla ollut Cassini-luotain poikkesi 1998 ja 1999 ottamaan vauhtia Venuksen tienoilta. Luotaimeen oli varta vasten asennettu salamanilmaisin, mutta se ei rekisteröinyt ainoatakaan salamaa. Maan ohittaessaan Cassini sen sijaan havaitsi yli tuhat iskua.

Eikö Venuksessa salamoikaan? Iowan yliopiston tutkija Donald Gurnett huomauttaa yliopistonsa tiedotteessa, ettei vielä ole syytä tulkita Venusta ukonilmattomaksi. Cassini ei ehkä nähnyt salamoita siitä yksinkertaisesta syystä, ettei Venuksessa sattunut salamoimaan luotaimen käväistessä.

Tulossa uutisia Saturnuksesta

Parhaillaan Cassini tutkailee Saturnuksen ukkosia, joista saatiin viitteitä, kun Voyagerit mittasivat planeetan sähköistä aktiivisuutta.

Myös Saturnuksen kuun Titanin ukkoset ovat Cassinin työlistalla. Titan on siitä harvinainen kuu, että sillä on huomattava kaasukehä. Kaasukehään myös osuu ukkosen muodostumisen kannalta tarpeeksi Auringon valoa.

Tutkijat odottavat innokkaasti lisää tietoa Titanin ja Saturnuksen ukkosista.

- Haluamme ehdottomasti ymmärtää Titanin ja Saturnuksen ukkosia. Haluamme selvittää, mikä aiheuttaa ne ja miten ne eroavat Maan ukkosista, toteaa Ellis Miner, yksi Cassini-luotaimen tutkijoista, Nasan tiedotteessa.

- Salamointi näet kertoo kaasukehän kemiasta ja kaasujen virtauksista. Näin saadaan tietoa syvältä kaasukehästä.

Palstan pitäjä Leena Tähtinen on tähtitieteen dosentti, vapaa tiedetoimittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Sisältö jatkuu mainoksen alla