Supersolu

 

Jos läpäisevää huippua ei näy, supersolun mahdollisena tuntomerkkinä toimii myös paksu alasimen reuna, joka kertoo voimakkaasta nousuvirtausenergiasta.

Supersolu on ukkospilvi, johon liittyy voimakas pyörivä liike pilven keskiosissa. Supersolu-ukkonen on pitkäikäisempi kuin tavallinen ukkonen. Alkujaan supersolut määriteltiinkin juuri pitkäikäisyytensä perusteella, mutta kun yksityiskohtaiset säätutkahavainnot ovat tulleet yleisemmiksi, virtauskenttä on noussut tyypillisemmäksi supersolujen luokittelukriteeriksi. Vain pieni osa ukkospilvistä kehittyy supersoluiksi, mutta vakavista vahingoista suhteessa paljon suurempi osa on supersolujen aiheuttamia.

Supersoluun liittyy voimakkaita vaaraa aiheuttavia sääilmiöitä, ja salamointi on yleensä voimakasta. Muut vaaratekijät liittyvät syöksyvirtauksiin, rakeisiin ja rankkasateen aiheuttamaan veden tulvimiseen. Joskus esiintyy myös tornadoja, mutta kaikki supersolut eivät tuota tornadoja.

Supersolun synty vaatii sopivia sääoloja. Ilmakehän epävakaisuuden ja tuuliväänteen on oltava riittävän suuret. Tuuliväänne tarkoittaa, että eri korkeuksilla puhaltaa tuulia eri nopeuksilla ja eri suuntiin. Kaikki suuren tuuliväänteen vallitessa syntyvät ukkospilvet eivät kehity supersoluiksi, ja suuri tuuliväänne tarvitaan myös monisolu-ukkosten syntyyn.

Supersolupilvi liikkuu yleensä muista pilvistä oikealle. Supersolu-ukkosen tuntee kaukaa katsottuna siitä, että ukkospilven alasimen yllä on vielä kupumainen keskuspullistuma. Se on pyörivän pilven osan huippu. Sadetutkassa supersolu liikkuu yleensä eri suuntiin kuin muut lähellä olevat kuuropilvet. Tarkassa sadetutkassa näkyy rankan sateen koukkumainen J:n muotoinen kaiku, josta supersolu tunnistetaan. Supersolun ominaisuudet riippuvat saatavissa olevan kosteuden määrästä, ja esimerkiksi hyvin kuivat supersolut eivät tuota voimakkaita tornadoja.^lähde?

Lähes kaikki voimakkaat Yhdysvaltain suuria tuhoja aiheuttaneet tornadot ovat supersolujen tuottamia. Tosin muutkin ukkospilvet kykenevät synnyttämään tornadon.^lähde?

Suomessa esiintyy supersoluja joka kesä, luultavasti useita kertoja kesässä, mutta todennäköisesti kuitenkin alle 10 kertaa vuodessa.

Supersolun rakenne

Supersolun pyörivä keskiosa eli mesosykloni läheltä kuvattuna. Voimakas pyörivä tuuli luo viiruja ja juomuja.

Supersolun tropopaussin yli ulottuva huippu.

Tavallinen ukkospilvi sisältää sekä nousevaa että laskevaa ilmavirtausta. Nouseva ilmavirtaus on lämmin ja kostea ja laskeva viileä ja kuiva. Meteorologiassa ukkospilveä sanotaan monesti konvektiosoluksi. Supersolun nouseva ja laskeva ilmavirtaus syöttävät toisiaan, ja siksi supersolu pysyy hengissä ukkospilveksi pitkään, tuntikausia.

Supersolun erottaa normaalista ukkospilvestä myös alasimen reunasta. Normaalissa ukkospilvessä tasaantunut alasin on ohut ja kuitunen, kun taas supersolussa monesti reuna on paksu. Normaalissa alasimessa kasvu jatkuu vaakatasoisesti poispäin, kun taas supersolussa paksu reuna jatkaa kumpupilvimaista kasvuaan enemmän alaspäin, kuin rullamaisesti. Tämä voi kehittää voimakkaitakin mammatuspilviä, ja kertoo myös supersolun suuremmasta nousuvirtaus- ja kasvuvoimasta verrattuna normaaliin ukkospilveen.

Supersolu on siitä erikoinen ukkospilvi, että sen keskusta pyörii suuren matalapaineen tavoin. Tätä pyörivää keskustaa sanotaan mesosykloniksi. Mesosykloni ulottuu pystysuorana rullana stratosfäärin rajoille asti. Mesosykloni sijaitsee yleensä supersolussa takavasemmalla. Mesosykloniin nopeasti virtaava ilma aiheuttaa tämän niin kutsutun koukkukaiun, joka havaitaan tutkissa. Mesosyklonin ansiosta supersolut ovat pitkäikäisiä.

Supersolun liike kaartaa enemmän oikealle kuin muiden samaan aikaan liikkeellä olevien ukkospilvien. Tämä liittyy sekä tuuliväänteeseen että siihen, että oman matalapaineensa ansiosta supersolu kehittyy liikkuessaan ja kasvaa toiselta laidalta samalla, kun pilvi hälvenee toiselta laidalta. Erilainen liike näkyy hyvin tutkakuvista.

Supersolussa on usein vähäsateinen tai sateeton alue lähellä pilvimassan keskustaa. Tämä ei näy satelliittikuvassa, sillä pilven jääkiteistä muodostuva yläosa muodostaa yhtenäisen kerroksen, Se on tyypillisesti pyöreä, korkea, tiheä ja kylmä, ja mesosyklonin kohdalla saattaa näkyä tropopaussin puolelle ulottuva pullistuma.

Pilven rakenne

Supersolu sivulta.

Etäältä katsoen supersolun tuntee sen kuituisen alasimen ylle nousevasta kupumaisesta osasta, ”läpäisevästä huipusta”, joka on mesosyklonin kohdalla. Se nousee stratosfääriin asti jopa pari kilometriä normaalia pilven alasinta korkeammalle.

• Virga tarkoittaa sadetta, joka ei ehdi sataa maahan asti vaan haihtuu pudotessaan. Virgaa havaitaan supersolujen pääsisäänvirtausalueella, jonka yleensä huomaa tutkassa V:n muotoisena sateettomana alueena.
• Utarepilvi on utaremainen pilvi sekä supersolun etupäässä että takapäässä. Utarepilviä nähdään kyllä normaaleissakin konvektiosoluissa mutta paljon harvemmin kuin supersoluissa, joissa niitä nähdään aina. Yleensä ne varoittavat kovasta ukkostoiminnasta. Utarepilvet syntyvät, kun alasinpilven pienet nousuvirtaukset kääntyvät alaspäin kohdatessaan tropopaussin.
• Alasin on kuitumainen pilvi, joka on lämpötilainversiokerroksen aiheuttama. Alasimet koostuvat jää- ja lumikiteistä, ja kun nämä kiteet hankautuvat toisiinsa, ne aiheuttavat +-varauksen, jolloin pilvien varaukset pyrkivät tasaantumaan aiheuttaen salamointia.
• Seinäpilvi syntyy mesosyklonin pyöriessä aiheuttaen matalamman paineen, jonka takia pilvi pystyy tiivistymään matalammalla. Tämä seinäpilven alla oleva alue on yleensä sateeton, koska seinäpilven kautta mesosykloniin virtaava sade ei ehdi tippua maahan asti kovan virtauksen takia.
• Peräpilvi
• Kielekepilvi on vaakasuora uloke. Se on kylmän ja lämpimän ilman raja.

Ominaispiirteitä säätutkakuvissa

Tornadon synnyttävä supersolutyyppinen ukkospilvi tutkassa. Voimakkaan tutkakaiun alue on merkitty punaisella, oranssilla ja keltaisella. Se muistuttaa hieman paksuvartista J-kirjainta ja koukkua.

Supersolun tutkakuva kaaviona päältä ja sivulta.

Mesosyklonin voi tunnistaa tutkassa hieman ennen tornadon ilmestymistä niin sanotusta koukkukaiusta. Se on koukunmuotoinen vahvan tutkakaiun alue. Sen sisällä on vielä rajattu heikon tutkakaiun alue BWER. Heikko kaiku johtuu voimakkaasta nousuvirtauksesta, jossa ilmankosteus ei ehdi tiivistyä tutkalla näkyviksi pisaroiksi.

Supersolusta voi kehittyä ukkospilvien jono, joka näkyy säätutkassa tyypillisenä muotona, jota kutsutaan kaarikaiuksi (bow echo)..

• "Clear Slot"

RFD:n (Rear Flank Downdraft) eli niin kutsutun peräpään ulosvirtauksen aiheuttama kohta, jossa ei ole ollenkaan pilviä.

• Flanking line

RFD:stä tuleva kylmä ilma toimii samalla tavalla kuin kylmä rintama. Kylmä ilma puskee edessä olevan lämpimän ilman alle, ja pilvet alkavat muodostua puuskarintaman yläpuolella. Flanking linen takana tuulee yleensä kovaa.

Esiintyminen

Usein supersoluja esiintyy monta yhtä aikaa. Vain noin viidesosa supersoluista tuottaa tornadoja. Supersolun läpimitta on 20–50 km, ja huipulla olevan alasimen läpimitta jopa 100 km. Pilven stratosfääriin ulottuvassa huipussa voi olla jopa 60 astetta pakkasta. Supersolu elää 6 tuntia, joskus jopa 12 tuntia.

Synty

Supersoluun syntyy ensin vaakasuora pyörivä liike, kun tuulet puhaltavat eri korkeuksilla eri suuntiin. Erilaisten tuulten rajakerros alkaa pyöriä. Ukkospilven voimakas nousuvirtaus nostaa tämän vaakasuoran pyörteen osin pystyyn.

Sama kuin ylhäällä, mutta nousuvirtaus esitetty nuolella.

Supersolun synnyn edellytys on se, että alueella on riittävän kosteaa, lämmintä epävakaata ilmaa ja erilaista tuulia eri korkeuksilla. Eri korkeuksilla ilmakehän alaosissa puhaltavat tuulet synnyttävät vahvan tuuliväänteen eli shearin. Tällöin tuulien suunta ja/tai voimakkuus muuttuvat jyrkästi ylöspäin noustessa. Näin supersolujen synty vaatii suuren alastroposfäärin shearin ja suuren ilmakehän epävakaisuuden.

Supersolu eroaa tavallisesta ukkospilvestä siten, että sen alaosa on vaakasuuntaisesti hyvin pyörteinen. Pilven keskiosissa on niin sanottu mesosykloni, joka on pyörremäinen. Niinpä supersolun synnyssä on olennaista mesosyklonin synty.

Kun tuuliväänne on suuri, kahdella eri korkeudella tuulet puhaltavat eri voimalla ja/tai eri suuntiin. Esimerkiksi alhaalla tuuli voi puhaltaa nopeasti lounaasta mutta ylhäällä monta kertaa nopeammin kaakosta. Kahden erilaisen tuulenkerroksen väliin syntyy luonnostaan vaakasuoria, rullamaisia pyörteitä. Tämä johtuu pienistä pystysuuntaisista häiriöistä, joita ilmakehän epävakaisuus luonnostaan aiheuttaa.

Kun syntynyt vaakasuora pyörre joutuu ukkospilven sisään, siellä oleva voimakas nousuvirtaus nostaa vaakasuoran pyörteen pystyyn. Ukkospilveen liittyvä voimakas nousuvirtaus nostaa tämän vaakasuoran pyörteen pystyyn. Tällöin supersolulle tyypillinen pystysuora pyörre, mesosykloni, on syntynyt. Sen alueella lämmin ilma nousee ylös. Ylös nousevan pyörteen vieressä on kylmän ilman alaslaskualue. Pilvessä tapahtuva nousuvirtaus pyrkii kutistamaan pyörrettä, samoin laskuvirtaus. Pilven keskiosa alkaa pyöriä ensin, alaosa vasta myöhemmin, mikä viittaa kylmän ulosvirtauksen osaltaan synnyttävän mesosyklonin.

Kaikkia supersolujen syntyyn liittyviä tekijöitä ei täsmälleen tunneta. Usein se syntyy, kun ukkospilvi jakautuu. Tällöin oikealle kaartava uusi ukkospilvi muuttuu supersoluksi. Vasen solu jatkaa kulkuaan tavallisena ukkospilvenä.

Esiintyminen Suomessa

Supersoluhavainnot kiinnostavat myrskybongereita, koska supersolut ovat Suomessa melko harvinaisia Suomessa supersolu-ukkosia tavataan kuitenkin joka kesä, luultavasti kuitenkin vuosittain alle kymmenen. Kesällä 2009 Suomessa oli supersolu-ukkonen 28. kesäkuuta Pohjois-Savossa ja Pohjois-Karjalassa 20. elokuuta 2004. Viimeksi mainittuun liittyi trombeja.

Vaaratekijät

Supersoluja pidetään USA:ssa ja Keski-Euroopassa vaarallisimpiin kuuluvina konvektiivisina sääilmiöinä. Jos satava pilvi tunnistetaan supersoluksi, melko varmasti ilmenee vaarallista säätä. Supersolut ovat erittäin voimakkaita ukkospilviä, jotka kykenevät tappamaan ja vammauttamaan ihmisiä ja aiheuttamaan suurta vahinkoa omaisuudelle. Ne ovat vaarallisia myös ilmailulle.

Supersolu-ukkoseen liittyvät vaaratekijät:

• Tornado eli trombi
• Raesade: saattavat tuottaa ihmisille ja omaisuudelle vaarallisen kokoisia rakeita
• Syöksyvirtaus voi olla voimaltaan hirmumyrskyn luokkaa
• Salamointi voi tappaa tai vammauttaa ihmisiä, sytyttää tulipaloja tai rikkoa sähkölaitteita ja muuta omaisuutta
• Sade voi olla rankkaa ja aiheuttaa ajettaessa vesiliirtoa ja muita veden äkillisen tulvimisen aiheuttamia riskejä.

Syntyä edistävät tekijät

Supersolujen syntyä edistäviä meteorologisia tekijöitä.

• Suuri troposfäärin epävakaisuus, esimerkiksi suuri Cape, Lifted tai TT, Cape yli 1500, 500:kin riittää
• Suuri alastroposfäärin kosteus
• Suuri tuuliväänne eli shear, eli ylätuuli ja alatuuli puhaltavat viistosti eri suuntiin. Eritoten alatroposfäärin tuuliväänteen täytyisi olla voimakas, mieluusti vähintään 10 m/s.
• Suuri helisiteetti EH, EHI >0,2, mieluiten yli 0,8 , SREH SR 0–3 km yli 150, mieluiten yli 250

Luokittelu

Yhdysvalloissa supersolut luokitellaan vähäsateisiin, normaaleihin ja runsassateisiin.

• Vähäsateinen eli LP: selvästi näkyviä viiruja pilven alaosassa, esiintyy kuivilla alueilla, tuottaa harvemmin tornadoja
• Tavallinen eli classic: parhaat säätutkan koukkukaiut, synnyttää suotuisissa oloissa tornadoja
• Runsassateinen eli HP: säätutkassa papumainen, sade kätkee usein tornadot, jotka tulevat tappavan vaarallisina päälle yllättäen
• Mini-supersolu on supersolua muistuttava pilvi, joka on kuin supersolu, mutta sen mesosykloni on pieni ja hitaasti pyörivä. Pyörivän mesosyklonin läpimitta on 1– 8 km.

Supersolujen rakenne kuvina

• 
  Tornadon synnyttävä supersolutyyppinen ukkospilvi suunnilleen sivulta päin kaavamaisesti esitettynä.
• 
  Supersolu satelliittikuvassa.
• 
  Ylhäältä päin kaaviona katsoen supersolu muistuttaa jossain määrin suurta matalapainetta. Siinä on pystyakselin ympäri pyörivää liikettä ja kylmä ja lämmin rintama. Lämpimän ilman sektori on kapeampi. Kylmä ilma laskeutuu alas, lämmin nousee ylös.
• 
  Supersolun rakenne sivulta.

Lähteet