ei jokapäiväinen kysymys – mutta varsin merkityksellinen alppihiihtäjille (tai-naisille) suunnilleen jokaisena vuodenaikana: millä tahdilla lumi sulaa? Talviurheiluun toivotaan kertyvän lunta. Kesäkaudella ei yleensä haluta lumisateen tukkivan reittejä ja rajoittavan mahdollisuuksia. Mutta kuinka nopeasti lumi oikeasti sulaa?
tämä riippuu useista muuttujista:
- maan lämpötila
- ilman lämpötila
- Kosteus
- Tuulen nopeus
- pilvien esiintyminen (yöllä)
- auringonpaiste & sen kaltevuuskulma suhteessa pintaan
- maaston kaltevuus
- lumen lämpötila
- lumen ikä ja sataneen lumen tyyppi
maan lämpötila
kun ensilumi alkaa sataa, ne putoavat suoraan maahan. Kun maa on jäässä, lunta alkaa kertyä. Jos maa ei ole vielä jäässä, se sulaa ensin pois. Tämä sulamisprosessi kuluttaa paljon energiaa ympäröivästä ympäristöstä. Ilma viilenee, mutta niin myös maaperä.
lumen sulamisen, käytännössä faasimuutoksen jäätyneestä vedestä nestemäiseksi vedeksi, vuoksi ympäröivien kappaleiden lämpötila alkaa saavuttaa jäätymispisteen. Vasta sitten alkaa kertyä ja alkaa tulla lumipyryä.
Kuvittele, että on ollut hyvin kirkas yö, jolloin maan lämpötila on jo alle jäätymispisteen. Lumi sataa aamulla pakkasen puolelle. Juuri satanut lumi alkaa muodostaa maan pinnalle insulatiinipeitteen, joka estää lämpöä karkaamasta maasta. Tämä voi saada lumen sulamaan alapuolelta. Sulaminen riippuu siitä, kuinka nopeasti sulamisvesi pääsee virtaamaan pois. Sulaminen kuolee nopeasti, jos maa on huokoista tai jos vesi pääsee virtaamaan nopeasti pois purojen läpi – esimerkiksi rinteillä.
kun vesi ei pääse virtaamaan pois, esimerkiksi jos lumi on satanut jäätyneelle suolle tai järvelle, sulaminen jatkuu pidempään ja laumassa on hyvin runsaasti vettä ja sohjoa.
ilman lämpötila
periaatteessa lumi sulaa vain yli 0 °C: n lämpötilassa kosteudesta riippuen. Korkeampi lämpötila nopeuttaa lumen sulamista. Tämä sulamisprosessi vaikuttaa kuitenkin vuorostaan tähän ilman lämpötilaan. Sulamisprosessi imee ilmasta paljon lämpöä, joka jäähtyy. Jos tätä ilmaa ei korvata vasta lämmitetyllä ilmalla, prosessi hidastuu.
Kosteus
kuten edellä on mainittu, lumi sulaa yli 0°C lämpötilassa. luulisi. Mutta ei oikeastaan. Hyvin kuivassa ilmassa niin sanottu märän polttimon lämpötila on alhaisempi. Tämä voi perua lumen sulamisen, vaikka (kuiva polttimon) lämpötila olisi (hyvin) yli 0. Kostean haihtuminen viilentää lunta. Tätä kutsutaan sublimaatioksi: vesi voi siirtyä kiinteästä olomuodostaan kaasutilaan menemättä välttämättä nestemäisen olomuotonsa läpi.
vastaavasti, kun lämpötila on alle 0°C ja taivaalla on maitomainen aurinko, lumi voi alkaa tihkua. Tämä johtuu säteilyn imeytymisestä epäpuhtauksiin lumessa (kivet, soootit, oksat).
Tuulen nopeus
mainittu jo kohdassa ilman lämpötila: ilmaa on liikuteltava (ja siten täydennettävä), jotta sulamisprosessista absorboituneesta lämmöstä päästään eroon – tai ilma jäähtyy itse. Jos tuuli puhaltaa kovempaa, tämä täydennys tapahtuu suuremmalla nopeudella.
niin sanotuissa Föhn-olosuhteissa kostea ilma lämpiää adiabeettisesti dekadillaan. Decend lämmittää ilmaa ja kuivattaa sitä samanaikaisesti. Erityisesti Etelä-föhnit selkeällä taivaalla ja sitä kautta runsas auringonpaiste ja alhainen kosteus voivat aiheuttaa erittäin nopeaa lumikatoa. Osittain todellisen sulamisen, osittain sublimaation vuoksi. Määrä voi olla useita kymmeniä senttejä päivässä. Tietyt laaksot ovat alttiimpia föhn-tuulille: pääasiassa pohjois-eteläsuuntaiset laaksot ovat herkkiä. Myös korkeammat vuoret ovat herkempiä kuivalle ilmalle. Arvossa se voisi olla tuulinen ja sivulaaksoissa kylmä ilma voisi jäädä loukkuun sen seurauksena.
pilvien esiintyminen tai puuttuminen
päiväsaikaan pilvet suojaavat lumipeitettä auringon säteilyltä. Yöaikaan pilvet estävät taivaalle tulevan säteilyn ja yöllinen viileneminen – tai jopa yöllinen kuumeneminen-estyy. Selkeä taivas on ylivoimaisesti paras lumipeitteen ylläpitämiseksi.
tämän voi kokea itsekin talvella: katso vaikka ulkolämpötiloja, kun on lumipeite. Kun taivas selkenee, lämpötila laskee. Erityisesti kuivassa ilmassa, koska ei ole kosteutta, joka estää jäähdytystä ja kastepiste (jossa lämpötila lakkaa putoamasta ja ilma on kyllästetty kostealla) on paljon pienempi.
auringonpaiste
aurinko ilmeisesti lämmittää ilmakehää. 3% kaikesta aurinkoenergiasta on UV-kaistanleveydellä, 47% näkyvässä valossa ja 50% infrapunasäteilyssä. Esineet absorboivat säteilyä (sekä näkyvää että näkymätöntä), ja säteilevät lämpöä absorboidessaan valoa. Tämä lämmitetty ilma nousee ja alkaa viilentyä, kun ilma laajenee. Jokainen kohde absorboi infrapunasäteilyä (se saa auringon tuntumaan niin lämpimältä keväällä). Näkyvän spektrin absorbanssin laajuus määräytyy värin mukaan: esimerkiksi punaiset kohteet absorboivat kaikki värit punaista lukuun ottamatta. Punainen väri heijastuu ja näin esine näyttää olevan punainen.
lumi imee myös valoa, mutta vain noin 10%. Jäljelle jäävä 90% heijastuu, eikä lämpötila sinänsä juuri vaikuta auringonpaisteessa. Kun lumi vanhenee, heijastus kuitenkin laskee 60%: iin ja siten lumi imee itseensä enemmän energiaa – ja näin lumen sulaminen lisääntyy, mikä johtaa alhaisempaan lumipeitteeseen ja saattaa paljastaa lumen alta kiviä tai puita. Lumessa olevilla esineillä, kuten taloilla, taloilla ja puilla, on hyvin erilaiset absorptiotasot ja ne absorboivat erinomaisesti auringon lämpöä ja sulattavat siten lunta.
inklinaatio
jyrkkä pohjoissivu ei saa paljoa jos lainkaan auringon säteilyä talviaikaan (pohjoisella pallonpuoliskolla). Etelään päin Rinne toisaalta tekee. Jos tämä kaltevuuskulma tulee lähemmäs 90°: ta (kohtisuorassa) surfcaeta, saadaan enemmän säteilyä neliömetriä kohti.
aurinko on talvella noin 23° kallistumassa horisontin yläpuolelle Euroopan Alppivyöhykkeellä. Rinne, jonka inklinaatio on 67°, on siis kohtisuorassa Aurinkoon nähden (etelään päin suunnattuna). Laaksossa aurinko on vain 23° horisontin yläpuolella (tai saattaa vielä olla vuorten takana, jolloin se ei käytännössä saavuta laaksoa lainkaan). Tämä vaikuttaa voimakkaasti etelään suuntautuvan Rinteen lumien sulamiseen-ja laaksot saattavat muuttua kylmän ilman lammikoiksi.
lumen lämpötilan
lumen lämpötilan ei tarvitse olla 0°C. monissa tapauksissa se on paljon pienempi. Ennen kuin lumi alkaa sulaa, sen on ensin lämmitettävä jopa 0°C, ennen kuin sulamista alkaa tapahtua. Se on 0°C, kunnes kaikki on poissa. Koska lumessa on kuitenkin pieni massa itsessään (suurin osa siitä on ilmaa), tämä lämmitys voi mennä melko nopeasti. Virtaava vesi nopeuttaa prosessia huomattavasti.
kuinka tuoretta lumi on ja minkälaista lunta se on?
tuore lumi on valkoisen täydellisyyttä. Mikään keinotekoinen väri ei ole valkoisempi kuin tuore lumi. Se heijastaa 90% kaikesta säteilystä ja säteilee paljon energiaa yön aikana. Kun lumi vanhenee, tämä valkoisuus katoaa ja lämpöä imeytyy enemmän ja sulaminen tapahtuu nopeammin.
on myös tärkeää pohtia, minkälaisesta lumesta on kyse. Tuore, kuiva pakkaslumi koostuu pääasiassa ilmasta ja sillä on vain vähän massaa. Tämän sulamiseen tai haihtumiseen ei tarvita paljon energiaa. Puuterilumi voi kadota tämän takia hyvinkin nopeasti. Mutta ei vain tämä: se myös tiivistyy Oman (jopa rajallisen) painonsa vuoksi ja alkaa upota. Se tulee paljon kompakti ja vähemmän herkkä äkillinen lämpötilan vaihtelut.
lumen vanhin osa (eli lähimpänä maata) saattaa tiivistyä niin pitkälle, että Jos muuttuu jääksi tai firn vuoden kuluttua: näin jäätiköt kasvavat.
kun kaikki tuore lumi sataa tiiviinä, kosteampana lumena, uppoamisprosessi menee paljon nopeammin ja jäätä muodostuu paljon nopeammin. Tämä sulaa paljon hitaammin.
johtopäätös: kuinka nopeasti lumi sulaa?
lopulta se riippuu monista muuttujista. Iso föhn-myrsky voi sulattaa 20cm tuoretta lunta muutamassa tunnissa. Iso pakki lunta kuitenkin uppoaa paljon ja kestää pitkään. Korkealla Alpeilla voi sataa talvikaudella jopa 10 metriä lunta. Näillä alueilla voi kestää elokuuhun asti, ennen kuin kaikki lumi on sulanut ennen uuden talvikauden alkua.
lumen sulaminen todellisuudessa
10. joulukuuta 2017. Matalapaineen vuoksi lunta satoi aamulla 15 senttiä. Laman kylmän puolen jälkeen lämpötila nousi kuitenkin voimakkaasti ja lumi muuttui tavalliseksi vesisateeksi. Ilman lämpötila nousi muutamassa tunnissa 7°C: seen.
kello 17 lunta oli enää 9cm jäljellä. Osittain kannen uppoamisen (sateen vuoksi se kävi hyvin raskaaksi) ja osittain varsinaisen sulamisen vuoksi. Illalla tuuli voimistui ja lämpötila laski neljään asteeseen. Yli 90km/h: n puuskat välttivät sulavan lumen yläpuolella olevan kylmän ilman pysähtymästä: se kaikki vaihtui lämpimämpään ilmaan muutamassa sekunnissa. Kello 23: n aikaan lunta oli jäljellä enää 2cm.
helmikuussa 2021 (8. päivä) oli taas paljon lunta. Yli 20 senttimetriä ja lumidyynejä yli 50cm-paikallisesti jopa yli 100cm. Alla kuva viereiseltä kadulta.
ilmeisesti vietämme itse paljon aikaa lumessa ja teimme lumilinnan. Linnassa oli hovipiha ja useita kuutiometrejä lunta. Linnan pohja muuttuisi kuumaksi paineen vuoksi – autoimme luontoa tiivistämään lunta huomattavasti …
tämä lumikasa sijaitsee keskellä puutarhaani, joka on suojassa useimpia tuulia vastaan ja on täydessä auringonpaisteessa. Kuvan ottamisen jälkeen lunta oli satanut vielä 10 senttiä lisää.
linnan odotettiin kestävän viikkoja. Sitä on vaikea nähdä, mutta se on aika iso. Todellisuus? Helmikuun 23. päivä se oli poissa.
