Lentokoneet sateentekijöinä

Tutkijat yllättyivät jokunen vuosi sitten, kun he näkivät kahden lentokoneen uurtavan reiän pilveen, joka alkoi sitten syytää lunta.

Sattumalta tehty havainto käynnisti tutkimuksen, joka on nyt ratkaissut reikäpilvien arvoituksen ja selittänyt senkin, miten lentokoneilla voi muuttaa säätä, ainakin rajatulla alueella.

Reikäpilviä on tutkittu aina 1940-luvulta lähtien, ja tutkijat olivat jo pitkään epäilleet lentokoneilla olevan siipensä pelissä niiden synnyssä.

Yhdysvaltain ilmakehäntutkimuskeskuksessa (NCAR) Coloradon Boulderissa työskentelevä jäämikrofyysikko Andrew Heymsfield kollegoineen on nyt todennut, että lentokoneet todellakin voivat synnyttää noita merkillisiä pilvimuodostelmia. Heidän tutkimuksensa paljastaa myös kokonaan uuden seikan: lentokoneet voivat aiheuttaa sadetta lävistäessään pilviä, eikä sitä ole koskaan aiemmin onnistuttu havaitsemaan.

Lentokoneen sadetanssi

Tietyssä korkeudessa ja lämpötilassa sijaitsevat pilvet ovat täynnä noin -15 asteeseen jäähtyneitä vesipisaroita, ja erityisen yleisiä tällaiset pilvet ovat Länsi-Euroopan ja Luoteis-Yhdysvaltojen taivailla.

Koska pilvien vesi on niin puhdasta – ne eivät sisällä hiukkasia, jotka saisivat vesihöyryn tiivistymään ja jäätymään – pisarat pysyvät nestemäisinä aina 34 pakkasasteeseen saakka. Jos pilvi jäähtyy siitä vain hiukankin, pisarat jäätyvät kiteiksi, jotka voivat sataa maahan vetenä tai lumena.

Kun esimerkiksi lentokoneen potkuri pyörii pilven läpi, ne synnyttävät taaksepäin suuntautuvan voiman. Paine laajentaa ilmaa ja viilentää sitä jopa 30 asteella, sanoo Heymsfield.

Suihkumoottorit tekevät samoin, kun ilma pakottuu niiden siipien yli, mutta silloin ilma kylmenee vain noin 20 asteella.

Tutkimus osoittaa, että kun lentokone pakottaa pilven kriittisen pisteen yli ja alijäähtynyt vesi jäätyy, lentokone ”kylvää” pilviin jäähiukkasia.

”Jos pilveen tulee jäähiukkasia, vesihöyry tiivistyy niiden ympärille samalla lailla kuin vain hieman kylpyhuoneen ilmaa viileämpään peiliin ja sataa alas lumena” tai vetenä, selittää Heymsfield.

Reikäpilvikokemus yllätti

Andrew Heymsfield kollegoineen lennähti päätä pahkaa reikäpilvi-ilmiöön, kun he tekivät pilvitutkimuksia lukuisilla instrumenteilla varustetulla potkuriturbiinikoneella Denverin lentokentän lähellä vuonna 2007.

Kun he tarkastelivat maatutkan tietoja lennon jälkeen, alueella näkyi selittämätön lumisaderaita.

”Kun katsoimme eteen ja alas suunnattujen videokameroiden tietoja uudelleen, näimme kanavamaisen reiän” pilvimassassa, hän sanoo.

”Kun katsoimme samalla alaspäin, näimme lumipatsaan putoavan reiästä maahan.”

Yhdysvaltain ilmailuviranomaisten lokikirjan mukaan toinen potkuriturbiinikone lensi hieman myöhemmin samaa reittiä. Lumisade alkoi viisi minuuttia toisen koneen lennon jälkeen. Lunta satoi 45 minuutin ajan kaistaleella, joka oli 32 kilometriä pitkä ja 4 kilometriä leveä. Maahan asti lunta kertyi viiden senttimetrin kerros.

Koska pilvien puhkominen saa pilvissä aikaan dynaamisia tapahtumia, tässä kuussa Bulletin of the American Meteorological Society -lehdessä julkaistava tutkimus saattaa edistää tietämystämme kiertoilmiön toiminnasta pilvissä, sanoo Andrew Heymsfield.

Löydöstä saattaa jonain päivänä olla apua myös sateen tekemisessä (valokuvia seitsemästä ilmaston hätäkorjauksesta), hän lisää. Sää saattaa siis jonain päivänä olla lentokoneiden armoilla eikä päinvastoin.