HELMI[ISPILVET - TALVEN V[RIPILVET Ursan viime vuosien ilmakeh{innostus on varmaan tuonut useimmille tutuiksi valaisevat y|pilvet, onpa monet niit{ saattaneet n{hd{- kin. Ne kuuluvat kes{{n, kuten sade ja valoisat y|tkin, mutta my|s talveen kuuluu omat erikoiset pilvens{. Oletetaanpa kuviteltu tilanne, joka saattaisi hyvinkin olla totta jonain tammikuisena iltana jossain Pohjois-Suomessa. Pakkaskausi on ehk{ loppunut p{iv{n pari aikaisemmin. Taivaan peitt{{ melko paksu alapilvikerros. Ilta on leutoa, ehk{ siin{ nollan pinnassa. Vallitsee voimakas l{ntinen ilmavirtaus, tuuli on melkoisen navak- ka. S{{tiedotus saattaa kertoa Norjan merelt{ l{heltyv{st{ syv{s- t{ matalapaineesta. Illansuussa pilvet repe{v{t l{nnest{ ja Aurin- gon laskiessa tai sen j{lkeen l{nsitaivaalta paljastuu oudon kirk- kaita pilvi{, joissa n{kyy komeita v{ris{vyj{. Pilvet paranevat koko ajan Auringon painuessa alemmaksi ja taivaan tummuessa, kun- nes pilvetkin lopulta alkavat himmet{ ja kadota pois. Mit{ n{m{ oikein ovat? Ne muistuttavat tavallisia v{ripilvi{, joi- ta moni lukija on saattanut n{hd{, ainakin t{m{n lehden valokuvissa. V{ripilvi{ ne eiv{t ole, sill{ v{ripilvet ovat ihan tavanomaisia keski- tai alapilvi{. N{m{ talvi-illan pilvet ovat jotain aivan erilaista, koska ne n{kyv{t niin my|h{{n auringonlaskun j{lkeen. Joillekin saattaa tulla mieleen selitys, jota tarjotaan valaisevien y|pilvien yhteydess{ ja oikeassa he siin{ ovatkin, kyseess{ on nor- maalia korkeammalla olevat pilvet, joihin Aurinko viel{ paistaa tai- vaan jo hiukan tummuessa. L{hesk{{n samoja korkeuksia eiv{t n{m{ pilvet, helmi{ispilvet kuitenkaan saavuta. Lis{ksi niiden rakenne t{ytyy olla jossain m{{rin y|pilvist{ poikkeava, koskapa valo niis- t{ sirotessaan saa aikaan niin kauniin v{ri-ilmi|n. Helmi{ispilvet ovat ilmi|n{ varsin harvinaisia, mik{li niiden esiin- tymistiheytt{ verrataan esim. y|pilviin. Viimeisen sadan vuoden ai- kana helmi{ispilvi{ on havaittu ehk{ kerran pari vuodessa. Tilas- toissa saattaa olla tietysti vajavaisuuksia, mutta my|s Ursan valo- ilmi|jaoston muutaman vuoden havainnot tukevat t{t{ tulosta. Helmi- {ispilvien esiintymisess{ on vuosittain kuitenkin hyvin suuria vaihteluita. Voi olla useita vuosia, ettei niit{ juurikaan n{hd{, kun taas joinakin vuosina helmi{ispilvin{ytelmi{ saattaa tulla ry|- pyitt{in. N{ytelm{t tuntuvat keskittyv{n p{{asiassa tammi- ja hel- mikuulle. Ei pelk{st{{n ilmi|n harvinaisuus, vaan my|s se tosiasia, ett{ hel- mi{ispilvet rajoittuvat ainoastaan tietyille maantieteellisille alu- eille, tekee n{ist{ pilvist{ tutkisen arvoisia. Me suomalaiset ha- vaitsijat olemme siin{ suhteessa mainiossa asemaassa, ett{ juuri Skandinavia on pohjoisen pallonpuoliskon parhaimpia alueita. Hel- mi{ispilvi{ esiintyy toki my|s mm. Skotlannissa ja Alaskassa. Ete- l{isell{ pallonpuoliskolla Antarktiksen pohjoiset reunamat ovat my|s hyvin helmi{ispilvien esiintymisalueita. Fysikaalista taustaa Helmi{ispilvien harvinaisuus n{ytt{{ suoraan viittaavan siihen, ett{ niiden syntyolosuhteet eiv{t ole aivan tavalliset. Vaikka helmi{ispilvi{ on tutkittu siit{ l{htien, kun ne tulivat suurem- paan tietoisuuteen 1800-luvun lopulla, kun kuuluisa Krakataon tu- livuoren purkaus aiheutti runsaita helmi{ispilviesiintymi{, ei niiden todellisesta alkuper{st{ olla viel{k{{n aivan t{ysin pe- rill{. Jo 1930-luvulla teki norjalainen tutkija Carl St|rmer laajoja tutkimuksia helmi{ispilvist{. My|hemmin ovat mm. h{nen maanmiehens{ Eigil Hessvedt, skotlantilainen D.H.McIntosh sek{ amerikkalainen J.L.Stanford julkaisseet runsaasti tutkimuksia helmi{ispilvist{ ja niiden luonteesta. Parin viime vuosikymme- nen laajentunut kiinnostus ylemm{n ilmakeh{n tilasta ja sen il- mi|ist{ on tuonut esille runsaasti uusia asioita my|s helmi{ispil- vist{. Viime vuosina ovat my|s uusi tekniikka mm. radiosondit ja luotausraketit antaneet paremmat mahdollisuudet tutkia niit{ olosuhteita, jotka vallitsevat helmi{ispilvien korkeudella. Havainnot ovat osoittaneet, ett{ helmi{ispilvet esiintyv{t noin 17-31 km:n korkeudessa, keskim{{r{isen arvon ollessa siin{ 23 km:n luokkaa, siis huomattavasti korkeammalla kuin ylimm{tk{{n troposf{{rin pilvet, joiden huiput ylt{v{t korkeintaan 8-10 ki- lometriin. Helmi{ispilvien esiintymisvy|hykett{ ei lasketakaan kuuluvaksi ilmakeh{n alimpaan vy|hykkeeseen, troposf{{riin, vaan se on jo seuraavan vy|hykkeen, stratosf{{rin alaosia. Helmi{ispilvien, tai yleens{ ottaen mink{{nlaisten pilvien, esiin- tyminen noilla korkeuksilla vaikuttaa varsin mahdottomalta, sill{ stratosf{{rin ja troposf{{rin v{liss{ oleva vy|hyke, tropopaussi, jossa ilman l{mp|tila voimakkaasti putoaa, est{{ varsin tehokkaas- ti kosteuden siirtymisen helmi{ispilvien korkeuksille. Stratosf{{- rin alaosat ovat siis varsin kuivia. Veden m{{r{ on vain luokkaa 3 miljoonasosa grammaa grammassa ilmaa. Kun ilmakeh{n yl{osista tehtyj{ radiosondihavaintoja on verrattu n{kyneisiin helmi{ispilvin{ytelmiin, n{ytt{{ kaikille n{ille ti- lanteille olevan yhteist{ ilmakeh{n yl{kerrosten normaalia alempi l{mp|tila. Helmi{ispilvien esiintymiskorkeuksissa on mitattu t{l- l|in jopa -90o - -100oC l{mp|tiloja. S{{tieteilij{t puhuvat yleen- s{ 50 mb tai 30 mb tasoista eli l{mp|tilasta korkeudella, jossa val- litsee mainittu ilmanpaine. Noissa matalissa ilmanpaineissa veden j{{tymispiste on noin -85oC ja t{m{ on saanut tutkijat arvelemaan, ett{ normaalia alempi l{mp|tila laukaisisi helmi{ispilvien muodostu- misen. Kuitenkin, kun pohjoisen pallonpuoliskon ilmakeh{n kokonais- tilaa on tutkittu pitk{ll{ aikav{lill{, on huomattu, ettei nuo muu- tamia kertoja vuodessa esiintyv{t l{mp|tilaminimit v{ltt{m{tt{ tuo- ta helmi{ispilvi{. Tarvitaan siis my|s muita tekij|it{. Ilmeises- ti ainakin kosteuden m{{r{n tulee olla suurempi. Edell{ viitattiin, ett{ helmi{ispilvet esiintyv{t vain tietyill{ maantieteellisill{ alueilla. On huomattu, ett{ n{m{ seudut sijait- sevat ensinn{kin varsin pohjoisilla (tai etel{isill{) leveysasteil- la ja toisaalta vuoristojen l{hell{. Etel{-Norjassa, jossa helmi- {ispilvi{ on n{hty varsin usein, on Skandinavian vuoriston etel{i- simmill{ huipuilla vaikutusta pilvien syntyyn. Sama p{tee koko muu- hunkin Skandinaviaan. T{m{ selitt{{ my|s sen, miksi juuri Pohjois- Suomi on muuta maata otollisempi helmi{ispilvien n{kymiselle, onhan alue l{himp{n{ Skandien vuorijonoa. Skotlannin yl{ng|t toimivat samalla tavalla. Jos tarkastelemme vain Skandinavian vuoristoa, niin voimakkaan l{nsi- virtauksen aikana, esimerkiksi silloin kun syv{ matalapaine liikkuu Pohjoisella J{{merell{ it{{np{in, syntyy vuoriston taakse voimakkai- ta aaltomaisia virtauksia, kun ilma nousee ja laskee vuorten rintei- den suunnassa. Ilmavirtaus jatkuu kauas yl|s ja alas aaltoiltevana kerroksena. T{ll|in ilmi| synnytt{{ mm. hyvin{ "ufopilvin{" tunne- tut mantelipilvet. On mahdollista ja hyvin todenn{k|ist{, ett[ hyvin voimakkaan virtauksen aikana aaltojen huiput saattavat ulottua eritt{in korkealle, jopa stratosf{{rin alaosiin saakka. T{llaiset aallot saattavat siirt{{ kosteutta tropopaussin l{pi tai ainakin j{{hdyt- t{{ yl{kerroksia nopeasti, jolloin stratosf{{riin syntyy suotuisat olosuhteet helmi{ispilvi{ ajatellen. My|s tuollaisissa tilanteissa esiintyv{ voimakas ilman py|rteily ja tuulien suuri nopeus saattavat omalta osaltaan vaikuttaa pilvien muodostumiseen. Ovatko helmi{ispilvet sitten j{{t{ vai vett{? Voisi olettaa, ett{ noil- la korkeuksilla kosteuden t{ytyy olla j{{t{, mutta toisaalta kun mie- tit{{n, mink{muotoisia partikkeleita tarvitaan synnytt{m{{n se komea v{rien loisto, joka helmi{ispilviss{ n{hd{{n, p{{dyt{{n pallonmuotoi- siin hiukkasiin. Ratkaisuna on esitetty alij{{htyneit{ vesipisaroita tai p|lyn ymp{rille tiivistynytt{ j{{t{. Krakataon purkauksen j{lkei- set ajat ovat panneet arvelemaan, ett{ tulivuorituhkalla voisi olla yhteytt{ helmi{ispilviin, mutta toisaalta monet suuret tulivuorten purkaukset, kuten Katmai 1912 tai Agung 1963, eiv{t saaneet aikaan mit{{n nousua helmi{ispilvin{ytelmien m{{r{ss{. Veden olomuodon muutokset alhaisissa paineissa ja l{mp|tiloissa eiv{t kuitenkaan ole aivan samanlaisia kuin normaalioloissa ja siksi asiaan liittyy viel{ paljon ep{selv{{. On my|s esitetty, etteiv{t pisarat olisi v{lt- t{m{tt{ edes vett{ vaan jotain muita yhdisteit{ esim. hiilidioksidia. Aivan viime vuosina on otsonin tutkimus tuonut viel{ yhden uuden mie- lenkiintoisen n{k|kulman helmi{ispilvitutkimukselle. Esimerkiksi vii- me talvena havaittujen helmi{ispilvien yhteydess{ todettiin Skandina- vian ylle muodostuneen ns. miniotsoniaukon, joka tosin katosi varsin pian. Helmi{ispilvien arvellaan liittyv{n napa-alueiden stratosf{{- risiin pilviin (polar stratospheric clouds, PSC), joiden vaikutukses- ta tapahtuvissa kemiallisissa reaktioissa otsonia hajoaa. Suomalaiset havainnot Ilmakeh{n valoilmi|iden jaoston havainto-ohjelmassa helmi{ispilvet ovat olleet jo muutamia vuosia. Vuosina 1986-88 niit{ on kuitenkin n{hty vain kerran pari vuodessa. P{{osa n{ist{ havainnoista on Markku Ruo- nalan Kemiss{ tai muualla Pohjois-Suomessa tekemi{. Viime talvena, tammi-helmikuun vaihteessa Skandinaviassa vallitsi kui- tenkin poikkeuksellinen s{{tilanne. Useita syvi{ matapaineita liikkui pohjoisesta Suomen sivuitse it{{n ja Atlannilta vallitsi Skandien vuo- riston yli voimakas l{ntinen ilmavirtaus. Kaiken lis{ksi stratosf{{- rin l{mp|tila oli poikkeuksellisen alhainen. Ensimm{isen kerran hel- mi{ispilvi{ n{htiin jo 2.1., mutta tammikuun 19. p{iv{st{ alkanut noin kahden viikon viikon jakso sis{lsi per{ti 10 helmi{ispilvin{ytelm{{. Aluksi pilvi{ havaittiin vain Pohjois- ja Keski-Suomessa, mutta jakson loppupuolella n{kymisalue siirtyi aivan etel{isimp{{nkin Suomeen. Ha- vaintojaan kirjasi ja toimitti jaostolle 11 havaitsijaa. N{ist{ ha- vainnoista on ker{tty yhteenveto, jota toimitettu havaitsijoiden lis{k- si my|s kotimaisille ja ulkolaisille tutkijoille. Havaintoraportteja saattaa olla harrastajilla runsaastikin, mutta jaostoon asti niit{ ei ole kuitenkaan saatu. Viime talven helmi{ispilvijakso antaa jaostolle uutta uskoa ja innos- tusta jatkaa pilvien seurantaa tulevanakin talvena, vaikka tilastojen valossa ei vastaanlaatuista esiintymisry|ppy{ olekaan odotettavissa. Viime talvi opetti my|s, ett{ havaintojen laadussa ja systemaattisuu- dessa on viel{ runsaasti parantamisen varaa. Veikko M{kel{