Lumi: 9 outoa mutta totta faktaa
Lumi: 9 outoa mutta totta faktaa
Lumi on yksi talven tutummista nähtävyyksistä ja yksi sen oudoimmista ilmiöistä. Jos olet viettänyt aikaa Suomessa, tiedät tämän jo sisimmässäsi. Jos haluat tehdä tällä tiedolla jotain hyödyllistä, tässä on viisi hyvin suomalaista tapaa torjua talvimasennusta. Lumi sekä aiheuttaa että paradoksaalisesti ratkaisee ne.
1. Lumi on kirkasta, ei valkoista
Lumella ei ole väriä. Jokainen yksittäinen jääkide on läpinäkyvä. Valkoinen ulkonäkö johtuu siitä, kuinka valo sirontuu miljoonien pienten pintojen yli samanaikaisesti, pomppien kiteiden välillä ja palaten silmääsi laajakirjoisena epäselvyytenä. Sama optinen periaate antaa merivaahdolle ja kumpupilville niiden värin.
Tämä on käytännössä tärkeää valokuvauksessa. Lumi kuvautuu kirkkaana mutta laakeana, koska se heijastaa niin paljon valoa, että kamerat oletusarvoisesti alivalottavat. Kokeneet suomalaiset valokuvaajat oppivat käyttämään positiivista valotuskorjausta, tai kaikki näyttää harmaalta ja alivalottuneelta. Lumi ei ole ylivalottunut. Kamera on hämmentynyt jostain, jolla ei ole todellista väriä.
Eri valaistusolosuhteissa lumi muuttuu. Sinisiä varjoja ilmestyy hämärässä. Keskipäivän kultainen valo saa vastasataneen lumen pellon näyttämään hetken lämpimältä. Mitään siitä ei oikeasti ole olemassa. Se on kaikki heijastunutta valoa, ja lumi on vain erittäin tehokas peili, joka on tehty ei-mistään erityisestä.
2. Kaksi lumihiutaletta ei ole samanlaisia
Fyysikko Kenneth Libbrecht Caltechistä on käyttänyt suuremman osan urastaan kuin useimmat ihmiset mihinkään muuhun kuin lumihiutaleiden muodostumisen tutkimiseen. Hänen johtopäätöksensä tukee vanhaa väitettä: aidosti identtiset lumihiutaleet ovat niin epätodennäköisiä, että ne ovat käytännössä mahdottomia.
Lumihiutaleet muodostuvat kuusikulmaisen jääkidehilan ympärille, minkä vuoksi niillä on kuusinkertainen symmetria. Jokainen haara kasvaa samankaltaisissa olosuhteissa kuin muutkin, joten yhden hiutaleen kuusi haaraa heijastavat toisiaan lähes täydellisesti. Mutta kaksi hiutaletta ei kulje samaa reittiä ilmakehän läpi. Jokainen pieni lämpötilan tai kosteuden muutos kiteen laskeutuessa muuttaa rakennetta molekyylitasolla. Miljoonien molekyylien ja tuhansien metrien pudotuksen aikana yhdistelmistä tulee tähtitieteellisiä.
Yksinkertaiset, vähäoksaiset lumihiutaleet ovat lähimpänä identtisiä, mitä löydät. Monimutkaiset, runsaasti oksaiset ovat olennaisesti ainutlaatuisia esineitä. Suomessa esiintyy molempia riippuen vuodenajasta ja niitä tuottavien pilvien lämpötilasta.
3. Lumi voi olla keltaista tai punaista
Keltainen lumi vältetään sosiaalisen konsensuksen vuoksi Suomessa kuten kaikkialla muuallakin. Sääntöä ei tarvitse selittää.
Punainen lumi on oudompaa. Sen aiheuttaa viherlevä nimeltä Chlamydomonas nivalis, joka sisältää punaista karotenoidipigmenttiä, joka suojaa sitä voimakkaalta UV-säteilyltä korkealla sijaitsevilla lumikentillä. Levät kukkivat kesällä pysyvällä lumella vuoristoalueilla, värjäten sen vaaleanpunaiseksi tai punaiseksi. Jos siihen leikkaa, lumi tuoksuu heikosti vesimelonilta. Tämä ei ole metafora. Tuoksu on tunnistettu ominaisuus, jonka tutkijat ja retkeilijät ovat panneet merkille.
Vesimelonilumi on yleisintä Alpeilla, Kalliovuorilla ja korkeilla arktisilla alueilla. Se ei ole varsinaisesti suomalainen ilmiö, mutta se on muistutus siitä, että lumi on elinympäristö, ei vain jäätynyttä vettä. Siinä elää organismeja. Ne ovat sopeutuneet siihen. Jotkut niistä tuoksuvat hedelmiltä.
4. Lumi ei aina ole kylmää kosketukselle
Lumi on yllättävän tehokas eriste. Jääkiteiden väliin jäänyt seisova ilma tekee suurimman osan työstä. Tuoreen lumen lämmönjohtavuus on noin kolmekymmentä kertaa pienempi kuin kiinteän jään. Siksi eläimet selviävät lumipeitteen alla ja miksi ihmiset ovat käyttäneet lumisuojia tuhansia vuosia.
Kannattaa tietää ero quinzheen ja iglun välillä. Iglu rakennetaan tiivistetyn lumen paloista, mikä vaatii tiettyjä lumiolosuhteita ja huomattavaa taitoa. Quinzhee on yksinkertaisempi: lumikasa, joka jätetään sintraantumaan (sitoutumaan sisäisesti) muutamaksi tunniksi, sitten kaivetaan ontoksi. Alkuperäiskansat koko arktisella ja subarktisella alueella ovat käyttäneet molempia. Saamelaisilla Pohjois-Skandinaviassa ja Suomessa on omat perinteensä käyttää lunta hätäsuojana paimentamisen ja matkustuksen aikana.
Hyvin rakennetun lumisuojan sisällä lämpötila pysyy noin nolla asteessa riippumatta siitä, kuinka paljon ulkona on pakkasta. Nolla tuntuu lämpimältä, kun seinän toisella puolella on miinus kaksikymmentäviisi. Suomalaisilla eräretkeilykursseilla opetetaan edelleen lumisuojan rakentamista käytännön selviytymistaidona, ei historiallisena kuriositeettina.
5. Lumi voi olla erittäin kuivaa
Kaikki lumi ei ole samaa lunta. Kosteuspitoisuus vaihtelee dramaattisesti. Märkä, raskas lumi voi sisältää yli kaksikymmentä prosenttia vettä massastaan. Kuiva puuterilumi kylmissä lämpötiloissa voi sisältää niinkin vähän kuin kaksi kolme prosenttia. Tämä ero määrää, voiko siitä pyöritellä pallon, tarttuuko se pintoihin ja miten se käyttäytyy jalan alla.
Hiihdossa kuiva puuteri on toivottu tila. Kiteet eivät sitoudu toisiinsa eivätkä suksien pohjiin samalla kitkalla kuin märkä lumi. Suomen talvi, erityisesti Lapissa, tuottaa joitakin Euroopan kylmimmistä ja kuivimmista puuterilumiolosuhteista. Ei Alppien lomakohteiden syvän lumen määriä, vaan erilaista hiihtoa: nopeaa, kevyttä, hiljaista. Jäljet kuivassa suomalaisessa puuterissa sortuvat hitaasti, minkä vuoksi metsähiihtoreitit pysyvät luettavina päiviä viimeisen hiihtäjän jälkeen.
Kuivin lumi myös ajautuu helpoimmin. Tuulen kuljettama puuteri liikkuu kuin hidas neste, täyttäen tilat ja rakentaen sastrugeja, kovia tuulen muovaamia harjanteita, jotka muodostuvat paljailla Suomen pelloilla ja tuntureilla tammikuussa.
6. Lumi voi olla yllättävän painavaa
Kuutio tuoretta, kuivaa lunta painaa noin viisikymmentä-sata kiloa. Märkä, tiivis lumi voi painaa jopa viisisataa kiloa kuutiometriltä. Raskaan Suomen talven aikana katoille kertyvät kuormat eivät ole triviaaleja suunnitteluongelmia.
Suomalainen rakennusmääräys ottaa lumikuorman huomioon nimenomaisesti. Etelä-Suomessa katot suunnitellaan kestämään noin kaksi kilonewtonia neliömetriltä. Lapissa luku on noin kolme neljä. Kattoromahduksia tapahtuu edelleen, erityisesti vanhoissa maatalousrakennuksissa ja rakenteissa, joita ei ole huollettu. Raskaslumisena vuotena vakuutusvaatimukset romahtaneiden ulkorakennusten osalta lisääntyvät huomattavasti.
Lumen poisto katoilta on tunnustettu tehtävä, ja kaupallisille kiinteistöille se on lakisääteinen velvollisuus. Putoava kattolumi luokitellaan vahingonkorvausrisiksi. Kunnat julkaisevat varoituksia raskaan lumen kertymisen aikana. On olemassa erikoistuneita yrityksiä, jotka eivät tee mitään muuta. Se on yksi niistä käytännöllisistä suomalaisista talvisovelluksista, jotka lämpimämmistä ilmastoista tulevat kävijät pitävät yllättävinä, ja joita täällä kasvaneet suomalaiset pitävät täysin normaalina.
Jos lumi on alkanut tuntua vähemmän säältä ja enemmän asuinpaikkasi määräävältä ominaisuudelta, on muitakin tapoja omaksua tämä identiteetti.
7. Suurin koskaan tallennettu lumihiutale
Ennätys on kirjattu Guinnessin ennätysten kirjaan: tammikuussa 1887 Fort Keoghissa, Montanassa havaittu lumihiutale, jonka kerrottiin olleen viisitoista tuumaa leveä. Lähde on yksi yhdysvaltalaisen armeijan upseerin silminnäkijähavainto. Mittausvälineitä ei ollut käytössä. Fyysistä näytettä ei ole. Tieteellistä varmennusta ei ole minkäänlaista.
Ilmakehän fyysikot ovat skeptisiä. Lumihiutaleet kerääntyvät tyynissä, kosteissa olosuhteissa, ja todella suuria aggregaatteja todellakin muodostuu. Mutta viisitoista tuumaa edustaa äärimmäisyyttä, joka on kaukana kaikesta siitä, mitä on sen jälkeen valokuvattu tai dokumentoitu kontrolloiduissa olosuhteissa. Suurimmat todennetut lumihiutaleaggregaatit tuoreimmassa tieteellisessä kirjallisuudessa ovat muutaman senttimetrin kokoisia.
Vuoden 1887 kertomusta ei ole koskaan peruttu, eikä Guinness ole koskaan korvannut sitä varmennetulla ennätyksellä. Se on ennätyskirjoissa sellaisena historiallisena väitteenä, jota on mahdotonta kumota ja mahdotonta vahvistaa. Fort Keogh on todellinen paikka. Vuoden 1887 talvi oli todella ankara Yhdysvaltain Suurilla tasangoilla. Lumihiutale oli todennäköisesti suuri. Se, oliko se viisitoista tuumaa, on eri kysymys.
8. Ukkoslumi on todellista
Ukkoslumi on konvektiivinen lumimyrsky, joka tuottaa salamoita ja ukkosta. Mekaniikka on olennaisesti sama kuin kesäisessä ukkosmyrskyssä: jääkiteet ja alijäähtyneet vesipisarat törmäävät pilven sisällä erottaen sähkövarauksen, kunnes gradientti on riittävän suuri purkautuakseen. Ero on siinä, että myrsky on riittävän kylmä tuottamaan lunta sateen sijaan.
Ukkonen lumimyrskyssä kuulostaa erilaiselta kuin kesäukkonen. Ilmassa oleva lumi absorboi ääntä tehokkaammin kuin sade, vaimentaen jyrinää ja tehden siitä lähemmäksi ja vaimeammaksi kuulostavan. Tarkkailijat raportoivat usein, että ukkoslumi kuulostaa oudolta: lyhyemmältä ja rajatummilta.
Ukkoslumi on yleisintä suurten, suhteellisen lämpimien vesistöjen yllä talvella, missä kylmä ilma avoimen veden yllä saa riittävästi epävakautta muodostaakseen konvektiosoluja. Pohjois-Amerikan suuret järvet ovat hyvin dokumentoitu paikka. Suomessa Itämeri ja suuremmat sisäjärvet voivat tuottaa oikeat olosuhteet, erityisesti alkutalvesta ennen niiden jäätymistä. Se on harvinaista. Se ei ole tuntematonta.
9. Lumipyörteet muodostuvat itsestään
Lumipyörteet ovat onttoja sylinterimäisiä lumen muotoja, jotka muodostuvat ilman ihmisen vaikutusta. Tuuli nostaa pienen lumipalan pinnalta ja pyörittää sitä eteenpäin. Liikkuessaan se kerää lisää lunta ulkopuolelle samalla kun hauras ydin hajoaa, tuottaen ontto puunrungon muotoa. Niiden halkaisija voi vaihdella muutamasta senttimetristä yli metriin.
Tarvittavat olosuhteet ovat niin spesifisiä, että useimmat ihmiset eivät koskaan näe sellaista. Pinnalla olevan lumen on oltava riittävän märkää ja tahmeaa tarttuakseen itseensä, mutta alla olevan kerroksen on oltava riittävän kuivaa tai jäistä, jotta muodostuva rulla ei tarttuisi maahan ja pysähtyisi. Tuulen on oltava riittävän voimakasta siirtämään rullaa, mutta ei niin voimakasta, että se hajottaisi sen. Lämpötilan on oltava lähellä nollaa. Kaikkien näiden on oltava totta samanaikaisesti.
Kun olosuhteet ovat kohdallaan, pellot voivat täyttyä kymmenillä niistä. Valokuvia on olemassa. Niitä ei ole yhdistelty tai lavastettu. Ne näyttävät epätodennäköisiltä samalla tavalla kuin viljaympyrät näyttävät epätodennäköisiltä, mutta mekanismi on hyvin ymmärretty ja täysin epäspektaakkelinen, kun sen kerran tietää.
10. Lumi todella hiljentää maailman
Tuore lumi imee ääntä. Uuden lumipeitteen huokoinen rakenne vangitsee ilmaa epäsäännöllisiin tiloihin kiteiden väliin, ja nämä tilat hajauttavat akustista energiaa laajalla taajuusalueella. Vaikutus on mitattavissa. Ympäristön melutasot laskevat huomattavasti runsaan lumisateen jälkeen, erityisesti keskitaajuusalueella, joka kantaa suurimman osan puheesta ja mekaanisesta melusta.
Suomalaisilla on sana lumipeitteisen metsän erityiselle hiljaisuudelle: ajatus on upotettu maiseman kuvaukseen eikä eristetty yhdeksi termiksi, mutta kokemus on todellinen ja tunnistettu. Mäntymetsä yön yli sataneen lumen jälkeen on hiljaisempi kuin sen pitäisi olla. Lumi on oksilla, maassa, runkojen välissä. Jokainen pinta, joka voisi heijastaa tai kantaa ääntä, on nyt peitetty materiaalilla, joka on fysiikan mukaan suunniteltu imemään sitä.
Tämä on yksi Suomen talven vähemmän huomioon otetuista piirteistä. Kylmyydestä keskustellaan. Pimeydestä keskustellaan. Hiljaisuus otetaan itsestäänselvyytenä ihmisille, jotka kasvoivat sen keskellä.
11. Lumella on oma sanastonsa
Saamen kielissä, joita puhutaan Pohjois-Norjassa, Ruotsissa, Suomessa ja Venäjällä, on hyvin dokumentoitu joukko erityistermejä eri lumiolosuhteille. Tämä ei ole myytti tai liioittelua, vaikka väitteen suosittu versio (satoja sanoja lumelle) yhdistää kantasanat johdettuihin muotoihin. Todellinen pointti on, että kulttuuri, jonka selviytyminen riippui lumiolosuhteiden tulkinnasta vuosisatojen ajan, kehitti tarkan sanaston tärkeille asioille: kantava hanki, eristykseen sopiva puuteri, jäinen pinta vaarallinen poroille, vastasatanut lumi, joka paljastaa eläinten jäljet selvästi.
Suomen kieli itse erottaa lumin (lumi yleisesti), hangen (tiivistyneen lumikuoren), nuoskan (märkää, tarttuvaa lunta) ja useita muita. Nämä eivät ole runollisia termejä. Ne ovat toiminnallisia. Kieli heijastaa sitä, mitä sen puhujat tarvitsivat kuvaillakseen nopeasti ja tarkasti. Suomessa lumi oli infrastruktuuri, maasto ja vuodenaikakalenteri kaikki kerralla.
Usein kysytyt kysymykset lumesta
Miksi lumi näyttää valkoiselta, jos se onkin kirkasta?
Jokainen jääkide on läpinäkyvä, mutta kun miljoonat kiteet ovat tiiviisti yhdessä, valo sirontuu niiden välillä kaikkiin suuntiin ja palaa silmään valkoisena. Sama vaikutus saa merivaahdon ja pilvet näyttämään valkoisilta.
Pitääkö paikkansa, ettei kahta lumihiutaletta ole samanlaista?
Kompleksisten, erittäin haarautuneiden lumihiutaleiden osalta kyllä. Mahdollisten molekyylijärjestelyjen määrä koko kiteessä on niin suuri, että identtiset rakenteet ovat käytännössä mahdottomia. Erittäin yksinkertaiset alkukauden kiteet ovat poikkeus, ja ne voivat olla lähes identtisiä.
Voiko lumen sisällä todella olla lämmin?
Lumisuoja ylläpitää sisälämpötilaa lähellä nollaa Celsius-astetta, vaikka ulkolämpötilat olisivatkin huomattavasti kylmemmät. Tämä johtuu siitä, että lumi johtaa huonosti lämpöä. Nolla Celsius-astetta on selviytymiskelpoinen. Miinus kaksikymmentäviisi ei ole.
Mikä on ukkoslumi?
Ukkoslumi on talvinen konvektiivinen myrsky, joka tuottaa sekä lunta että salamoita. Se muodostuu samalla tavalla kuin kesäinen ukkosmyrsky, mutta riittävän kylmissä olosuhteissa tuottaa lunta sateen sijaan. Ukkosen ääni on lyhyempi ja vaimeampi, koska lumi imee ääntä.
Mitä ovat lumipyörteet?
Lumipyörteet ovat onttoja lumen sylintereitä, jotka muodostuvat luonnostaan tuulen vaikutuksesta tietyissä olosuhteissa: tahmea pintalumi, liukas alakerros ja kohtalainen tuulen nopeus. Niiden halkaisija vaihtelee muutamasta senttimetristä yli metriin. Ne ovat niin harvinaisia, että useimmat ihmiset eivät koskaan näe niitä luonnossa.
Lumi on yksi Suomen talven piirteistä. Loput vaativat kirjan.
Lumi selittää paljon Suomesta, mutta ei kaikkea. Maa, joka rakentaa lumisuojia huvikseen, poistaa lumet katoilta lakisääteisenä velvollisuutena ja hiihtää kauppaan tammikuussa, tekee jotain monimutkaisempaa kuin vain sietää talvea. Se on järjestäytynyt oletuksen ympärille, että lunta tulee, se pysyy kuukausia ja vaatii aktiivista osallistumista. Lumi ei ole ongelma. Ongelma olisi sen puuttuminen.