Mida me teame lumest?

Foto: Elmo Riig / Sakala

Kuigi ilmad on muutlikud ja lund enam kuigi sageli näinud pole, võib ikka talve alanuks lugeda.

Ka Ain Kallis kirjutas 8. detsembri Maalehes: püsivam, kohati 11 cm paksune valge vaip sai maha ööl vastu hingedepäeva, isegi Viljandimaal. Seda daatumit võiks pidada klimaatilise talve alguseks (ligi kaks kuud varem kui eelmisel aastal!). Muide, klimaatiline sügis – aeg, kui ööpäeva keskmine õhutemperatuur jääb püsivalt alla 13 kraadi – saabus tänavu Eesti keskmisena 13. septembril (mullu nädal hiljem).

Eks need niruvõitu talved ongi sellised, et lumi ja külm muudkui tuleb ja läheb, harvem on soe periood vihmade ja tugevate tuultega püsivam. Aeg on teha pisike, kuid huvitav ülevaade lumest, mida peetakse talve põhiliseks tunnuseks.

Lumi on tavaline jää, kuid jää on mineraal nagu teemant või soolgi ehk siis vesi tahkes kristalses olekus. Looduses kohtame jääd, mis on veest kergem ja seda nimetatakse jää modifikatsiooniks Ih. Jäämodifikatsioone ehk erineva struktuuriga jääliike on palju – neid on teada vähemalt 15, millele lisandub amorfne jää. Kuna looduses oleva jääga puututi kõige varem kokku, siis sellest ka tähistus I ja h tähendab, et jää on heksagonaalse (kuusnurkse) süngooniaga, mida lihtsustatult võib ette kujutada nii, et jääkristallides paiknevad vee molekulid kuuekaupa kuusnurkadena. Viimasest asjaolust tuleneb ka paljude lumehelveste sümmeetria, ent kõige tavalisemad on ebakorrapärased lumekristallid, mis meenutavad suhteliselt inetuid kämbukesi. Ilusaid suuri korrapäraseid jääkristalle sajab tavaliselt väga külma õhumassiga näiteks suurte veekogude ääres järveefektiga (rannikuefektiga).

Jõudsimegi lume kui sademete juurde. Küsime nüüd, mis on lumi? Lauslumi on tahked sademed, mis langevad maapinnale lumekristallidena või räitsakatena, kui õhutemperatuur on alla 0 °C. Tavaliselt sajab kihtsajupilvedest, aga ka kõrgkiht-, kihtrünk- või kihtpilvedest. Üks teine lumesaju liike on hooglumi – see on jääkristallidena esinevad tahked sademed (lumesadu), mis algab ja lõpeb tavaliselt järsku, ka intensiivsus muutub järsult. Hooglund sajab rünk- ja rünksajupilvedest. Pilvede hulk on muutlik. Õhutemperatuur on alla 0 °C. Lumele sarnaneb veel või on lähedases suguluses teralumi, udulumi, jääkristallid (teemanttolm) ja lumekruubid.

Millal sajab lund ja kuidas see tekib? Üks peamisi tingimusi korralikuks lumesajuks on soodne veepiisakeste ja jääkristallide suhe pilvedes ehk 1:1000 – 1:1000000, sobivaim umbes 1:100000 ehk kui ühe jääkristalli kohta tuleb pilves ligikaudu tuhat kuni miljon veepiisakest. Seega peab lumepilv sisaldama tohutus koguses korraga nii vedelat kui tahket vett. Need tingimused on täidetud kõige sagedamini kihtsajupilvede (Nimbostratus) puhul – tegu on mitme kilomeetri paksuse kihilise ehitusega pilvedega, mis annavad lõviosa aastasest lumest.

Füüsikalise tekkemehhanismi kohta ainult niipalju, et vesi püsib vedelana miinuskraadide juures siis, kui see on kapillaarides või väikeste tilkadena. Seepärast koosnevad pilved enamasti veetilkadest või nende ja jääkristallide segust, kusjuures veetilgad on allajahtunud olekus ja jäätuvad massiliselt alles -20...-30 °C juures.  Miks kasvavad jääkristallid veepiisakeste arvel, mitte aga vastupidi? Põhjus on küllastava veeauru rõhkude erinevuses vee ja jää kohal: jää kohal on muude tingimuste võrdsuse korral veeauru rõhk väiksem, kui vee kohal, seega liiguvad veemolekulid jääkristallile ja nii kasvabki jääkristall veepiisakeste arvel, kuni see viimaks langeb lumena maa poole.

Kas lähema aja ilm soosib lumesadusid? Mitte eriti, sest praegu määrab ilma antitsüklon, milles on sademete tõenäosus väike, pärast seda tuleb läänest soe õhumass, mis võib tuua mõne vihmasaju. Võib olla uuel nädalal on lumesadude tõenäosus suurem, ent erilist ilma jahenemist ega suuri sadusid ees ei paista. Ilmselt on enamuse ajast õhutemperatuur üle 0 °C ja vähestes kohtades olev lumikate võib sulada.