Ilmatark: Turbulents – vahel ilus, vahel surmav, vahel märkamatu

Foto: Elmo Riig

Väga muutliku ilmastikuga – tsüklonite ja nende lohkude vaheldumine antitsüklonite ja harjadega –, samuti konvektsiooniga (rünk- ja rünksajupilved ning äike) kaasneb eeskätt lennundusele ohtlik nähtus – turbulents.

Praegune ilmastik ongi just selline väga muutlik, sageli esineb jugavoole (või siis asub jugavool otse Läänemere ja seega Eesti kohal), millega kaasneb turbulents. Samas on turbulentsi palju tuulise ilmaga maapinna lähedal, sest viimane pole päris sile, vaid „kare“. Seetõttu tasub tutvustada turbulentsi – mis nähtusega on tegu.

Turbulents tähendab sellist vedeliku või gaasi voolamist, kus aineosakesed liiguvad korrapäratult, tekitades sageli keeriseid, kuigi samal ajal liigub kogu aine mass voolu suunas – teisisõnu, aineosakeste trajektoorid lõikuvad turbulentsi korral. Selline liikumine tekib asjaolust, et aineosakestel on lisaks voolusuunalisele kiirusele veel voolusuunaga ristisuunaline kiirus. Voolamist, mis pole turbulentne, nimetatakse laminaarseks voolamiseks ja seal on aineosakeste trajektoorid omavahel paralleelsed, st − ei lõiku.

Enim turbulentsi on atmosfääri kõige alumises ehk planetaarses piirkihis, mis piirneb altpoolt maa- või veepinnaga (aluspinnaga). Turbulents omakorda põhjustab õhu liikumist takistavat nn turbulentset sisehõõret ehk turbulentset viskoossust. Turbulentsil on piirkihis kaks tekkepõhjust:

• aluspinna ebatasasused (reljeef) – maismaal erineva kõrgusega pinnavormid, taimestik, rajatised jne, kuid veepinnal lained, mis mehhaaniliselt takistavad õhu laminaarset liikumist;

• aluspinna ebaühtlane soojenemine, mis kohati genereerib tõusvaid õhuvoole (konvektsioon), mille väliseks tunnuseks on rünk- ja rünksajupilved, kuid siiski mitte alati.

Turbulentsi matemaatiline käsitlemine on nii atmosfääri- kui meredünaamikas teooria keerukamaid valdkondi. Piirkihi kohal on vaba atmosfäär, kus turbulents tekib vaid erioludes (näiteks jugavoolu piirkonnad). Samas pilvede puudumine teeb raskeks subtroopilise jugavoolu ja sellega kaasneva turbulentsi visuaalse avastamise. Vastav nähtus, selge õhu turbulents (CAT − Clear Air Turbulence) on äärmiselt ohtlik lennundusele. Turbulentsi tõttu tekib õhusõidukite loopimine, mida on ilmselt kogenud iga lennukiga rohkem reisinud inimene.

Üldiselt on juba olnud (eel)talvine aeg, sest natuke on sadanud lund, kuid mis olulisem – õhutemperatuur on kagunurgas juba paar nädalat püsinud valdavalt alla 0°C. Kas tõesti on alanud talv?

Meenutan, et eeltalv algab koos esimese ajutise lumikatte moodustumisega ja esimeste külmailmadega. Ööpäeva keskmine õhutemperatuur langeb eeltalve saabudes tavaliselt alla 0°C. Algab ebamäärane periood, kui soojemad (sula)ilmad ja külmad lumised ilmad vahelduvad. Seevastu talv algab püsiva lumikatte moodustumisega või külmailmade domineerimisega. Seega on võimalik, et vähemalt sisemaal on alanud juba päristalv, sest ka lähemal ajal on õhutemperatuur seal valdavalt alla 0°C ja lumi võib jääda püsima.