Sateet- luvassa pilvistyvää

Sade syntyy pilvessä. Sen edellytyksenä ovat nousevat ilmanvirtaukset. Kun ilma nousee ylöspäin, se jäähtyy ja siinä oleva vesihöyry tiivistyy pilvipisaroiksi tai härmistyy jääkiteeksi. Ilmassa on haihtumisen seurauksena syntynyttä vesihöyryä.

    Sade voi syntyä pilvessä kahdella eri tavalla: jääkide- tai törmäys-yhdistymisprosessissa. Törmäys-yhdistymisprosessissa pilvipisarat kasvavat suuremmiksi, koska niihin tiivistyy vesihöyryä ja ne törmäilevät toisiinsa. Yhden sadepisaran syntyyn voidaan tarvita jopa 100 000 pilvipisaran törmäystä. Suurin osa Suomen ja koko maapallon sateista syntyy jääkideprosessissa. Tällöin pilven yläosa jäähtyy ja noin -15 C:n lämpötilassa syntyy jääkiteitä, joiden ympärille vesihöyry alkaa nopeasti härmistyä. Jääkiteet kasvavat ja alkavat pudota painavina kohti maata.

    Suomessa lähes kaikki sateet alkavat lumisateena sekä kesällä että talvella. Matkalla maahan jääkiteet usein sulavat vesipisaroiksi tai haihtuvat kokonaan, jos alailmakehä on riittävän lämmin. Yleisin sade on vesisade, mutta vesi voi tulla maahan myös lumena, räntänä, rakeina, jäätävänä sateena tai tihkusateena. Maapallolla tavallisinta sadetta ovat päiväntasaajalla syntyvät rankat ukkosluonteiset kuurosateet.

Konvektiosade= syntyy, kun aurinko lämittää maanpintaa ja maa lämmittää yläpuolella olevaa ilmaa. Lämmennyt ilma kohoaa nopeasti korkealle, jolloin kosteus tiivistyy kumpu- ja ukkospilviksi. Lämmin ilma voi pidättää suuren määrän vesihöyryä, joten tyypillinen konvektiosade on raju ja lyhytaikainen tropiikissa.

Orografiset sateet eli vuoristosateet= Syntyvät, kun mereinen ja kostea ilmamassa kohtaa rannikon tai vuorenrinteen ja kohoaa ylöspäin. Kohoava ilmamassa viilenee ja siinä oleva kosteus tiivistyy sateiksi vuoren merenpuoleisille rinteille. Vuoren ylittänyt ilmamassa kuivuu ja lämpenee, minkä takia suojapuolella on vähäsateista ja kuivaa. Nämä sateet ovat tyypillisiä esim Norjan ja Kanadan länsirannikolla.

Rintamasateet= esiintyy polaaririntamassa sykloneiden yhteydessä. Sade syntyy, kunkylmä ilmamassa pakottaa lämpimän ja kostean ilman kohoamaan ylös. Lämpimässä rintamassa syntyy pitkäaikaisia ja heikkoja sateita. Syklonin kylmän rintaman sateet ovat voimakkaampia kuurosateita. Rintamasateet ovat tyypillisiä keskileveyksien sateita esiintyy Suomessa ja muualla Euroopassa sekä Pohjois-Amerikassa.

Maapallon sateisimmat alueet sijaitsevat tropiikissa  päiväntasaajan matalapaineen kohdalla.

Merivirrat vaikuttavat satesiin kahdella tavalla: Lämpimät merivirrat lisäävät sateisuutta ja kylmät merivirrat aiheuttavat kuivuutta rannikoilla. Esim lämmin Golfvirta tuo sateita Pohjois-Amerikan itärannikolle ja kylmä Perunvirta aiheuttaa kuivtuutta Etelä-Amerikan länsirannikolla, jolla sijaitsee maailman kuvin alue, Atacaman aavikko. Kuivuutta aiheuttavat myös sijainti hepoasteiden korkeapainealueilla tai sisämaan ylängöillä.

Turkkiin matalapaine tuo sateita pääosin talvisin. Kesäisin Turkissa on suurimmaksi osaksi kuivaa.

Tehtävä 3, s.56

Miten sateet syntyvät Suomessa ja mitä sadetyyppiä ne edustavat?

- Suomessa esiintyy rintamasateita, jotka syntyvät kun kylmä ilmamassa pakottaa lämpimän ja kostean ilman kohoamaan ylös.

Meret- lämmittävät ja viilentävät

Maapallon pinnasta yli 70% on merten peittämää. Meret jaetaan suuriin valtameriin ja pienempiin sivumeriin.

Valtameret: Tyynimeri, Atlantti, Intian valtameri, Eteläinen jäämeri ja jäämeri.

Valtameret ympäröivät mantereita lukuisine sivumerineen.

Sivumeret: välimeret, kuten Välimeri ja Karibianmeri. Sisämeret, kuten Itämeri ja Mustameri. Reunameret, kuten Pohjanmeri.

Merissä on kerroksellinen rakenne samoin kuin ilmassa. Lämpimin kerros on yleensä pinnassa ja kylmin syvällä vedessä. Lämmin kerros kehittyy, kun aurinko lämmittää vettä. Lämpimän kerroksen alla termokliinissä lämpötila laskee nopeasti. Termokliinin alapuolella on hyvin kylmää vettä, joka yltää valtameren pohjaan asti. Lämpötilat vaihtelevat tällä alueella 0 C:n ja 5 C:n välillä. Napa-alueilla termokliini puuttuu.


Merivirrat

Merivesi on jatkuvassa liikkeessä. Vesi kiertää kaikkialla valtamerissä sekä pinnalla että syvyyksissä. Merissä on samankaltaisia virtauksia kuin ilmakehässä. Merivirrat ovat pysyviä, pinnansuuntaisia virtauksia, jotka syntyvät pääasiassa samaan suuntaan puhaltavien pasaati- ja länsituulten vaikutuksesta. Coriolisilmiö muokkaa tuulen aiheuttamaa liikettä niin, että pohjoisella pallonpuoliskolla pintavirtaus kääntyy liikesuuntaansa nähden oikealle ja eteläisellä pallonpuoliskolla vasemmalle. Kitkan vuoksi pintavesi saa myös alemmat vesikerrokset liikkeelle, mikä takia merivirrat ulottuvat usein noin 100-200 metrin syvyyteen. Niiden leveys voi olla satoja kilometriä.
    Merivirrat jaetaan lämpimiin ja kylmiin sen mukaan, onko niiden kuljettama vesi lämpimämpää vai kylmempää kuin samalla leveyspiirillä yleensä vallitseva meriveden lämpötila. Lämpimät merivirrat toimivat tehokkaasti ilman lämpötilojen säätelyssä. Kylmät merivirrat viilentävät rannikkoaulueiden keskilämpötiloja ja aiheuttavat kuivuutta.

Aallot= Kun tuuli puhaltaa vedenpinnan yllä, osa tuulen liike-energiasta siirtyy kitkan avulla veden liike-energiaksi. Kun tuuli tarttuu vesimolekyyleihin, ne alkavat tuottaa pyörivää liikettä, mikä saa aikaan veden pinnan rikkoutumisen. Rikkoutuneen vedenpinnan vuoksi tuuli pystyy tarttumaan paremmin vesimolekyyleihin, mikä kasvattaa pieniä aaltoja suuremmiksi.

Kumpuaminen= tapahtuu, kun merivirta törmää mannerjalustaan tai kylmä ja lämmin merivirta törmäävät toisiinsa. Sitä aiheuttaa myös matalatuuli.

Mitä hyötyä meristä on?
-kulkureitit
-ravinto (kalat)
-merivirrat---> tasaavat lämpötilaeroja
-vuorovesivoimalat---> sähkö
-ilmakehänhappi

Turkki sijaitsee välimeren ja mustanmeren rannalla. Välimeren alue on suosittua turismi aluetta, jonka takia Turkkiin matkustaakin paljon turisteja.

Tehtävä 2, s.51
Miksi planktonkasvustoja esiintyy usein rannikolla?
- Lämpimämmän veden menetyksen korvaavat syvältä kumpuavat kylmät pystyvirtaukset. Tämän ilmiön vuoksi rannikolla saadaan usein hyviä kalansaaliita.
    

Vesikehä- kiertää ja kuljettaa

Vesikehä eli hydrosfääri koostuu merien, mantereiden ja ilmakehän vesistä. Suurin osa maapallon vedestä on merissä suolaisena vetenä. Makean veden osuus kaikista maapallon vesistä on alle 3%. Suurin osa makeasta vedestä on sitoutuneena jäätiköihin ja lumeen Etelämantereella, Grönlannissa sekä koreiden vuorien huipuilla. Osa makeasta vedestä on pintavetenä joissa ja järvissä, mutta suurempi osa on pohjavettä.

Hydrologinen kierto= veden kiertokulku eli hydrologinen kierto kuvaa veden kulkua vesivarastosta toiseen sekä veden olomuodon muuttumista. Sitä pitävät yllä auringon säteilyenergia ja Maan painovoima.

Maavesi= maaperään sitoutunutta vettä, joka on kiinnittynyt maa-aineksen hiukkasiin eli maapartikkeleihin. Kasvit hyödyntävät maaperän vettä imemällä sitä itseensä. Siksi osa maapallon vedestä on sitoutuneena kasveihin.

Pohjavesi= maanpinnan alle imeytynyttä, pohjavesivyöhykkeeseen kulkeutunutta vettä. Pohjavesi alueilla maaperän huokoset ovat täyttyneet kokonaan vedestä eikä joukossa ole lainkaan ilmaa. Pohjavesimuodostumaa, jossa on runsaasti vapaata pohjavettä, sanotaan akviferiksi. Pohjavesi on tärkein makean veden lähde.

Vuorovesi= säännöllinen veden pinnan lasku ja nousu. Se aiheutuu kuun, maan ja auringon vetovoimien yhteisvaikutuksesta sekä maan pyörimisestä akselinsa ympäri. Kuun vetovoima on näistä merkittävin. Ilmiön voimakkuus vaihtelee eri puolilla maapalloa, koska meret ovat eri syvyisiä ja merenpohjan muodot vaihtelevat. 

Tehtävä 3, s.45
Pohdi, miksi vesikehä on tärkeä ihmiselle?
- Ihminen ei pystyisi elämään ilman vettä. Vesistöä käytetään kulkureittinä, ihmiset juovat vettä yms.

Tuulet- tyyntä myrskyn edellä

Tuuli on ilman liikettä. Sen energia on peräisin auringosta. Auringon lämpö jakautuu epätasaisesti maanpinnalle, joten se saa aikaan eroja ilmanpaineessa ja lämpötilassa. Tuulet tasoittavat näitä eroja. Tuulen suuntaan vaikuttavat ilmanpaine-erot, maan vetovoima, coriolisilmiö ja maanpinnan kitka.

Matalapaine= Aurinko lämmittää maanpintaa, ja maa ja sen yläpuolella oleva ilma lämpenevät. Lämmin ilma laajenee ja muuttuu kevyemmäksi, jolloin se kohoaa ylöspäin. Kun ilma kohoaa suuria määriä, ilmanpaine laskee ja alueelle muodostuu matalapaine.
Korkeapaine= Ylöspäin kohoava ilma jäähtyy ja muuttuu raskaammaksi. Se kääntyy ylhäällä ilmakehässä sivuille ja laskeutuu alas maanpinnalle. Kun ilma laskeutuu suuria määriä, ilmanpaine kohoaa ja alueelle muodostuu korkeapaine.

Päiväntasaajan alue saa eniten aurinkoa. Kun maa ja meri lämpenevät, ne lämmittävät yläpuolella olevaa ilmaa, jolloin syntyy kohoavia ilmanvirtauksia. Koska ilmanpaine alenee, päiväntasaajalle syntyy pysyvä matalapaine.
    30. leveysasteiden alueille syntyy korkeapainealueita, koska lämmin ilmavirta kohoaa ylös troposfääriin ja kääntyy kohti pohjoista. Ylhäällä ilma jäähtyy, muuttuu raskaammaksi ja painuu alas. Näiltä alueilta ilma virtaa päiväntasaajalle pasaatituulina, ja coriosilmiö kääntää tuulet koillis- ja kaakkoispasaatiksi.
    Napa-alueet saavat vähiten auringon säteilyä ja ilma on siellä erittäin kylmää. Alueilla on laskevat ilmanvirtaukset, jotka aiheuttavat napojen korkeapainealueet. Napa-alueilta puhaltaa kylmiä tuulia kohti etelää, ja coriolisilmiö kääntää ne itätuuliksi. 30. leveyasteiden korkeapainealueilta ilmaa virtaa napa-alueille länsituulina. Lämpimät länsituulet ja kylmät itätuulet kohtaavat 60. leveysasteiden alueilla polaaririntamassa. Kun kylmät ja lämpimät ilmamassat kohtaavat, kylmä ilma pakottaa lämpimän ilman kohoamaan. Tämä saa aikaan polaaririntaman matalapainealueiden kehittymiseen.
    Planetaariset ilmanpaine- ja tuulivyöhykkeet aiheuttavat suuria ja pysyviä ilmiöitä ilmakehässä. Päiväntasaajan matalapaineen alueilla lämpimät ja kohoavat ilmavirtaukset aiheuttavat kosteuden tiivistymistä ja rajuja iltapäiväkuuroja päivittäin.

• Planetaarisia tuulia ovat koillis- ja kaakkoispasaati, länsituulet ja itätuulet.
• Planetaarinen tuulijärjestelmä seuraa auringon zeniittiasemaa pohjois- eteläsuunnassa.
• Monsuunituulet ovat vuodenaikaistuulia ja tyypillisiä esimerkiksi Itä- ja Etelä- Aasiassa.
• Paikallistuulet ovat pienialaisia ja lyhytkestoisia, mutta ne voivat vaikuttaa paljon alueen imastoon.
• Myrskyt syntyvät voimakkaan matalapaineen yhteydessä. Säätila määritellään myrskyksi, kun keskituulen nopeus ylittää 21 m/s.
• Suihkuvirtaukset eli jetvirtaukset ovat troposfäärin yläosan voimakkaita tuulia.

TURKKI
Matalapaine tuo sateita talvella välimeren alueelle, eli myös Turkissa sataa melko paljon 

talvisin. Kesällä näillä alueilla on kuumaa ja kuivaa.

Tehtävä 4, s. 38
Mitä merkitystä tuulilla on? Miten ihminen hyödyntää niitä?

• Tuulivoimalat---> Tuuli sähköenergiaksi
• Lentoliikenne hyötyy suihkuvirtauksista---> lyhentävät lentoaikoja ja vähentävät polttoainette
• Purjehtiminen
• Tuulimyllyt

Ilmakehä- suojaa ja suodattaa

Ilmakehä koostuu pääosin typestä, hapesta, hiilidioksidista, jalokaasuista, vesihöyrystä sekä aerosoleista. Ilmakehä jaetaan kerroksiin kaasujen koostumuksen ja lämpötilan mukaan.

Kaasujen koostumuksen mukaan jaetut kerrokset:

- homosfääri

- heterosfääri

Lämpätilan mukaan maan pinnalta lähtien jaetut kerrokset:

- troposfääri (elämälle soveltuva kerros) 

- stratosfääri

- mesosfääri

- termosfääri

- eksosfääri

Kasvihuoneilmiö: 

Maan ilmakehä päästää auringon säteilyn maanpinnalle ja samalla estää Maan lämpösäteilyä karkaamasta suoraan avaruuteen. Kasvihuonekaasujen vuoksi osa lämpimästä ilmasta ei poistu maapallolta.
---> Ilman kasvihuoneilmiötä maapallolla ei olisi elämää.
Tärkeimmät kasvihuonekaasut:
- vesihöyry
-hiilidioksidi
-metaani

Mitä opin?

- Ilmakehän yläosan kerrokset suojaavat maapalloa auringon haitalliselta säteilyltä.
- Magnetosfäärin, eli Maan magneettikentän vaikutusalueen saavat aikaan Maan ytimen sähövirrat.
- Otsonikerros, joka sijaitsee stratosfäärissä, suojaa ultraviolettisäteilyltä. Ihminen on toiminnallaan saanut otsonikerroksen ohenemaan käyttämällä kloorifluorihiilivetyjä. (CFC-yhdisteitä)

Tehtävä 1. s.31
Selitä termit

a) troposfääri=
Lämpötilan mukaan jaoteltuna ilmakehän alinkerros. Se ulottuu päiväntasaajalla noin 16 kilometrin ja navoilla 8 kilometrin korkeuteen. Troposfääri on elämälle soveltuva kerros, jossa esiintyvät lähes kaikki havaitsemamme sääilmiöt.

b) stratosfääri=
Voimakkaasti ultraviolettisäteilyä imevä otsonikerros. Päättyy stratopaussiin noin 48 kilometrin korkeudessa. Lämpötila pysyy vakiona noin 20 kilometrin korkeuteen asti, minkä yläpuolella se nousee ultraviolettisäteilyn imeytymisen vuoksi nollaan. Maan stratosfääri mahdollistaa elämän säilymisen, koska se sitoo haitallista ultraviolettisäteilyä.

c) kasvihuoneilmiö=
Normaali ilmiö, jota ilman maapallolla ei voisi olla elämää.

d) albedo=
Heijastuskyky, tarkoittaa pinnan tai kappaleen kykyä heijastaa siihen tulevaa säteilyä. Esimerkiksi lumen tai valkean aavikkohiekan albedo on suuri, koska ne heijastavat paljon säteilyä takaisin. Tumman pinnan albedo on pieni, koska se imee itseensä säteilyä.

e) O3= 
Muiden aineiden kanssa helposti reagoiva molekyyli. Otsonikerroksessa O3- molekyylit absorboivat ultraviolettisäteilyn lyhimpiä ja vaarallisimpia aallonpituuksia eli UV-B ja UV-C- säteilyä, jotka voivat vahingoittaa eläviä soluja ja aiheuttaa mutaatioita.

Aikavyöhykkeet & vuodenajat  

Turkki sijaitsee Euroopan ja Aasian rajalla välimeren tuntumassa. Se kuuluu samaan aikavyöhykkeeseen kuin Suomi, eli myös Turkissa noudatetaan UTC+2 aikaa. Pohjois- eteläsuunnassa liikuttaessa alueilla on pääsääntöisesti sama kellonaika.
    Turkki kuuluu pohjoisen pallonpuoliskon maihin. Kun aurinko paistaa kohti suoraan Kravun kääntöpiirille, Turkissa on kesä. Kun aurinko paistaa kohtisuoraan Kauriin kääntöpiirille, siellä on talvi. Turkissa talvi ei kuitenkaan vastaa ihan Suomen kylmää ja pimeää talvea. Tämä johtuu siitä, että Turkki sijaitsee huomattavasti lähempänä päiväntasaajaa kuin Suomi. Päiväntasaajan seutu kääntöpiireille saakka saa paljon auringon säteilyä riippumatta vuodenajasta. Vuoristoissa sekä joissain päin Turkkia on kuitenkin lunta, eikä missään päin Turkkia talvella ole yhtä lämmin kuin 
kesällä.

Mitä opin?

- Vuodenajat riippuvat akselin kallistuskulmasta sekä maan kierrosta aurigon ympäri. Kun pohjoinen pallonpuolisko on kääntyneenä aurinkoon päin, siellä on kesä. Samaan aikaan eteläisellä pallonpuoliskolla on talvi, sillä eteläinen pallonpuolisko on kääntyneenä poispäin auringosta.
-  Maan kietoradan elliptisyys, eli kiertorata on hieman soikea. Aurinko sijaitsee ellipsin toisessa polttopisteessä. Sen vuoksi Maa on lähimpänä aurinkoa tammikuussa, eli se on perihelissä. Kauiampana auringosta Maa on heinäkuussa, eli se on aphelissä. Pohjoisen pallonpuoliskon talvi on viisi päivää lyhyempi kuin kesä. Tämän selittää se, kun Maa on lähempänä aurinkoa, sen kiertonopeus on suurempi.

Kääntöpiiri : Auringon zeniittiasema käy kääntymässä kravun- ja kauriinkääntöpiireillä seisauspäivinä keskikesällä ja keskitalvella. Tämä luo maapallolle vuodenajat.

Mihin tarvitaan tietoa aikavyöhykkeistä tai vuodenajoista?

Matkustaminen on nykypäivinä todella yleistä, joten maiden kellon- ja vuodenajoista on tärkeää olla tietoa. Matkustaessani ensimmäisen kerran Turkkiin, etsin tietoa onko Turkissa sama aika kuin Suomessa. Vuodenajoista, ilmastosta ja lämpötiloista täytyi myös olla perillä. Esimerkiksi myös jos aikoo soittaa maahan, jossa on eri aika kuin Suomessa on tiedettävä mihin aikaan vuorokaudesta sinne kannattaa olla yhteydessä. Aikavyöhykkeistä ja vuodenajoista tietäminen kuuluu myös tottakai yleissivistykseen.
    Joissain ammateissa tarvitaan myös paljon tietoa aikavyöhykkeistä ja vuodenajoista. Muutamia esimerkkejä ovat meteorologi, matkaopas ja lentäjä.

Tehtävä 2, s. 24
Miksi kalottialueilla ei puolenvuoden mittaisesta kesästä huolimatta ole lämmin? 

Kalottialueilla auringon säteily on vähäistä riippumatta vuodenajasta, koska auringon säteet osuvat Maahan viistosti ja näin säteily jakaantuu laajemmalle alueelle. Kesällä säteitä tulee vuorokauden ympäri mutta niin matalalta, ettei niillä ole kovin lämmittävää vaikutusta.