Ilm

atmosfääri olek
Disambig gray.svg  See artikkel on ilmast meteoroloogilises tähenduses; muude tähenduste kohta vaata Ilm (täpsustus).

Ilm on meteoroloogiliste elementide kogumõjul tekkinud atmosfääri seisund mingis paigas, mingis lühemas ajavahemikus (kuni mõni päev), koos elementide järgnevate muutustega.

Taevas Tallinna (Eesti) kohal 29. juunil 2005 kell 15:00

Tavaliselt peame ilma all silmas ilma planeedil Maa. Ilma tuleb eristada kliimast (ilmastust), mis on teatud piirkonnale omane keskmistatud ilmade režiim, mis on kindlaks tehtud pikaajaliste mõõtmiste alusel. Eesti keeles on kasutusel sõna ilmastik, mis tähendab pikema aja: nädalate, kuude või aasta-aja ilma.[1] Suurem osa ilmanähtustest toimub troposfääris.[2]

Ilma muutuste põhjuseks on päikeseenergia mõjul ja maapinna kaastoimel atmosfääris kulgevad termodünaamilised protsessid. Tuntumad ilma kujundavad elemendid on õhutemperatuur, õhurõhk, õhuniiskus, sademed, tuul, pilvisus, atmosfäärinähtused (äike, tuisk, udu) jne).[3]

Ilma põhjustajadRedigeeri

Maa erinevate piirkondade ilma kujundvad õhumasside liikumisel kaasnevad õhutemperatuuri, -rõhu ja -niiskuse erinevused, mis on põhjustatud maapinnale langeva päikesekiirguse hulgast. Ilm muutub perioodiliselt, see on seotud meteoelementide ööpäeva ja aastaaegade muutuste käiguga. Päikeesekiirguse hulk sõltub aastaajast ehk kui kõrgel horisondist ja kui kaua (päeva pikkus) päike päeval paistab. See oleneb laiuskraadist, mida kaugemale ekvaatorist, seda väiksem on päikesekiirguse kaldenurk ja seda vähem soojust saavad need maa-alad. Samas on ilmekad mitteperioodilised ööpäevasest kõikumisest sõltumatud ilmamuutused, mis haaravad suuri alasid, näiteks kogu Läänemere piirkonna. Mitteperioodilised ilmamuutused sõltuvad atmosfääri baariliste süsteemide arengust ja liikumisest.

Maa telg on oma orbiidi tasapinna suhtes kaldu ja seetõttu langeb päikesekiirgus talvel Maa poolustele lähemalolevatele aladele väiksema nurga all. Samal põhjusel vahelduvad ka Maa tiirlemisel aastaajad.[4] Õhutemperatuuri suured erinevused polaaralade ja troopiliste alade õhumasside vahel põhjustavad jugavoole.[5] Keskmiste laiuskraadide ilmasüsteemid (näiteks troopilised tsüklonid) on põhjustatud jugavoolude ebastabiilsusest.[6]

Pilvisusest sõltuv päikesekiirguse jaotumine põhjustab piirkondade ebaühtlase soojenemise. Selgel päeval on päikesekiirgust rohkem ning siis on ka õhutemperatuur kõrgem.[7] Mägisel maastikul kõrgemale liikudes või lennukiga kõrgemale tõustes muutub õhk jahedamaks, sest kõrgemad õhukihid on madalamate kihtidega võrreldes soojusallikast (soojenenud maapinnast) kaugemal. Kõrgematesse õhukihtidesse kandub soojus peamiselt õhu konvektiivlliikumise vahendusel, mis sõltub meie kohal oleva õhumassi vertikaalsest tasakaalust. Siin on oluline teada, et tõusma või laskuma sunnitud õhu kuivadiabaatiline vertikaalne temperatuurigradient on 1 ja märgadiabaatiline gradient 0,6. Need adiabaatilised füüsikalised suurused näitavad õhutemperatuuri püstsuunalist muutust iga 100 m kohta.[8][9][10] Lokaalselt sõltub aluspinna (veekogud, metsad, jääkate või inimtekkelised objektid) temperatuur pinnase füüsilistest omadustest (peegelduvus, tihedus, niiskus ja soojusmahtuvus). Näiteks maapind soojeneb päikesepaistelisel suvepäeval kiiremini kui veepind.[11]

Soojenenud maapinna temperatuurierinevused põhjustavad omakorda maapinnalähedases õhukihis selle tiheduse erinevusi. Maapinna kohal ümbritsevast õhust rohkem soojenenud õhukogum on suurema paisumise tõttu väiksema õhutihedusega.[12] [13] Selle tulemusena hakkab ebapüsivas õhumassis (sõltub siis päevasest õhukihtide tegelikust temperatuurijaotusest) kergem õhk ülespoole tõusma, kõrgemal olev jahedam õhk aga vajub alla. Veekogude rannikualadel tekib väiksema ulatusega rannikubriise.

Püsiva tasakaaluga õhumassis ei teki ka kõige palavama ja päiksepaistelisema ilmaga õhu konvektiivliikumist.

Tuuled tekkivad baariliste süsteemide õhurõhkude erinevuse tõttu ja puhuvad Coriolisi jõu mõjul süsteemi keskpunkti suhtes spiraalselt .[14]

IlmaennustusRedigeeri

 
Maakera pind jaotatakse kolmemõõtmelisteks osadeks, et ilmaprognoosimudelites piisava täpsusega arvutamine oleks võimalik

Sünoptika ehk ilmaennustusteadus on meteoroloogia osa. Inimesed on püüdnud ilma ennustada juba aegade algusest, kuid formaalselt võib selle alguseks pidada 19. sajandit. [15] Ilmaennustuseks on vajalik koguda hulk andmeid atmosfääri olukorra kohta ning tunda atmosfääriprotsesside seaduspärasusi.

Atmosfäär on kaootilises liikumises süsteem, mispärast võivad väikesed muutused süsteemi ühes osas mõjutada kogu süsteemi.[16] Seetõttu on keeruline ennustada ilma piisava täpsusega rohkem kui paar päeva ette. Samas töötavad ilmateadlased pidevalt selle nimel, et seda piiri nihutada. Ilmaennustajad peavad võimatuks saada praegu vähegi kasutatavaid igapäevaseid ennustusi rohkem kui 10 päeva ette.[17][18]

Kui varem said ilmaennustajad toetuda vaid õhurõhumuutusele, valitseva pilvkatte ja tuule suuna jälgimisele, siis nüüd kasutatakse ilma prognoosides arvutiteid ilma numbriliseks mudeldamiseks Maa ilmasateliitidetelt kogutud sondeerimisandmete põhjal[19][20] Parima prognoosmudeli valimiseks on siiski vajalik inimene, kes tunneb ilmamustreid ning seoseid eri nähtuste vahel, kellel on teadmised mudeli toimimisest ja selle kõrvalekalletest. Atmosfääri kaootiline iseloom, atmosfääri kirjeldavate võrrandite lahendamiseks kuluv mahukas arvutusjõudlus, võimalikud vead algolukorra mõõtmises ja puudulikud teadmised atmosfääriprotsessidest tähendavad seda, et prognoosid muutuvad seda ebatäpsemaks, mida pikemaks venib aeg käesoleva ja prognoositava ilma vahel. Eri mudelite ja teadmiste kasutamine aitab eksimisvõimalusi vähendada ning valida välja kõige tõenäolisem prognoos.[21][22][23]

Inimesed vajavad ilmaennustusi iga päev oma toimingute korraldamiseks või otsustamiseks, kuidas riietuda või millal, kas ja kuhu minna. Ilmaennustused on eriti olulised äärmuslike ilmaolude puhul. Õigeaegsed hoiatused aitavad kaitsta elusid ja vara. Ilma ennustamine on oluline näiteks põllumajanduse, transpordi jaoks merel ja õhuruumis.[24][25][26][27]

Inimesed on alati üritanud ilma mõjutada ja on tõendusmaterjali selle kohta, et inimtegevus (põllumajandus, tööstus) on ilmamustreid tahtmatult muutnud. Uurides teiste planeetide atmosfääri, on saadud rohkem teavet ilma muutuste põhjustest Maal. Kuulus päikesesüsteemi maamärk, Jupiteri Suur Punane Laik on antitsükloni torm, mis on kestnud vähemalt 300 aastat.

Äärmuslik ilmRedigeeri

 
Äikesetorm Garajau lähedal Madeira saarel

Planeedil Maa on aasta keskmised õhutemperatuurid vahemikus ±40 °C. Eri kliimatingimustega piirkondades võivad esineda ka kõrgemad või madalamad õhutemperatuurid. Ametlikult on maailma madalaim mõõdetud õhutemperatuur -89,2 °C (Antarktikas Vostoki polaarjaamas 21. juulil 1983). Kõrgeim mõõdetud õhutemperatuur on 57,7 °C (Liibüas Al 'Aziziyahis 13. septembril 1922).[28] Kõrgeim aastane keskmine õhutemperatuur oli 34,4 °C Etioopias Dallolis.[29] Madalaim aasta keskmine õhutemperatuur oli -55,1 °C (Antarktikas Vostoki polaarjaamas).[30] Madalaim aasta keskmine õhutemperatuur inimasustusega piirkonnas oli Kanadas Eurekas (-19,7 °C).[31]

Mõju inimesteleRedigeeri

 
New Orleans, Louisiana, pärast orkaan Katrinat

Ilm on otseselt mõjutanud inimkonna ajalugu. Ilm on mõjutanud ajaloolisi sündmusi ning kliimamuutused on põhjustanud rahvastikurändeid; äärmuslikudd ilmanähtused on põhjustanud tagasihoidlikumaid rahvaste liikumisi ühest piirkonnast teise (põhjusteks näiteks kõrbestumine Lähis-Idas, aga ka jääajal liustikest tekkinud ühendusteed). 1281. aastal päästis Kamikaze taifuun Jaapani mongolite invasiooni eest.[32] Prantsusemaa loobus nõuetest Florida vastu, kui 1565. aastal hävis orkaanis Prantsuse laevastik, võimaldades Hispaanial vallutada Fort Caroline'i.[33] Orkaan Katrina laastamistöö tõttu oli miljon inimest sunnitud lahkuma oma kodust ning asuma elama mujale; see oli suurim inimpopulatsiooni ümberpaigutumine Ameerika Ühendriikide ajaloos.[34] [35]

Ilm avaldab mõju inimese füüsilisele ja vaimsele tervisele. Külma ja kuiva õhku on seostatud migreenidega ning astma ja artriidivalude ägenemisega. Suremus tõuseb kuumalainete ajal rohkem kui väga külmadel perioodidel, eriti ägenevad südameveresoonkonna haigused. Külm ilm on lisaks otsesele mõjule (alajahtumine, gripp, kopsupõletik) seotud inimese terviseprobleemidega ka kaudselt (libedaga kukkumised, avariid, õnnetused, tulekahjud). Pikad pimedad talved mõjutavad inimeste meeleolu ning võivad kaasa aidata depressiooni tekkimisele. Tuul kannab edasi saastet ning allergeene, mõjutades hingamisteede haigustega inimesi, näiteks astmaatikuid.[36][37]

Inimene ilma mõjutajanaRedigeeri

Inimene on kogu aeg üritatud ilma mõjutada ja muuta: alates iidsetest vihmarituaalidest kuni vihmapilvede laialiajamiseni Punase väljaku kohalt ja USA sõjaväe operatsioonini Popeye, mille eesmärk oli segada varustuse transportimist, üritades pikendada Põhja-Vietnami mussooni.[38]

Kõige edukamalt on õnnestunud mõjutada sademete teket. Nii hajutatakse pilvi suuremate lennuväljade kohalt, üritatakse suurendada lumesadu mägedes ning takistada rahe teket.[39] Üks hiljutisemaid näiteid ilma tahtlikust mõjutamisest oli Hiina ettevalmistused 2008. aasta suveolümpiamängudeks. Pekingi 21 piirkonnast tulistati taevasse 1104 vihmasadu kaugemal varem esilekutsuvat raketti hoidmaks ära vihmasadu mängude paigal avatseremoonia ajal. Pekingi kohaliku meteoteenistuse juht Guo Hu kinnitas, et plaan õnnestus (Pekingi lähedases Hebei provintsi linnas Baodingis registreeriti 100 mm sademeid ja Fangshani piirkonnas 25 millimeetrit).[40]

Inimtegevuse mõju ilmale.[39]

IlmaelemendidRedigeeri


Neid põhilisi ilmaelemente mõõdetakse vastavate mõõteriistadega ilmajaamades, mõõtmisi tehakse ka uurimislaevadel, lennukitel, raadiosondide ja poide abiga. Ilmasatelliidid jälgivad troposfääri kosmosest ning annavad palju informatsiooni pilvkatte, mere ja ookeani lainete kõrguse ja baariliste süsteemide kohta.

ViitedRedigeeri

  1. "Eesti keele seletavas sõnaraamatus" (vaadatud 22.03.2019)
  2. Glossary of Meteorology. Troposphere. Vaadatud 06.06.2011.
  3. "Ilm". Eesti nõukogude entsüklopeedia. 3. FILM-ISSÕ
  4. Windows to the Universe. Earth's Tilt Is the Reason for the Seasons! vaadatud 07.06.2011.
  5. John P. Stimac. Air pressure and wind. Vaadatud 07.06.2011.
  6. Carlyle H. Wash, Stacey H. Heikkinen, Chi-Sann Liou, and Wendell A. Nuss. A Rapid Cyclogenesis Event during GALE IOP 9. Vaadatud 28.06.2008.
  7. Ron W. Przybylinski. The Concept of Frontogenesis and its Application to Winter Weather Forecasting. Retrieved on 28.06.2008.
  8. Mark Zachary Jacobson (2005). Fundamentals of Atmospheric Modeling (2nd ed.). Cambridge University Press. ISBN 0-521-83970-X. OCLC 243560910.
  9. C. Donald Ahrens (2006). Meteorology Today (8th ed.). Brooks/Cole Publishing. ISBN 0-495-01162-2. OCLC 224863929.
  10. Lapse rate. International Meteorological Vocabulary. WMO-No.182
  11. M. Jürissaar. Lennundusmeteoroloogia, 2007. Lk 19
  12. M. Jürissaar. Lennundusmeteoroloogia, 2007. Lk 16
  13. Relation between density and temperature. Vaadatud 07.06.2011.
  14. Encyclopedia of Earth. Wind. Vaadatud 07.06.2011.
  15. In Encyclopædia Britannica, 2011. Weather forecasting Vaadatud 07.06.2011.
  16. Spencer Weart. The Discovery of Global Warming. Vaadatud 07.06.2011.
  17. Answers: Understanding weather forecasts Vaadatud 07.06.2011
  18. Long-term weathger outlooks Vaadatud 07.06.2011
  19. Weather Doctor. Applying The Barometer To Weather Watching. Retrieved on 25.05.2008.
  20. Mark Moore. Field Forecasting – A Short Summary. Retrieved on 25.05.2008.
  21. Klaus Weickmann, Jeff Whitaker, Andres Roubicek and Catherine Smith. The Use of Ensemble Forecasts to Produce Improved Medium Range (3–15 days) Weather Forecasts. Vaadatud 07.06.2011.
  22. Todd Kimberlain. Tropical cyclone motion and intensity talk (June 2007). Vaadatud 07.06.2011.
  23. Richard J. Pasch, Mike Fiorino, and Chris Landsea. TPC/NHC’S REVIEW OF THE NCEP PRODUCTION SUITE FOR 2006. Vaadatud 07.06.2011.
  24. Blair Fannin. Dry weather conditions continue for Texas. Vaadatud 26.05.2008.
  25. Dr. Terry Mader. Drought Corn Silage. Vaadatud 26.05.2008.
  26. Kathryn C. Taylor. Peach Orchard Establishment and Young Tree Care. Vaadatud 26.05.2008.
  27. Associated Press. After Freeze, Counting Losses to Orange Crop. Vaadatud 26.05.2008.
  28. Global Weather & Climate Extremes. Vaadatud 09.06.2011.
  29. Glenn Elert. Hottest Temperature on Earth. Vaadatud 28.06.2008.
  30. Glenn Elert. Coldest Temperature On Earth. Vaadatud 28.06.2008.
  31. Canadian Climate Normals 1971–2000 – Eureka
  32. James P. Delgado. Relics of the Kamikaze. Vaadatud 08.06.2011.
  33. Mike Strong. 1565- San Mateo Hurricane. Vaadatud 08.06.2011.
  34. Anthony E. Ladd, John Marszalek, and Duane A. Gill. The Other Dispora: New Orleans Student Evacuation Impacts and Responses Surrounding Hurricane Katrina. Vaadatud 08.06.2011.
  35. "Famine in Scotland: The 'Ill Years' of the 1690s". Karen Cullen,Karen J. Cullen (2010). Edinburgh University Press. p.21. ISBN 0748638873
  36. A. Kirmayer. The Impact of Weather Conditions on Humans. Vaadatud 09.06.2011.
  37. L.S. Kalkstein, K.M. Valimont. 1987. Climate effects on human health. Vaadatud 09.06.2011
  38. Rob Sharp. Weather modification: The rain makers. Vaadatud 09.06.2011.
  39. 39,0 39,1 American Meteorological Society
  40. Huanet, Xin (09.08.2008). "Beijing disperses rain to dry Olympic night". Chinaview. Vaadatud 24.08.2008.
  41. Intergovernmental Panel on Climate Change

VälislingidRedigeeri