Sateen olomuodon määräytyminen: Miksi lunta sataa, vaikka lämpötila olisikin selvästi plussan puolella?

Sade voi tulla maan pinnalle monissa eri olomuodoissa. Sateen olomuotoja ovat muun muassa vesi-, lumi-, räntä- ja tihkusade, jäätävä sade, jäätävä tihku, jäärakeet, lumirakeet ja lumijyväset.

Olomuotoon vaikuttavat eri ilmakerrosten lämpötilat sekä se, kuinka kosteaa tai kuivaa ilma on eri ilmakerroksissa.

Keväisin lumisade toisinaan yllättää, kun ilman lämpötila on useamman asteen plussan puolella, jopa seitsemässä tai kahdeksassa asteessa saakka. Ilman alhainen kastepistelämpötila mahdollistaa sateen pysymisen kiinteänä, vaikka ilman lämpötila olisikin nollan yläpuolella.

Suurin osa sateesta lähtee pilvestä alas jäänä tai lumena

Suomen leveysasteilla noin 90 % sateesta lähtee pilvistä alas jääkiteinä tai lumena. Pilven ja maan välissä olevien ilmakerrosten lämpötila määrää sen, ehtivätkö lumihiutaleet tai jääkiteet sulamaan ennen maan pinnalle saapumistaan.

Talvella, kun lämpötila on useammassa ilmakerroksessa pakkasen puolella, sade tulee maahan asti lumena. Kesällä alemmat ilmakerrokset ovat plussan puolella, jolloin lumihiutaleet ehtivät sulaa vedeksi.

Kastepistelämpötila määrittelee sateen olomuodon

Sateen olomuotoa voi ennustaa kastepistelämpötilan avulla. Kastepistelämpötilalla voidaan arvioida, kuinka kuivaa tai kosteaa ilma on ja ehtiikö lumisade sulaa matkallaan. Toki myös lämpötila eri ilmakerroksissa vaikuttaa sateen olomuotoon.

Karkeasti ottaen voidaan todeta, että kun ilman kastepistelämpötila on nollan alapuolella, sade tulee lumena. Kun kastepistelämpötila on lähellä nollaa, sade on räntää ja kun se kohoaa nollan yläpuolelle, sade on todennäköisemmin jo vettä.

Kaikista hankalinta sateen olomuotoa on ennustaa silloin, kun kastepistelämpötila on lähellä nollaa astetta. Tällöin periaatteessa kaikki olomuodot ovat mahdollisia ja ne voivat vaihdella lyhyenkin ajan sisään.

Lunta voi sataa, vaikka lämpötila on yli +5 astetta

Mitä kuivempaa ilma on, sitä kiinteämmän sateen olomuodon se mahdollistaa korkeammissakin lämpötiloissa. Joskus kylminä kevätpäivinä nähdään lumisadetta, vaikka ilman lämpötila on yli +5 astetta. Tällöin ilman kastepistelämpötila on todennäköisesti nollan alapuolella.

Ilma on kylminä kevätpäivinä niin kuivaa, että lumi ei ehdi sulaa vedeksi, kun se putoaa pilvestä alas. Tämä perustuu siihen, että sadetta haihtuu voimakkaasti kuivaan ilmaan, jolloin ilman lämpötila laskee useilla asteilla sateen pudotessa alas. Haihtuminen on fysikaalinen ilmiö, joka sitoo lämpöä ja energiaa.

Haihtumisjäähtyminen voi kuivassa ilmassa olla niin voimakasta, että jo itsessään tämä mekanismi pitää sateen olomuodon lumisena, vaikka lähempänä maanpintaa olisikin useita lämpöasteita. Ilmiö on mahdollinen kuivina ja kylminä kevätpäivinä, joskus myös syksyisin pohjoisvirtausten yhteydessä. 

Mitä kosteampaa ilma on, sitä enemmän se pystyy sitomaan lämpöä. Näin ollen hyvin kostealla säällä sateen olomuoto on todennäköisemmin vettä, vaikka ilman lämpötila olisikin lähellä nollaa astetta.

Lue sateista lisää:

• Sade alkaa pääosin kolmella eri tavalla – näin syntyvät konvektiivinen sade, rintamasade ja orografinen sade
• Sateesta suurin osa lähtee pilvestä alas lumena
• Mitä on räntäsade?
• Rakeet – miten ne syntyvät ja miksi ne ovat vaarallisia?
• Mitä hyötyä ja haittaa sateesta on?

Päivitetty 5.5.2021 klo 08.52