Kas oled kunagi mõelnud, miks taevas on ühel päeval nii selge ja rahulik ning teisel päeval on see mattunud tormipilvedesse? Ilm, mida iga päev kogeme, on vaid hetkeline peegeldus suuremast ja keerulisemast süsteemist. Selles peatükis saad teada, mis vahe on ilmal ja kliimal ning milline on Maad ümbritsev õhkkond. Avastame koos, kuidas need loovad pidevas muutumises olevat maailma, kus iga päev on taeval oma lugu jutustada.
MÕISTED
- atmosfäär ehk õhkkond
- ilm
- ilmaelement
- kliima
Õhk ja õhkkond
Õhk, mis meid ümbritseb ja mida hingame, on erinevate gaaside segu. Kõige rohkem on õhus lämmastikku (kuiva õhu koostises 78%) ja hapnikku (21%). Õhus on veel muidki gaase, nt argoon (0,9%), süsihappegaas (0,03%), osoon, kuid need moodustavad kokku vaid 1% õhu koostisest. Mõnel neist on aga väga oluline roll Maal toimuvates protsessides ja eluslooduse säilimises (nt süsihappegaas, osoon). Sõltuvalt kohast ja ajast sisaldab õhk alati ka mingis koguses veeauru.
- Argoon
- Lämmastik
- Süsihappegaas
- Hapnik
- Heelium
Õhk ümbritseb Maad umbes 1000 km paksuse kihina, mida hoiab planeedi ümber raskusjõud. Meie elame piltlikult öeldes selle hiiglasliku õhuookeani põhjas, s.o maapinnal. Maad ümbritsevat õhukihti nimetatakse atmosfääriks ehk õhkkonnaks.
Eri kõrgustel on atmosfääri omadused väga erisugused. Enamik õhust on koondunud atmosfääri alaossa: üle poole õhkkonna massist paikneb vaid mõne kilomeetri paksuse kihina maapinna kohal. Seega, mida lähemal maapinnale, seda tihedam on õhk. Ka õhkkonna raskuse tõttu avalduv rõhk ehk õhurõhk on kõige suurem maapinna lähedal ja väheneb kõrguse kasvades kiiresti.
Rahvusvahelisest kosmosejaamast tehtud fotodel on näha Maa atmosfääri sinakat kuma. Paljudel taevakehadel on atmosfäär, kuid see ei koosne õhust. Iga taevakeha ümbritseb vaid sellele eriomane gaaside segu.
Millisteks kihtideks õhkkond jaguneb?
Selle järgi, kuidas õhutemperatuur kõrguse kasvades tõuseb või langeb, eristatakse õhkkonnakihte ehk sfääre.
Maapinnale lähim õhkkonnakiht on troposfäär, mis pole aga kõikjal ühepaksune. Maa pöörlemise tõttu on see kõige paksem ekvaatori (17 km) ja kõige õhem pooluste kohal (9 km). Eesti kohal ulatub troposfäär umbes 11 km kõrguseni maapinnast. Troposfääri on koondunud umbes 80% kogu õhkkonna massist, sh enamik veeaurust, pilvedest ja tolmust. Siin kujunevad ilm ja kliima. Troposfääri soojendab aluspind, s.o maa- ja veepind. Kõige soojem ongi troposfäär aluspinna kohal meretasemel, kõrguse kasvades langeb õhutemperatuur keskmiselt 6,5 °C kilomeetri kohta.
Troposfääri kohal on umbes 50 km kõrguseni ulatuv stratosfäär. Kõrguse kasvades stratosfääri temperatuur tõuseb, sest siia on kogunenud osoon, mis neelab Päikeselt saabuvat ultraviolettkiirgust ning soojeneb selle mõjul. Osooni olemasolu ja säilimine on väga oluline, sest ultraviolettkiirgus, mida osoon neelab, on elusloodusele kahjulik.
Stratosfääri kohal on kuni 90 km kõrguseni ulatuv mesosfäär. Kõrguse kasvades õhutemperatuur mesosfääris langeb, sest siin pole veeauru, tolmu ega osooni, mis läbivat päikesekiirgust neelaks. Mesosfääri ülaosas on õhkkonna kõige külmem piirkond. Mesosfääril on samuti kaitsefunktsioon, sest siin põleb ära enamik Maale langevaid taevakehasid ehk meteoore.
Õhkkonna välimine kiht on termosfäär, mis on päikesekiirguse otseses mõjuvallas. Siin neeldub pea täielikult kõige intensiivsem päikesekiirgus. Seepärast tõuseb termosfääris kõrguse kasvades temperatuur kiiresti ja võib küündida kuni 1500 °C-ni. Õhk on aga nii hõre, et seal viibivatele objektidele suur kuumus üle ei kandu. Näiteks tiirleb rahvusvaheline kosmosejaam ümber Maa just termosfääris.
Maakera ümbritsev õhkkond jaotatakse troposfääriks, stratosfääriks, mesosfääriks ja termosfääriks. Atmosfääri ülemine piir ei ole üheselt määratud
- Termosfäär
- Troposfäär
- Mesosfäär
- Stratosfäär
Mõtle!
- Miks on atmosfääri temperatuur eri kõrgustel erinev?
- Kuidas õhkkond Maad (sh elusloodust) kaitseb?
Mis iseloomustab ilma?
Õhkkonna seisundit mingis piirkonnas kindlal ajahetkel või lühikese ajavahemiku (nt mõne tunni) jooksul nimetatakse ilmaks. Ilm muutub pidevalt.
Kui vaatad aknast välja, näed kohe, milline ilm parasjagu on: kas on pilvine ja sajab või on hoopis selge ja paistab päike. Õues olles aga tajud, kas õhk on jahe või soe, kas puhub tuul või on tuulevaikus.
- Kas ilm on tuuline või tuulevaikne.
- Kas ilm on pilves või selge.
- Mitu kraadi sooja on väljas.
- Kas ilm on soe või külm.
- Milline on õhurõhk.
- Mitu protsenti on õhus niiskust.
- Kas sajab vihma.
Vaade Tallinna vanalinnale erineva ilmaga
Selleks, et ilma täpselt kirjeldada, tuleb mõõta ilma iseloomustavaid näitajaid ehk ilmaelemente. Peamised ilmaelemendid on õhutemperatuur, õhurõhk, õhuniiskus, sademete hulk ja liik, tuule kiirus ja suund, pilvisus, päikesekiirgus, nähtavus.
Mõnd ilmaelementi saab mõõta igaüks. Paljudes kodudeski on akna küljes termomeeter, millega mõõdetakse välisõhu temperatuuri. Põhjalikke ilmamõõtmisi tehakse aga ilmajaamades, kus on olemas instrument iga ilmaelemendi mõõtmiseks.
Ilma seiravad ka ümber Maa tiirlevad satelliidid ja maapealsed radarid. Erinevate maade ilmajaamadest, -radaritelt ja -satelliitidelt kogutud andmete põhjal saadakse tervikpilt ilmast laiemal alal ja koostatakse ilmaennustusi ehk -prognoose. Neid teevad erialase väljaõppega inimesed ehk sünoptikud. Veel selle sajandi alguses suudeti ilma prognoosida üsna täpselt vaid paariks päevaks, tänapäeval võimsate arvutite abiga juba kuni nädalaks.
Ilmaandmete põhjal koostatakse ka kaarte, mis kujutavad mingi piirkonna (nt Eesti) hetkeilma või prognoositavat ilma (ilmakaartide kohta saad täpsemalt lugeda ptk 1.8).
Mõõtmisseadmed on paigaldatud ilmajaama kindlate eeskirjade järgi ning mõõtmised toimuvad kindla korra alusel. See tagab, et tulemused on täpsed ja kõikide ilmajaamade vahel rahvusvaheliselt võrreldavad.
„Jaam“ ja õues olev andur on omavahel ühendatud raadiosignaali kaudu. Kõige lihtsamad seda tüüpi seadmed on müügil igas elektroonikapoes ning maksavad kümmekond eurot. Neil on lihtne temperatuurinäidik – üks number näitab toa- ning teine õuetemperatuuri. Keerulisemad mudelid annavad infot ka õhuniiskuse, õhurõhu ja tuule kohta.
- õhurõhk
- geograafiline laius
- õhutemperatuur
- õhuniiskus
- õhu koostis
- tuule kiirus
- nähtavus
Mõtle!
- Millistel elualadel on oluline saada teavet praeguse ilma ja tulevase ilma kohta? Too vähemalt kolm näidet.
Millest sõltub kliima?
Kuigi ilm võib olla iga päev isesugune, korduvad tüüpilised ilmastikuolud aastast aastasse. Näiteks teame, et Eestis on veebruar enamasti kõige külmem kuu ja et augustis sajab tavaliselt kõige rohkem. Sellist, mingile paigale iseloomulike ilmaolude kordumist pika aja jooksul nimetatakse kliimaks, kusjuures peetakse silmas vähemalt 30 aasta pikkust perioodi.
Ilm ei pruugi paiga kliima kohta midagi öelda. Juhuslikul päeval võib ühesugust ilma kohata klimaatiliselt väga erinevais paigus. Paiga kliimast ehk ilmade pikaaegsest keskmisest režiimist annab tunnistust eelkõige taimestik.
Paiga või piirkonna kliima kujundajad
- Kaugus ekvaatorist, sellest sõltub päikesekiirguse (soojuse) hulk ja vaheldumine aasta jooksul.
- Paiknemine üleilmse õhuringluse suhtes, sellest sõltuvad piirkonnas valitsevad tuuled, pilvisus ja sademed.
- Pinnamood, see kujundab õhu liikumisteid.
- Kõrgus merepinnast, sellest sõltub õhutemperatuur.
- Kaugus maailmamerest, see mõjutab, kui palju õhutemperatuur öö ja päeva või aastaaegade vaheldumisel muutub.
Kliimast sõltub väga suurel määral piirkonnas elavate inimeste majandus ja elulaad. Näiteks määrab kliima, milliseid kultuurtaimi saab kasvatada, mis materjalist tuleb hooned ehitada ja milliseid riideid on inimestel aasta jooksul tarvis.
Kõige enam mõjutab kliimat päikesekiirguse hulk. Päikesekiirgus soojendab maismaad ja vett, mis annab soojuse edasi õhule ja paneb selle liikuma. Liikuv õhk kujundab kliimat juba suurematel aladel. Õhu liikumisteid kujundab omakorda pinnamood.
Kliimat kirjeldatakse aastakümnete jooksul kogutud mõõtmisandmetega. Nende põhjal arvutatakse välja keskmised näitajad, näiteks kuu või aasta keskmine õhutemperatuur ja sademete hulk.
Nii nagu ilm, muutub ka kliima. Ilm võib muutuda tundide või isegi minutitega, kliima muutub aga väga pika aja, aastakümnete, sajandite või koguni aastatuhandete jooksul.
- kaugus maailmamerest
- valitsevad tuuled
- põllumaade suurus
- inimasustuse tihedus
- pinnamood
- hetke õhuniiskus
- kaugus ekvaatorist
- puude kõrgus
Mõtle!
- Too veel näiteid, kuidas kliima inimeste elu mõjutab.
Lisalugemist. Ekstreemsete ilmastikunähtuste kroonika
Kliimarekordid on meie planeedil tähelepanuväärsed sündmused. Ning need ei ole lihtsalt hämmastavad numbrid – need on lood sündmustest, mis annavad meile aimu ilma ja kliima keerukusest. Need aitavad meil ka mõista, kuidas Maa erinevad jõud koos toimivad. Tänapäeva tehnoloogia abil suudame järjest täpsemalt jälgida oma planeedi kliimat ja ehk ka paremini mõista, kuidas planeet tervikuna toimib. Vaatame korraks koos Maa kõige kuumemaid, külmemaid, märjemaid, kuivemaid ja tuulisemaid hetki.
Maailma kõrgeim registreeritud õhutemperatuur +56,7 ℃ mõõdeti 10. juulil 1913. a Furnace Creeki linnas Surmaorus Californias. Kuigi ekspertide seas on veel vaidlusi mõõtmise täpsuse üle, peetakse just seda praegu ametlikuks rekordiks. Varem kuumarekordiks peetud +57,8 ℃ (september 1922, Liibüa) on 2012. aastal Maailma Meteoroloogiaorganisatsiooni poolt tunnistatud kehtetuks mõõtmismetoodika võimaliku vea tõttu. Üle 50-kraadiseid õhutemperatuure on Maal registreeritud veelgi, nt Iisraelis, Tuneesias, Iraanis ja Kuveidis.
Vastupidine kliimarekord pärineb Antarktikast, Vostoki uurimisjaamast, kus 21. juulil 1983. a langes õhutemperatuur –89,2 ℃. Põhjapoolkera kõige külmem paik asub Sahha Vabariigis (Venemaa). Just seal, Verhojanskis ja Oimjakonis, on õhutemperatuuriks mõõdetud –67,7 ℃ ja –67,8 ℃ (1885, 1892, 1933). Verhojanskile kuulub teinegi maailmarekord: 20. juulil 2020. a registreeritud õhutemperatuur +38 ℃ teeb linnast kõigi aegade suurima temperatuuri amplituudiga paiga maailmas (105,8 kraadi).
Antarktis ei ole ainult maailma kõige külmem, vaid ka kõige kuivem (mandri siseosas on sademeid kohati alla 50 mm aastas) ja tuulisem manner. Tugevate tuulte tõttu võib tajutav temperatuur langeda alla –100 ℃.
Kliimarekordid ei piirdu ainult õhutemperatuuriga. Cherrapunji ja selle läheduses asuv Mawsynrami linn Indias kannavad uhkusega maailma kõige märjemate paikade tiitlit. Rekordiline keskmine aastane sademete hulk 11 872 mm on mõõdetud Mawsynramis. Cherrapunjile kuulub rekordiline kuu sademete summa: juulis 1861 sadas seal maha 9300 mm vihma. Ka Cherrapunji keskmine aastane sademetehulk (11 777 mm) ei jää Mawsynramile palju alla.
Vastupidiseks äärmuseks on Atacama kõrb Tšiilis, kus mõnes piirkonnas ei ole sademeid registreeritud aastakümneid ja mõnel pool isegi sajandeid.
Kliimarekordite seas on ka tuulekiiruse rekordid. 1999. aasta mais tabas Moore'i linna Oklahomas Maa ajaloo kõige tugevam tornaado, mille tuule kiirus ulatus 484±32 km/h (ligi 135±8 m/s). See hävitas tuhandeid kodusid ning oli võimsamaid ilmastikunähtusi Ameerika ajaloos. Mitte tornaado päritoluga tuule kiiruse rekordiks on 408 km/h ehk 113, 3 m/s. See on registreeritud aastal 1996 Barrow saarel Austraalias troopilise tsükloni Olivia ajal.
Mussoon on püsiv tuul, mille suund muutub vastavalt aastaajale. Tuntuim mussoonide piirkond on Lõuna-Aasia. Aprillist oktoobrini sajab pea iga päev vihma. Talvel on aga taevas selge ja saabuvad põuad. Mussoonidega tutvud lähemalt ptk 1.3.
Moore'i linna on väga tugevad tornaadod tabanud mitmeid kordi, nt 1999., 2003., 2010. ja 2013. aastal.
Eesti kliimarekordid
- Kõrgeim õhutemperatuur: +35,6 ℃ (11. august 1992, Võru)
- Madalaim õhutemperatuur: –43.5 ℃ (17. jaanuar 1940, Jõgeva)
- Suurim tuulekiirus (puhang): 48 m/s (2. november 1969, Ruhnu)
- Suurim ööpäevane sademete hulk: 148 mm (4. juuli 1972, Metsküla, Saaremaa)
- Suurim aastane sademete hulk: 1157 mm (1990, Nääri, Raplamaa)
- Väikseim aastane sademete hulk: 309 mm (1941, Pärnu)
- Suurimad raheterad: läbimõõt 80 mm (7. august 2023, Sõrve poolsaar)
Teiste Eesti kliimarekorditega saad tutvuda Keskkonnaagentuuri kodulehel.
Mõisted
- atmosfäär ehk õhkkond – Maad ümbritsev õhukiht
- ilm – õhkkonna seisund mingis piirkonnas kindlal ajal või lühikese ajavahemiku (nt mõne tunni) jooksul
- ilmaelement – ilma kirjeldav näitaja, nt õhutemperatuur, õhurõhk, õhuniiskus, sademete hulk ja liik, tuule kiirus ja suund, pilvisus, päikesekiirgus, nähtavus
- kliima – mingile paigale iseloomulike ilmaolude kordumine aastast aastasse pika aja jooksul
- Palvelun tarjoaa Star Cloud OÜ