Mistä turbulenssi johtuu? Fyysikko vastaa

Guardianin uutisen mukaan ilmakehän hiilidioksidimäärien kasvun vuoksi myös lentokoneiden kohtaamat turbulenssit eli kansankielellä ilmakuopat lisääntyvät. Elokuun lopussa United Airlinesin lento Houstonista Lontooseen kohtasi voimakkaan ja yllättävän turbulenssin, jonka seurauksena yli 30 matkustajaa loukkaantui.

Tämän tyyppisten ennustamattomien, kirkkaan kelin turbulenssien kerrotaan uutisen mukaan lisääntyvän siitä syystä, että ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on lisääntynyt ilmastonmuutoksen vaikutuksesta. Vaikutukset näkyvät jopa 10-12 kilometrin korkeudessa, mikä on tyypillinen matkustajakoneiden lentokorkeus, sillä hiilidioksidipitoisuuden nousu aiheuttaa myös yläilmakehässä suurempia lämpötilaeroja ja sitä kautta ilman voimakkaampaa liikehdintää.

Mutta mistä turbulenssi varsinaisesti johtuu? Kysyimme asiaa virtausdynamiikan asiantuntijalta ja purjetaitolennon vuoden 2016 Suomen mestarilta Mika Laajalahdelta.

- Turbulenssi johtuu ilman liikkeen nopeuden muutoksesta. Voi tuulla kovastikin ilman minkäänlaisia ilmakuoppia, mutta jos ilman virtauksessa tapahtuu nopeuden tai suunnan muutoksia tai pyörteisyyttä esimerkiksi vuoriston takia, syntyy turbulenssia, selventää Laajalahti.

Alhaalla ilmakehässä nämä lentokoneen ravistuksina tuntuvat ilman liikkeet johtuvat maan pinnan lämpötilaeroista: jotkin pinnat kuten vaikka hakkuuaukeat, kalliot ja tummat asfaltit lämpeävät ympäristöään enemmän ja fysiikan lakien mukaan lämmin ilma nousee ylöspäin. Syntyy nouseva ilmavirtaus, jota esimerkiksi purjekoneet käyttävät hyväkseen.

- Tällaisia turbulensseja tulee vastaan erityisesti kesäaikaan muutaman kilometrin korkeuteen saakka. Kyseessä on siis luonnollinen ja jokapäiväinen ilmiö, eikä se ole vaarallista lentokoneelle. Purjelentäjäthän suorastaan etsivät näitä nostoja, Laajalahti kertoo.

- Kauniina kesäpäivänä, jolloin taivaalla näkyy uhkeita cumulus-pilviä, ravistelevat tällaiset turbulenssit lentokoneiden siipiä varmimmin. Harmaalla ja sateisella kelillä puolestaan ei niinkään.

Vuoristoisilla seuduilla ilmakehän liikkeitä ovat esimerkiksi aallot, jotka syntyvät tuulen pakkautuessa vuoren seinämää vasten ja ylöspäin noustessaan aiheuttavat aaltomaista liikettä yläpuolella olevaan ilmamassaan. Nämä syntyvät aallot saattavat tuntua jopa kymmenen kilometrin korkeudessa.

Yläilmakehässä syntyvät turbulenssit ovat vaikeammin ennustettavissa, koska niitä ei voi ilman kirkkauden ja pilvettömyyden vuoksi nähdä.

- Matkustajakoneiden lentokorkeudessa 10-12 kilometrissä ei ole juurikaan maanpinnan kitkaa ja siellä ilman virtausnopeudet voivat olla jopa 300 km/h. Kun tällainen ilmamassa törmää toiseen ilmamassaan, nopeuden ja suunnan muutos voi olla niin suuri, että se tuntuu myös lentokoneessa. Tällaisessa ilmamassojen törmäyskohdassa kone joko nousee tai laskee nopeasti ennen kuin keskenään erilaiset virtaukset sen ympärillä tasoittuvat, summaa Laajalahti.

Muista siis pitää turvavyö kiinnitettynä aina istuessasi paikallasi lentokoneessa!