Ilmajutt: huvitavat lume sulamisest

Soe õhk on see, mis paneb lume sulama. Foto: Arvet Mägi

Koolivaheajal saabus viimaks lumi, mis jõudis paar päeva püsida, kuid on nüüdseks sulanud. Vahest ongi paras aeg rääkida huvitavat lume sulamistest.

Defineerime alguses ühe olulise mõiste. Albeedo ehk peegeldustegur on pinnalt peegeldunud voo suhe sellele pinnale langevasse voogu. See on pinda iseloomustav suurus. Väljendatakse kas kümnendmurdudes (0–1) või protsentides. Looduslikke pindade albeedod jäävad tavaliselt 0,1–0,3 vahele. Erandlikud on vesi, mille puhul see oleneb kiirte (valgus)-langemisnurgast, ja lumi, millel võib albeedo ka üle 0,9 olla.

Hilistalvel ja kevadel arvavad inimesed, et päike sulatab peamise osa lumest. Veel arvatakse, et lume hoogsale sulamisele aitab kaasa vihm. 2013. a pika talve lõpus märtsi viimasest nädalast võtsin päikese sulatava mõju lumele põhjalikumalt vaatluse alla ning tegin pikke retki linnas ja maal. Veel käisin aprilli alguses eraldi Haanjas, et uurida, kuidas seal olukord. Mida avastasin ja kindlaks tegin?

Esiteks, millised on lume kiirguslikud omadused? Lumi on lühilainelise kiirguse väga hea peegeldaja. Puhta värske lume albeedo võib isegi üle 0,9 olla. Seega suurem osa päikesekiirgusest peegeldub lumelt lihtsalt tagasi. Lume temperatuur ei tõuse päikese käes üle 0 °C, kui õhutemperatuur on sellest madalam. Tarvitseb aga lumi olla märg või saastunud, porine või väga vana, juba firniks (sõmerlumeks) muutunud, siis on selle albeedo märksa väiksem – neeldub rohkem kiirgust. Märtsi- (ja isegi veebruari)päike suudab sellist lund sulama panna. Samuti sulab lumi siis, kui see on kontaktis mingi tumedama pinnaga (puutüvede läheduses, asfaldil jne), mis soojeneb päikese mõjul ja seejärel hakkab tume pind lund sulatama. Seega, kui lumikate on piisavalt õhuke ja hõre, võib päike soojendada lume all olevat pinda niipalju, et lumikate hakkab altpoolt sulama.

Lühike kommentaar vihma kohta. Vihm pole eriline lume sulataja, sest kui sulaga sajab vihma, on selle temperatuur peaaegu 0 °C, samuti ei ole siis vihmasadu kuigi intensiivne (mitte nagu suvine hoogvihm), mistõttu üleantav soojushulk on väga väike. Kui vihma temperatuur on juba paar kraadi üle nulli ja seda sajab rohkesti, siis on teine lugu. Tegelikult on ikka soe õhk see, mis paneb lume sulama. Kui sooja õhumassi korral sajab ka vihma, st kaks tegurit langeb kokku, siis arvatakse, et vihm põhjustab sulamise. Tegelikult jällegi on pearoll soojal õhul, kuna vihma üleantav soojushulk on tavaliselt väga väike.

On huvitav, et Prantsusmaal ERCA kursusel olles kinnitas minu leitud tulemusi sõltumatult lumeuurija Samuel ­Morin, kes on muu hulgas teinud väga täpseid mudeleid lumikatte dünaamika ja bilansi kohta.

Pühapäeval ehk 1. märtsil murdis kevad lõplikult läbi. Sellele eelnes südatalvine päev, kui lumi oli maas ja õhk miinuskraadides. Pühapäeva varahommik ehmatas enam kui 10 miinuskraadiga. Kuid nüüd on tee lõunakaartest saabuvale soojale valla. Madalrõhkkondi on omajagu, nii et tihti sajab vihma ja ilm on pilvine. Kui päike peaks välja tulema, võib juba nautida ligi 10kraadist kevadsooja.