Voimakkaat matalapaineet
Suuren mittakaavan matalapaineet voidaan pääasiassa jaotella trooppisiin matalapaineisiin ja Suomessakin esiintyviin niin sanottuihin keskileveysasteiden matalapaineisiin. Molemmat voivat aiheuttaa hyvin voimakkaita tuulia, mutta niiden syntymekanismit ovat erilaisia. Lisäksi on olemassa muitakin matalapainetyyppejä ja eri tyyppien välimuotoja.
Keskileveysasteiden matalapaineet ovat suomalaisille tuttuja
Tropiikin matalapaineiden ympäristössä ei ole merkittäviä lämpötilaeroja. Sen sijaan korkeammilla leveysasteilla (kuten Suomessa) esiintyvissä matalapaineissa erilämpöiset ilmamassat ovat oleellinen osa matalapaineen voimistumisprosessia. Nämä keskileveysasteiden matalapaineet kehittyvät muuntamalla horisontaalisesta lämpötilaerosta johtuvaa energiaa kineettiseksi energiaksi. Käytännössä mitä suurempi lämpötilaero, sitä suurempi on säähäiriön vapautettavissa oleva energia. Toisin sanoen suuret horisontaaliset lämpötilaerot suosivat matalapainekehitystä.
Suomalaisille tutuissa keskileveysasteiden matalapaineissa voimakkaimmat tuulet esiintyvät selkeämmin matalapaineen keskustan ulkopuolella laajemmalla alueella kuin trooppisissa vastineissa.
Voimakkaiden keskileveysasteiden matalapaineiden tärkeimpiä ominaisuuksia:
Myrskyssä on rintamia, jotka erottavat erilaiset ilmamassat (kylmä ja lämmin rintama sekä okluusiorintama).
Voimakkaimmat tuulet laajalla alueella eivätkä välttämättä myrskyn keskuksen läheisyydessä.
Horisontaaliset lämpötilaerot pääenergianlähteenä.
Tropiikin matalapaineet
Trooppisia myrskyjä esiintyy lämpimän meriveden yllä päiväntasaajan molemmin puolin, tyypillisesti leveysasteilla 5–30° (N/S). Tropiikissa voimakkaat matalapaineet saavat energiansa pääasiassa vesihöyryn tiivistymisestä aiheutuvasta lämmityksestä, jolle lämmin merivesi luo otolliset olosuhteet. Vesihöyryä tiivistyy eniten trooppisen myrskyn silmän ympärillä, ja siellä tuuli onkin kaikkein voimakkainta. Trooppisen hirmumyrskyn silmää ympäröivässä pilvivallissa on havaittu jopa 85 m/s:iin yltäviä tuulen keskinopeuksia. Tämä vastaa viidennen kategorian hurrikaania Saffirin–Simpsonin asteikolla.
Trooppisissa matalapaineissa ei esiinny merkittäviä lämpötilaeroja myrskyn eri puolilla, ja niinpä niissä ei ole rintamia. Satelliittikuvissa voi sen sijaan nähdä voimakkaimpien trooppisten myrskyjen ja hirmumyrskyjen pyörteen keskustan ympärillä spiraalimaisia kuuronauhoja, jotka syöttävät kosteutta kohti myrskyn keskusta.
Voimakkaissa trooppisten matalapaineiden tärkeimpiä ominaisuuksia:
Sama ilmamassa myrskyn eri puolilla eli ei rintamia.
Voimakkaimmat tuulet myrskyn silmää ympäröivässä pilvivallissa.
Energianlähteenä toimii lämpimästä merivedestä saatu vesihöyry ja sen tiivistyminen.
Lisätietoa trooppisista hirmumyrskyistä
Polaarimatalat, subtrooppiset matalapaineet ja välimuodot
Trooppisten ja keskileveysasteiden matalapaineiden lisäksi on olemassa muitakin matalapainetyyppejä, joissa voi esiintyä voimakkaita tuulia ja sateita.
Polaarimatalapaineita esiintyy tyypillisesti talvikuukausina korkeilla leveysasteilla lähellä napa-alueita. Niissä on yleensä piirteitä sekä trooppisista että keskileveysasteiden matalapaineista. Polaarimatalat syntyvät ympäristössä, jossa kylmää, arktista ilmaa leviää suhteellisen lämpimän meriveden päälle. Avoimesta merestä saatava kosteus ja lämpö edesauttavat matalapaineen voimistumista. Tässä mielessä polaarimatalat muistuttavat trooppisia vastineitaan. Silloin tällöin polaarimatalan keskellä on havaittu pilvetön silmä. Toisaalta polaarimatalapaineissa on usein havaittu rintamarakenteita, mikä viittaisi keskileveysasteiden matalapaineeseen. On kuitenkin todennäköistä, että monet tekijät vaikuttavat useimpien polaarimatalapaineiden voimistumiseen.
Myös subtrooppisissa matalapaineissa on piirteitä sekä trooppisista että keskileveysasteiden matalapaineista. Esimerkiksi säähäiriön runsain ukkosaktiviteetti ei välttämättä ole vielä aluksi tarpeeksi lähellä matalapaineen keskusta, jolloin se määritellään ensin subtrooppiseksi. Vasta kun tuuli on tarpeeksi voimakkasta ja ukkospilvet painottuvat matalapaineen keskustaan, järjestelmä alkaa muistuttaa tarpeeksi aitoa trooppista matalapainetta.
Jos trooppinen myrsky ajautuu tarpeeksi korkeille leveysasteille, se voi muuntua keskileveysasteiden matalapaineeksi. Merivesi on viileämpää ja myrsky kohtaa viileämmän ilmamassan, matalapaine alkaa hyödyntää lämpötilaeroista saamaansa energiaa. Joskus muuntuminen voi käydä myös päinvastoin: keskileveysasteiden matalapaine saattaa tarpeeksi alhaisille leveysasteille jouduttuaan muuttua ensin subtrooppiseksi ja lopulta trooppiseksi matalapaineeksi.
Luonto ei aina noudata ihmisen tekemiä määritelmiä, ja joskus voimakkaan matalapaineen määrittäminen tiettyyn kategoriaan on hyvin hankalaa. Kuitenkin nämä matalapaineet voivat kaikissa vaiheissaan saada otollisissa olosuhteissa saada aikaan erittäin voimakkaita tuulia ja sateita.
