Eclair.JPG Ukkonen on voimakas sääilmiö, jossa pilviin varautuneet erimerkkiset staattiset sähkövaraukset purkautuvat salamaniskuna. Salaman valokaari kuumentaa ilmaa joka tästä johtuen laajenee äkillisesti. Tämä kuuluu lähellä iskua paukauksena ja kauempana jyrinänä. Ukkosella yleensä tuulee kovasti ja sataa rankasti. Ukkosen jälkeen ilma tuoksuu raikkaan otsonipitoiselta (salamanisku tuottaa hapesta otsonia). Ukkosta kannattaa varoa, muttei sitä pidä pelätä. On hyvin harvinaista, että salama tappaa ihmisen. Sitäkin useammin se vaurioittaa tele- ja sähköverkkoihin kytkettyjä laitteita. Ukkosella kannattaa aina pyrkiä sisälle ja maastossa välttää aukeita ja korkeita paikkoja sekä korkeita puita ja mastoja.
Ukkonen syntyy nousevan ilmavirtauksen, konvektion synnyttämässä kuuro- ja ukkospilvessä (Cumulonimbus). Tämän synty vaatii voimakkaan, korkealle nousevan kostean ilmavirtauksen. Ukkosen syntyä suosii varsinkin korkea ilman lämpötila. Usein sanotaan ukkosen syntyvän kahden ilmamassan, kylmän ja lämpimän, törmätessä. Näin monesti on. Kylmässä rintamassa kylmä, kuivahko ilma tunkeutuu lämpimään, kosteaan ilmamassaan. Koska kylmä ilma tunkeutuu kiilan tavoin lämpimään ilmaan, siinä tapahtuu nousuvirtaus ylöspäin, kun ilmakehän alaosassa oleva kiila työntää lämpimän ilman nousevaan liikkeeseen. Ns. iltapäiväkuurot, joihin liittyy monesti ukkosia, syntyvät lämpimän, kostean ilman kohotessa nopeasti ylöspäin. Nämä ovat ns. ilmamassaukkosia. Ukkosta ei synny, jos ilmakehän yläosissa on lämmintä ilmaa ns. inversiokerroksena. Nousuvirtaus voi voimistuessaan rikkoa inversion ja kehittää ukkospilven.
Jotta ukkonen alkaisi, pilvessä tapahtuvan nousuvirtauksen on noustava niin korkealle, että syntyy lunta, rakeita, lumirakeita ja jääneulasia, joiden hankaus synnyttää suuren hankaussähkövarauksen. Pilvipisaroiden jäätyminen tapahtuu pilvessä huomattavasti 0 °C:tä alempana. Pilven yläosien lämpötilan on oltava alle -25 °C, jotta tulisi ukkosta. Tämä vaatii n. 7 km korkuista pilveä. Sadetutkan tiedoista voi päätellä, että mikäli tutkakaiun voimakuus pilven -10 °C lämpötilaa vastaavalla tasolla on voimakkaampi kuin 40 dBz, maasalamoita esiintyy.
Varauksien syntymistä ei tunneta tarkkaan, mutta erään teorian mukaan pienialaiset nousu- ja laskuliikkeet saavat aikaan sähkövarauksen pilven eri osien välille, koska kuivat jääneulaset, lumihiutaleet ja rakeet hankaavat törmätessään toisiinsa synnyttäen hankaussähköä eli staattista sähköä. Lumirakeet ja jääneulaset vaihtavat varauksia törmätessään, koska niissä on eri tavoin sähköistyvä kiderakenne. Kevyemmät jääpartikkelit nousevat pilven yläosaan ukkospilven nousevassa ilmavirtauksessa positiviinen varaus mukanaan ja painavammat jääpartikkelit putoavat painovoiman vaikutuksesta pilven alaosaan negatiivisesti varautuneina. Pilven alapuolelle maanpinnalle indusoituu postiivinen varaus. Käytännössä pilven sisäiset varaukset eivät ole näin yksinkertaisesti järjestäytyneitä. Kethittyvä ukkospilven sisällä tapahtuu ennen ensimmäistä salamaniskua pienimittakaivaisempai sähköpurkauksia, jotka kielivät salmaoinnin alkamisen olevan mahdollista. Yleensä ensimmäisent salamat ovat pilvisalamoita, ja aikaisintaan muutamien minuutien kuluttua kasvava ukkospilvi alkaa tuottaa maasalamoita.
Pilven eri osien, tai pilven ja maan välille syntynyt jännite-ero purkautuu voimakkaana äkillisenä sähköpukauksena, eli pilvi-, tai maasalamana. Kun purkauskanava kuumenee yhtäkkiä 30 000 asteeseen, ilma laajenee räjähtäen ja lähettää paineaallon. Salamanisku on yleensä monikertainen, eli samaa, tai osittain samaa purkauskanavaa pitkin tapahtuu sekunnin murto-osassa useita salamapurkauksia. Pilven varaustilojen äkillinen muutos liipaisee lähialueella usein lisää salamanlyöntejä, joiden jälkeen seuraa tauko, kunnes jännite pilvessä on jälleen kasvanut riittävästi uuden salaman muodostumiseksi.
Usein salaman lähiosumasta kuuluu vain paukahdus, mutta jos esim. pilvisalama on kilometrejä pitkä, sen eri osista lähtenyt paineaalto saapuu kuulijan korviin eriaikaisesti ja näin kuuluu pitkäkestoinen jyrinä.
Gewitterwolke superzelle.jpg ennakoi suurella todennäköisyydellä kesäaikaan ukkosta]]
Ukkospilvenkin kehitys alkaa pienestä pilvenhattarasta. Jos pieni kumpupilvi kasvaa leveyttään korkeammaksi, se voi merkitä sään muutosta ja ukkosen alkua. Ukkospilvi käy läpi elinkaarensa 1...2 tunnissa ja kehittyy korkeaksi kuuro- tai ukkospilveksi muutamassa kymmenessä minuutissa. Ukkoseen viittaa massiivisten, terävärajaisten kukkakaalinmuotoisten pilvien ilmestyminen taivaalle. Näissä pilvissä on nopea nousuvirtaus, joka kohottaa kukkakaalia. Näistä kehittyy alasinpilviä, Cumulonimbus incus. Viimeistään alasinpilvivaiheessa ukkospilvi sataa ja ukkostaa ja siihen on kehittynyt nouseva ja laskeva ilmavirtaus. Lopulta noin parin tunnin kuluttua, laskeva ilmavirtaus voimistuu ja ukkospilvi alkaa haihtua alaosastaan. Sade heikkenee ja lakkaa. Ukkospilvestä tulee kokonaan kuituinen ja epäterävä. Lopulta siitä tulee pelkkä untuvapilviläiskä, joka voi leijua tuntikausia taivaalla. Monesti ukkospilven alasin venyy laahukseksi ukkospilven kulkuradalle. Ukkospilven läpimitta on 0,5...20 km, keskimäärin 8 km. Monesti useita ukkospilviä sisältävän ukkosalueen läpimitta on 40...50 km. Ukkosen vallitessa käy kohtuullisen usein niin, että kun aikaisempi ukkospilvi menee pois yltä, uusi tulee tilalle, ja heikkenevien pilvien lähelle syntyy nopeasti uusia.
Ukonilmalla kannattaa pysyä autossa tai sisätiloissa, jos suinkin mahdollista. Suurin osa salmoinnista tapahtuu piven alla missä vettä sataa kaatamalla tai sen reunamilla, mutta pilven yläsosasta iskevä positiivinen maasalama voi iskeä maahan yli 10 km päähän itse ukkospilvestä. Kukaan ei voi etukäteen arvata, minne salama seuraavaksi iskee, mutta se iskee usein paikkaan, joka on ympäristöään korkeammalla. Vaarallista on korkealla mäellä, korkean puun alla, aukiolla yksin jne. Salamaa kuljettavat johtavat kohteet, esim putkistot. Maahan yhteydessä olevat metalliesineet, esim vesihana ja lämpöpatteri, ovat vaarallisia.
Perusohjeet salamalta suojautumiseen:
Salamaniskun etäisyys kilometreinä lasketaan seuraavasti: salaman välähdyksestä jyrähdykseen kuluva aika sekunteina jaetaan kolmella. Tämä perustuu siihen, että äänen nopeus on ilmassa n. yksi kilometri kolmessa sekunnissa, kun taas välähdys etenee valonnopeudella. Ukkosen lähestymistä tarkkaillessa kannattaa kiinnittää huomiota siihen, näyttävätkö pilvet tulevan siitä suunnasta, jossa salamoi ja jyrisee. Ukkosen jyrinä kuullaan 10...20 km päähän. Ukkospilvi on alaosastaan musta pilvi, jonka yläosassa on monesti alasimen muotoinen kuituinen osa. Ukkospilvien valkeat yläosat näkyvät jopa 30...300 km päähän (jos näkyvyys on hyvä, mikä ei ole tavallista ennen ukkosta). Vasta 10...30 km etäisyydeltä nähdään ukkospilven mustanharmaa alapuoli, miltä etäisyydeltä ukkospilvi voi saavuttaa havaitsijan 10...60 minuutissa. Jos taivaalle ilmestyy kesällä jykeviä valkeitakin kumpupilviä siihen suuntaan, josta on luvattu kylmän rintaman tulevan, ukkosta voi olla tunnin-parin päästä.
Salamanisku synnyttää varsinkin alemmille radiotaajuusalueille suhteellisen voimakkaan sähkömagneettisen impulssin. Yksinkertaisin salamoinnin ilmaisin on AM-radiovastaanotin, jota harjaantunut ukkoshavaitsija voi käyttää välähdyksen korvikkeena iskun etäisyysmääritykseen.
Radiosta kuuluva hetkittäinen räsähtely voi kertoa lähestyvästä ukkosesta, joka on alle 150 km päässä. Tämä kertoo ukkosen tulevan kohdalle olevan parin-muutaman tunnin, jos se liikkuu suoraan kohti.
Television kuvan pätkiminen ja ajoittaiset häiriöt kuvassa kertovat että melko lähellä, linkkiasemien kantaman päässä, ehkä alle 100 km päässä ukkostaa. Ukkosen tarkkaan paikantamiseen soveltuvat laitteet ovat maallikolle liian kalliita, mutta niiden tietoa löytyy internetistä.
Säätutkan kuvassa ukkospilvi näkyy täplämäisenä tai pitkulaisena erittäin rankan sateen alueena. Salamapaikannin, joka on sadetutkaa yksinkertaisempi, näyttää salamaniskun etäisyyden ja suunnan.
Yksinkertainen salamapaikannin mittaa impulssin aaltomuodon, josta se tunnistaa salamaniskun muista häiriöistä, mittaa impulssin voimakkuuden kahdella eri taajuudella n. parinsadan kilohertsin tienoilla ja laskee kahden eri taajuuden pinta-aallon voimakkuuksien suhteista iskun todennäköisen etäisyyden, iskun suhteellisen energian ja maasalaman polariteetin, sekä kahden ristikkäisen vastaanotinantennin avulla suuntiman. Salamapaikannin kertoo tietokoneelle dataväylän kautta mittaustiedot iskusta ja näistä kotitietokone piirtää kartalle todennäköisen iskupaikan ja näyttää iskusta muun oheisinformaation. Meteorologiset instituutit kayttävät ns. kolmiomittausta, jossa useamman salamapaikanninvastaanottimen lähettämä tieto kertoo ko. asemalta saadun suuntiman ja tarkan kelloajan, josta tuloaikaerojen ja suuntimien avulla voidaan laskea iskun paikka n. 2 km tarkkuudella.
Salamapaikantimen tuottamista reaaliaikaisista kartoista voi helposti seurata salamoinnin etenemistä maantieteellisesti. Salamapaikantimen havaintoalueen säde on yleensä muutama sata kilometriä. Eri maiden paikanninverkkojen tuottamia tietoja voidaan yhdistää ja saada tietoa kokonaisten maanosien, esim. Euroopan salamointitilanteesta.
Ruotsin tv4 (tv4.se) ja Ilmatieteen laitos tarjoavat sadetutkan kuvaa, joka päivittyy liian hitaasti, jotta tarkkaa kuvaa ukkosen etenemisestä voi saada. Ukkossade on rankimman sateen alue. Jos se näyttää tulevan peräkkäisistä kuvista päätellen kohti, on syytä varautua ukkoseen. Pieni sadeläikkä kahdentoista aikaan voi ukkostaa rajusti kello kuuden aikaa siirryttyään ensin pilvien liikeen mukana.
Verkossa on myös muutaman tunnin jäljessä olevia sääsatelliittien kuvia. Yksittäiset ukkospilvet näkyvät kuvissa suurehkoina valkeina pyöreinä läikinä, jotka leviävät ajan mukana. Monesti ukkospilvet ovat rykelmissä. Rykelmä on usein pikulainen niin että pilvien kulkusuunnassa näkyy monta ukkosta peräkkäin tai melkein peräkkäin.
Koska niin monenlaiset sääolot aiheuttavat ukkosta, sitä ei voi ennustaa millään yleispätevällä, varmalla säännöllä. Sääennustuksissakin ukkosen esiintyminen jollain paikkakunnalla on vaikea ennustaa, koska sääennusteiden laskenta perustuu yleispäteviin säähavaintoihin ja tietokonemalleihin. Usein ukkonen liittyy matalapaineeseen eli kylmän tai lämpimän rintaman saapumiseen, tai kumpupilvien kasvuun korkeiksi iltapäivällä ja illalla.
Ennen kesäistä ukkosta on monesti kuuma, painostava kostea ilma ja pilvetön, mutta samea taivas ja pilvet ja/tai tuuli tulevat lännestä, lounaasta tai etelästä. Ilmanpaineen lasku ja tuulen voimistuminen voivat viestiä lähestyvästä matalapaineesta ja ukkosesta.
Cumulonimbus cloud2 - NOAA.jpg-rintama voi merkitä hyvin lähellä olevaa ukkosta. Myös kaukana olevat yksittäiset cumulonimbukset voivat ennustaa ukkosta, mutta ei niin todennäköisesti.]]
Kesäiseen kylmään rintamaan liittyy suurella todennäköisyydellä ukkosta. Ukkosta voivat tuoda myös kylmää rintamaa muistuttavat kuuropilvinauha ja matalan sola.
Iltapäiväukkosta ennakoivat korkea kastepiste, joka näkyy aamulla voimakkaana kasteena, sekävallinharjan muotoiset pilvet, jotka kertovat ukkosta edistävästä epävakaasta ilmakehästä. Myös hahtuvapilvi kuumana kosteana päivänä voi ennakoida ukkosta, varsinkin jos sen osat ovat kasvaneet litteistä pyöreiksi. Iltapäivä- tai iltaukkosen lähestymisestä voi kertoa kumpupilvien kasvu leveyttään korkeammaksi jo keskipäivällä. Jos muuten lähes pilvettömälle taivaalle ilmestyy iltapäivällä keskikokoisia, jatkuvasti kasvavia kumpupilviä, se voi ennakoida ukkosta lähitunteina, varsinkin jos näihin pilviin ilmestyy tornimaisia muotoja. Ukkonen voi olla lähellä varsinkin silloin, jos satava cumulus congestus näyttää tulevan kohti.
Kesällä ukkosta saattaa enteillä verhopilvi, jonka päällä näkyy tummia kumpupilviä. Tämä voi olla merkkinä kesäisen lämpimän rintaman seassa olevista ukkosista, tai sen takana saapuvan kylmän rintaman ukkosista.
[[Kuva:Bad weather sky summer 1.jpg|thumb| 200px|right|Taivas, joka on likaisen harmaa, ja jossa näkyy monenlaisia pilviä, voi ennakoida ukkosta tunnin sisään. Tyypillisiä huonon sään pilviä ovat fractostatus-pilvet.]]
Ukkosesta kertoo myös likaisenvärinen taivas, jossa näkyy tiheässä kumpupilviä ja kumpukerrospilviä, sekä repalepilviä. Myös jatkuva tai kuurottainen sade enteilee joskus kesällä ukkosta.
Viimeinen varoitus ukkosesta on hyvin korkean pilvivallin, tai pilvirintaman lähestyminen. Se liittyy monesti kylmään rintamaan, mutta voi olla muunlaisen sääjärjestelmän osa. Horisontissa oleva pilvirintama voi olla hyvinkin lähellä alle tunnissa. Jos pilvirintama on ojennetun käden päässä olevan vaaksan korkuinen, se voi olla jo 40...50 km päässä. Jo tällöin kannattaa valmistautua hiljalleen siirtymään sisätiloihin.
Pilvirintama voi hohtaa etäällä kauniin valkoisena, siinä näkyy ehkä alasinmaisia pilviä (Cumulonimbus incus) tai suuria kukkakaalin muotoisia kumpupilviä, Cumulus congestus ja Cumulonimbus calvus. Kun pilvirintama on aivan lähellä, näkyy korkealle kohoava valkea pilviseinämä, ja pilven tumma alapuoli, joka sataa ja/tai salamoi. Ukkonen voi joskus alkaa arvaamatta aivan pään päällä, mutta tätäkin enteilevät korkeat kumpupilvet tai kokonaan tumma pilvinen taivas. Välittömästi ukkospiven edellä voi kulkea myös vyörypilvi.
Ukkossolu tarkoittaa yhtä ukkospilveä, suuri ukkosalue koostuu useista ukkospilvistä tai pilviryppäistä, jotka saatavat ukkostaa tuntikausia. Vakavassa ukkosmyrskyssä tuulen nopeus on yli 90 km/h tai siinä esiintyy tornado (trombi), tai rakeiden läpimitta on yli 2 cm.
Ukkosindeksiksi voidaan kutsua ilmakehän epävakaisuutta kuvaavia lukuja, joita ovat mm. Näiden eenglanninkielisiä ennustekarttoja löytyy googlella etsimällä internetistä.
Jotkut muut indeksit, kuten SWEAT ja EHI, eivät toimi hyvin suomen oloissa.
Dramaattisuutensa vuoksi ukonilman syntyä on selitetty eri kansojen mytologiassa yleensä itse ylijumalan kuvitteellisilla tekemisillä. Suomen kielen ukkonen, ukonilma, tulee Ukko-jumalasta. Muinaisnorjan ja skandinaavien Thor lienee antanut panoksensa nykyenglannin thunder-sanaan. Myös kreikkalaisten Zeus, roomalaisten Juppiter, kiinalaisten Lei Gong ja japanilaisten Raiden olivat ukkosenjumalia. Balttilainen Perkele oli ukkosenjumala, mikä on lainautunut Suomen kieleen kaikkien tuntemana voimakkaana kirosanana.
Bouřka | Gewitter | Äike | Thunderstorm | Orage | Onweer | Burza | Tempestade