Tiesitkö, että kaikki lumi ei ole satanut taivaalta? Lumihiutale muuttaa muotoaan koko talven ajan

Kuusisakaraiset lumikiteet kiteytyvät suoraan vesihöyrystä. Kuva: Janne Tuominen

Lapaselle laskeutunut lumihiutale on läheltä katsottuna ihmeellisen kaunis. Se on saanut alkunsa ilmakehässä, kun vesihöyry on alkanut härmistyä lämpötilan laskiessa nollan alapuolelle.

Hiutaleen muoto syntyy matkalla maahan, kun kiteet kasvavat ja tarttuvat toisiinsa. Niitä voi olla yhdessä hiutaleessa jopa sata.

Kauniita lumikiteitä syntyy erityisesti pikkupakkasilla. 

Kun molekyylitasolle mennään, jokainen lumihiutale on erilainen, vahvistaa lumitutkija Sirpa Rasmus. Kuusikulmaisten kiteiden syntyminen selittyy niiden sisällä olevien vesimolekyylien sidoksilla, ja niiden muoto muovautuu talvikelin – ilman kosteuden ja lämpötilan – mukaan.

"Välillä hiutaleet ovat myös sotkuisen näköisiä möykkyjä", Rasmus huomauttaa. Kauniita kiteitä voi odotella pikkupakkasilla.

Lumitutkijaa itseään kiinnostaa enemmän se, mitä lumelle tapahtuu, kun se on satanut maahan. Lumi nimittäin jatkaa muodonmuutostaan kerrostuessaan maahan ja sillä on suuri merkitys eläimille, puille ja elinkeinoille.

Lumitutkijan työtä on muun muassa kaivaa kuoppia lumeen ja analysoida lumipeitteen kerroksia. Niitä syntyy, kun uutta lunta kertyy vanhan päälle erilaisissa lämpötila- ja kosteusoloissa. Lumikerrokset elävät koko talven ajan, ja yksittäisissä kiteissä tapahtuu paljon liikettä.

"Vesihöyryä nousee lumipeitteessä ylöspäin ja saattaa taas kiteytyä uudelleen. Muodostuu uusia kiteitä lumipeitteen sisään. Kiteiden välisiä sidoksia kasvaa tai häviää, ja lumi painuu kasaan ja alkaa tihentyä", Rasmus selittää.

Sääolot voivat muuttua nopeasti ja niin myös lumen koostumus. Jos maahan kertyneen lumimassan päälle ehtii muodostua jäinen kerros, kanalintu ei pääse kieppiin suojaan kylmältä.

Pikkunisäkkäiden pesät voivat tulvia ja jäätyä uudelleen, jolloin ruokaa ja suojaa on vaikea löytää. Lumen alta jäkälää kaivava poro on vaikeuksissa, jos lunta on hyvin paljon tai maa lumen pohjalla on jäässä.

Raskasta tykkylunta alkaa muodostua puiden oksille, kun huurre tai kostea nuoskalumi jäätyy oksiin.

Lumikiteiden muoto riippuu lämpötilasta ja kosteudesta sekä niiden syntypaikassa että matkalla maahan. Kuva: Janne Tuominen

Lumikerroksia tutkimalla saadaan tärkeää tietoa ympäristöstä, Rasmus sanoo. Kun havainnoidaan yhtä aikaa säätä, lunta ja routaa, opitaan paremmin arvioimaan, miten olosuhteet muuttuvat ilmaston muuttuessa.

"Sillä on merkitystä muun muassa maa- ja metsätaloudelle ja rakentamiselle. Lumen kerrosrakenteen havaintojen avulla opitaan myös tulkitsemaan satelliittikuvia ja tekemään tarkempia lumimalleja."

Pohjoisessa lumi vaikuttaa kaikkeen. "Lumitutkimus on konkreettista ja arkista ja siksi kiinnostavaa. Lumivyöryennusteita tehdessä tarvitaan esimerkiksi tietoa siitä, kuinka paljon tarvitaan voimaa, että tietty lumikerros murtuu."

Paikoissa, joissa lumi ei ehdi kesän aikana sulaa, lumikerrokset voivat olla kymmeniä vuosia vanhoja. Jäätiköillä jääksi muuttuneen lumen kerroksista voidaan tutkia esimerkiksi vanhoja ilmasto-oloja.

Suomessa ylivuotista lunta löytyy Käsivarren lumilaikuista, joiden kerrokset voivat olla vuosikymmen sitten muodostuneita. Kesien pidentyessä ne ovat kuitenkin vaarassa hävitä, Rasmus kertoo.

Lumi muodostuu pienistä jääkiteistä, joita alijäähtyneiden pisaroiden ohella on pilvissä lämpötilan ollessa alle 0 astetta. 

Ilmaston lämpenemisen takia lumisen kauden lyheneminen ja lumipeitteen ohentuminen näkyvät jo Etelä- ja Keski-Suomessa. Pohjoisessa tilanne on välillä päinvastainen; Ilmaston lämpeneminen lisää sateisuutta, mutta koska ilma on etelää pidemmän jakson pakkasen puolella, lisääntyvä sade tulee lumena. Siitä saatiin esimakua toissa talvena.

Vuoden 2019–2020 talvi oli Etelä- ja Keski-Suomessa ennätyksellisen leuto, sateinen, tuulinen ja monin paikoin lumeton. Sodankylässä puolestaan rikottiin lumensyvyysennätyksiä joka kuukausi.

Lumitutkijalle silmiä avaava havainto oli, kun hän ymmärsi, että kaikki lumi ei ole satanut maahan taivaalta. Lumipeitteen pohjakerroksista löytyy syväkuuraa, niin sanottua sokerilunta, joka on muodostunut vesihöyryn kiteytyessä uudelleen lumipeitteessä.

"Pakkasjakson jälkeen tietyissä oloissa suuri osa lumipeitteestä voi olla muodostunut kiteistä, jotka eivät koskaan ole sataneet taivaalta, vaan ovat tulosta kiteiden muodonmuutoksista lumipeitteessä. Se on tosi kiehtova ajatus."