Helmiäispilvi

Helmiäispilvien jääkiteet heijastavat ja taittavat auringonvalon värejä. Helmiäispilvet näkyvät parhaiten illalla auringonlaskun jälkeen tai aamulla ennen auringonnousua, mutta ne voivat olla riittävän kirkkaita näkyäkseen myös päiväaikaan. Tavallisimmin ne ovat vaalean hohtoisia, ehkäpä hiukan sinertäviä, mutta parhaimmillaan ne ovat todella kauniin värisiä. Värisävyt ovat pastellimaisia, ikäänkuin helmen hohtoisia, mistä niiden nimikin johtuu. Värikkäitä ja komeita näytelmiä ei kuitenkaan näy joka vuosi.

Pohjoisella pallonpuoliskolla helmiäispilviä havaitaan yleensä tammi-helmikuussa, mutta joitakin kertoja niitä on nähty myös marras-, joulu- ja maaliskuussa. Eteläisellä pallonpuoliskolla sikäläiseen talviaikaan eli heinä--elokuussa nähdään myös helmiäispilviä. Havainnot ovat pääasiassa Etelämantereelta.

Runsaimmin helmiäispilviä havaitaan pohjoisella pallonpuoliskolla Skandinaviassa, Skotlannissa ja Islannissa. Näillä seuduilla on asutusta ja ahkeria havaitsijoita. Suomessa parhaat havainto-olosuhteet ovat Länsi-Lapissa, jossa helmiäispilviä havaitaan joka vuosi ja selvästi useammin kuin Etelä-Suomessa. Länsi-Lappi on lähellä Skandien vuoristoa, joka vaikuttaa edistävästi helmiäispilvien syntyyn.

Helmiäispilvet eivät ole kovin yleisiä, sillä talvikauden aikana niitä nähdään Suomessa 1-5 kertaa. Vuosittainen vaihtelu on kuitenkin voimakasta. Tammi-helmikuussa 1989 niitä havaittiin Suomessa peräti 16 kertaa. Pilvien runsauteen vaikuttaa pohjoisten alueiden suursäätila.

Pohjoisnavan yllä talvella olevaa napapyörrettä kiertävät rajut tuulet 10-80 kilometrin korkeudella. Tuulet, joiden nopeus on jopa 100 m/s, pitävät kylmän ilman pohjoisnavan tienoilla. Napapyörteen sisällä kylmä ilma on kuin tynnyrissä. Sekoittuminen pyörteen ulkopuolisen ilman kanssa on vähäistä. Kun talviaikaan Aurinko ei lämmitä napapyörteen sisäpuolella olevaa ilmaa, se jäähtyy siinä olevan lämmön karatessa avaruuteen. Kylmimmillään sen lämpötila on jopa -100°C. Vielä selvempänä napapyörre esiintyy etelänavan ympärillä sikäläisen talven aikana. Pohjoisella pallonpuoliskolla troposfääristä peräisin olevat häiriöt sekoittavat ajoittain napapyörteen, jonka lämpötila voi kohota kymmeniä asteita muutamassa päivässä.

Napapyörteen muoto ja paikka vaihtelevat. Pohjoisen pallonpuoliskon mantereiden sijainti vaikuttaa sen vaihtelevaan muotoon. Keskimäärin sen reuna sijaitsee Skotlannin ja Skandinavian yllä. Kosteutta napapyörteen kylmään ilmaan voi saapua alemmasta ilmakehästä. Syvän matalapaineen myötä saapuu voimakas läntinen ilmavirtaus. Kun ilmavirtaus kohtaa Skotlannin ja Skandinavian vuoristot, virtaukseen syntyy aaltoja. Näiden aaltojen myötä alemman ilmakehän kosteus pääsee kylmään ja kuivaan stratosfääriin ja härmistyy jääkiteiksi. Nämä jääkiteet muodostavat helmiäispilviä.

Otsonikadolla ja helmiäispilvillä on havaittu olevan tekemistä keskenään. Stratosfäärissä freonit ja halonit hajoavat ja vapautuva kloori ja bromi sitoutuu typpiyhdisteisiin. Helmiäispilvien hiukkasten pinnalla kloori ja bromi vapautuvat näistä typpiyhdisteistä ja auringonpaisteen vaikutuksesta toimivat otsonia hajottavina katalyytteinä.

Pohjoisella pallonpuoliskolla stratosfäärin lämpötila voi ajoittain kohota nopeasti, ja siksi jääkidepilvet eivät ole yhtä yleisiä ja pitkäikäisiä kuin Etelämantereen yllä.