Hangella kävelevä ihminen kokee itsensä lumen tähden noin 1 milligramman raskaammaksi.

Lunta piisaa: tältä Lapissa näyttää – katso reuntouttava video lukijan video

Lapissa on tänä keväänä lunta laajoilla alueilla enemmän kuin koskaan tunnetun mittaushistorian aikana. Yksittäisistä ennätyksistä tärkein lienee Sodankylän Tähtelässä saavutettu asemakohtainen lumensyvyyden ennätys (15. huhtikuuta 127 cm, vrt. Ilmatieteen laitos edellisenä päivänä). Tällä asemalla lumihavaintojen historia näet alkaa jo vuodesta 1911.

Monelta kannalta, kuten kevättulvien näkökulmasta, lumensyvyyttä tärkeämpi suure on kuitenkin lumikuorma eli lumen vesiarvo. Sitä mitataan kilogrammoina neliömetriä kohti tai millimetreinä, ja Ympäristökeskuksen havaintojen mukaan se on esimerkiksi Porttipahdan tekojärven valuma-alueella tällä hetkellä noin eli 315 kg/m² eli 315 mm. (Kaavioissa mustat kolmiot ovat mittauksia, sininen viiva mallinnettua.)

Itse asiassa lumen massa neliömetriä kohti on nyt niin suuri, että sen olemassaolo näkyy suoraan painovoiman suuruudessa, eli teknisemmin sanottuna painovoiman kiihtyvyydessä.

Periaatteessa painovoimaan vaikuttaa mikä hyvänsä pienikin massa, koska kaikki massat vetävät toisiansa puoleen. Kaikkea tosin ei voida havaita mittalaitteilla, mutta Pohjois-Suomen lumet voidaan. Eikä se edes tee tiukkaa, Maanmittauslaitoksen vanhempi tutkija Mirjam Bilker-Koivula kertoo.

Bilker-Koivula perustaa väitteensä kokemukseen mittarien herkkyydestä ja tietoon Lapin lumitilanteesta. Käytännössä Maanmittauslaitos ei ole valitettavasti päässyt kokeilemaan tätä mielenkiintoista ilmiötä.

– Tarkimmissa mittauksissa voidaan nähdä lumipeitteen vaikutus painovoimaan, mutta valitettavasti meillä ei ole jatkuvaa painovoimaseurantaa Lapissa, Bilker-Koivula toteaa hieman harmitellen.

Lue myös: HSL:n kesäpainajainen: Helsingin bussiliikennettä uhkaa konkurssi, mistä saadaan korvaava kalusto?

Lapin lumihangen vaikutus painovoimaan on samaa suuruusluokkaa kuin pohjaveden korkeuden vaikutus. MOSTPHOTOS

Painovoima kasvanut suhteessa 1 : 73 000 000

Käytännön elämän kannalta painovoiman muutos ei ole tietenkään kovin suuri. Bilker-Koivulan laskujen mukaan 320 kg/m² lumikuorma kasvattaa painovoiman kiihtyvyyttä hangen yllä 134 nm/s².

– Sen voi havaita gravimetreilla eli painovoimamittareilla hyvin. Jousigravimetrin tarkkuus on noin 50, absoluuttigravimetrin 23 ja suprajohtavan gravimetrin parempi kuin 1 nm/s², Bilker-Koivula kuvailee mittalaitteita.

Edellä mainittu luku 134 nm/s² tarkoittaa suurin piirtein suhdetta 1 : 73 000 000 Maan painovoimaan nähden. Siispä hangella kävelevä 73 kilogramman painoinen ihminen kokee itsensä lumen tähden noin 1 milligrammaa vastaavan määrän raskaammaksi – mikä on pyöreästi yhden sokerijyväsen verran.

Lumipeitteen alla maanpinnan tasossa tilanne on luonnollisesti päinvastainen mutta yhtä suuri, eli painovoimaa vähentävä, koska lumi sijaitsee havainnontekijän yläpuolella. Jos lumeen on aurattu kuoppa tai polku, vaikutus auratulla alueella vähenee, mutta on silti olemassa.

Edellä verrattiin lumen vaikutusta lumettomaan tilanteeseen vakiokorkeudella maanpinnasta eli merkityksessä 150 cm vs. 150 cm, tai 10 cm vs. 10 cm, jne. Painovoimaan näet vaikuttaa luonnollisesti myös korkeus eikä pelkästään alla olevan maaston ominaisuudet.

Vaikka Lapissa mittaukset tehdään vasta kesällä lumien sulamisen jälkeen, Maanmittauslaitoksella on Kirkkonummella Metsähovin geodeettinen tutkimusasema, joka seuraa painovoiman kiihtyvyyttä myös talvisin. ”Kunnon” talvina lumipeite on vaikuttanut painovoimadataan sielläkin, joskin jopa keväinä 2010–13 hanget jäivät etelärannikolla noin puoleen siitä, mitä ne ovat Keski-Lapissa nyt.

Bilker-Koivulan mukaan lumi ei vaadi painovoimatutkimuksissa erityisiä toimenpiteitä sinänsä, mutta sen määrä kannattaa mitata, jotta mittauksissa näkyvien vaihtelujen syyt olisi helpompi selvittää.

Aina selvittäminen ei onnistu. Bilker-Koivula kertoo Utsjoen Kevojärven pinnan vaihtelevan niin runsaasti edellisen talven lumien mukaan, että järvenpinnasta aiheutuva kohina Kevon mittauksissa on estänyt tekemästä päätelmiä maankohoamisesta. Sulamisvesien massa kasvattaa painovoimaa siinä missä kivi ja lumi.

Lapin lumihangen vaikutus painovoimaan on samaa suuruusluokkaa kuin pohjaveden korkeuden vaikutus. Auringon ja Kuun vuorovesivoimat aiheuttavat painovoimaan kymmenisen kertaa enemmän vaihtelua kuin lumi, mutta vuorovesi – samoin kuin ilmanpaine – voidaan eliminoida laskuista automaattisesti.

Juttu on julkaistu alunperin Tekniikka&Talous-lehdessä.