Geostrofinen tuuli

Ilmavirtauksen liikkeelle panevana voimana on lämpötilaeroista johtuva paine-ero, jolloin ilma alkaa virrata korkeamman paineen alueelta matalamman paineen alueelle päin. Mitä suurempi ilmanpaine-ero, sitä suurempi on tuulen nopeus.

Huomattavasti yksinkertaistaen voidaan paine-eron aiheuttaman ilmavirtauksen, eli ns. geostrofisen tuulen, nopeutta VG kuvata yhtälöllä



 

jossa f on Coriolis-voima, ρ on ilman tiheys, P on ilmanpaine ja n on isobaarien välinen etäisyys.



 

Tuulen sanotaan olevan geostrofisessa tasapainossa kun Coriolis-voima vaikuttaa vastakkaiseen suuntaan ja yhtä voimakkaana kuin paine-erovoima. Tällöin tuulen suunta on isobaarien eli ilmanpaineen samanarvonkäyrien suuntainen. Todellisuudessa on muita voimia, jotka vaikuttavat tähän tasapainoon (esim. advektio, diabaattiset prosessit), mutta kun otetaan tarpeeksi pitkän ajan keskiarvoja, nämä termit osittain kompensoivat itsensä pois ja geostrofinen tuuli kuvaa ylätuulen olosuhteita. Siitä voidaan laskea lähellä maanpintaa oleva tuuli, ottamalla huomioon mm. maaston rosoisuuden, topografian ja pinnan lämpötilan vaikutukset.

Pohjoisella pallonpuoliskolla geostrofinen tuuli kiertää matalapainetta vastapäivään, ja eteläisellä pallonpuoliskolla myötäpäivään.

Geostrofinen tuuli lasketaan esimerkiksi maanpinnan tason ilmanpainemittauksista, jolloin yleisesti käytetään kolmella suhteellisen kaukana toisistaan olevilla sääasemilla tehtyjä mittauksia (esimerkiksi kolmio Helsinki - Tukholma - Vaasa). Tällöin puhutaan maanpintageostrofisesta tuulesta. Toinen yleinen tapa on laskea geostrofinen tuuli jollekin ilmanpaineen saman arvon pinnalle, esimerkiksi 850 hPa, joka vastaa Suomessa noin 1,5 km korkeutta.