Miksi ydinpommi synnyttää sienipilven?
Ydinpommin räjähdyksessä vapautuu valtava määrä energiaa, joka tuhoaa kaiken jopa 7,5 kilometrin säteeltä.
Tuhovoiman maksimoimiseksi Japaniin elokuussa 1945 pudotetut atomipommit laukaistiin ilmassa 400–600 metrin korkeudessa. Näin räjähdysenergiaa ei imeytynyt maaperään.
Sienipilven muodostumisen 3 vaihetta:
1. Räjähdys kuumentaa ilman
Ydinpommin räjähdys kuumentaa suuria määriä ilmaa, joka laajenee ja kohoaa ylöspäin muodostaen sienimäisen pilven.
2. Kylmä ilma pyöristää pilven "lakin"
Kun kuuma ilma kohtaa ylhäällä olevan kylmän ilman, kylmä ilma pakottaa sitä alaspäin ja "lakin" alle. Näin pilven yläosa pyöristyy.
3. Pöly ja hiekka muodostavat jalan
Pölyä ja hiekkaa imeytyy ylös kuumentuneen ja kohonneen ilman jättämään tilaan. Ainepilvi luo vaikutelman sienen jalasta.
... Ja sitten vähän tarkempi selitys:
Kun pommin energia vapautuu ilmassa, se kuumentaa ilmamolekyylejä.
Kuumeneminen tapahtuu silmänräpäyksessä. Lämmin ilma on kevyempää kuin viileä, koska sen tiheys on pienempi.
Räjähdyksessä syntyvä kuuma ilmamassa laajenee ja kohoaa ilmakehässä nopeasti.
Syntyvä räjähdyspilvi on aluksi pallomainen.
Kun se nousee nopeasti ja törmää ylhäällä ilmakehässä kylmään ja raskaampaan ilmamassaan, se litistyy ja reunat valuvat alaspäin niin, että lopputuloksena on sienen lakkia muistuttava muoto.
Sienimäisen pilven jalka syntyy, kun kohoavan tulikuuman pallopilven tilalle virtaa ympäristöstä viileämpää ilmaa, Näin syntyvä ilmavirtaus on niin voimakas, että se imee mukaansa pölyä ja hiekkaa maasta.
Tulivuorikin tekee sienimäisen pilven
Sienipilvi ei liity ainoastaan ydinaseisiin.
Esimerkiksi tulivuorenpurkauksessa syntyvä kuuma purkauspilvi käyttäytyy samalla tavalla kuin atomipommin räjähdyspilvi. Pilven synty selittyy niin sanotusta Rayleighin-Taylorin epävakaudesta. Se on ilmiö, joka syntyy, kun raskas neste tai kaasu on kevyen päällä.
Kun kevyt kaasu tai neste kohoaa ja törmää raskaaseen, niiden rajalle syntyy virtauksia, joiden tuloksena on sienimäinen muoto.
Räjähdyspilvi jatkaa kohoamistaan, kunnes se osuu ilmamassaan, jonka tiheys on yhtä suuri kuin sen.
Sitten pilvi alkaa levitä kaikkiin suuntiin, ja lopulta tuulet hajottavat sen.
Voimakkaan räjähdyksen energia kuumentaa ilman tulipilveksi, joka nousee ja pyöristyy törmätessään kylmään ilmaan. Tulipilvi jättää jälkeensä alipaineen, jonka täyttyessä syntyvä ilmavirta imee maasta pölyä ja hiekkaa.
Seuraa pommin matkaa ilmakehässä
Ydinpommin räjähtäessä vapautuu silmänräpäyksessä valtava määrä energiaa. Räjähdys lämmittää paikallisesti ilmaa niin paljon, että sen tiheys laskee ja siitä tulee huomattavasti ympäröivää ilmaa keveämpää. Tällöin ilmavirtaus pyrkii nousemaan ylöspäin.
Räjähdyksessä syntyvää tulikuumaa plasmapalloa voisi verrata uunin pesässä olevaan tuleen, josta savu nousee piippuun. Ilmapylväs tempaa mukaansa irtainta maa-ainesta, pölyä ja savua.
Ilma- ja pölypylväs erottuu selvästi taustastaan. Ilmakehän alimman kerroksen, troposfäärin, läpi kohotessaan se näyttää lähinnä lakkisienen jalalta. Kuuma Ilmavirtaus jäähtyy noustessaan. Noin 10 kilometrin korkeudessa se kohtaa ilmakehän seuraavan kerroksen rajan, tropopaussin.
Tropopaussissa kohoavan pilven tiheys alkaa jo olla sama kuin ympäröivän ilman ja sen nostevoima vähenee. Tällöin se hajoaa myös sivusuuntaan ja tropopaussin yläpuolelle stratosfääriin syntyy sienen ”hattu”.
Tapahtuma etenee hyvin nopeasti: jo kolme ja puoli minuuttia räjähdyksen jälkeen koko sienimäinen pilvimuodostelma on näkyvissä.
