Rahe

Rahe on sademete liik. Kihilise ehitusega ebakorrapäraseid jäätükke, millest rahe koosneb, nimetatakse raheteradeks. Rahetera läbimõõt on 0,5–20 sentimeetrit[viide?]. Suuremad raheterad esinevad koos äikesega. Rahe võib kaasneda pea iga äikesetormiga, sest raheterad langevad enamasti rünksajupilvedest (äikesepilvedest). Rahe tekkeks on äikesepilves tarvis tugevaid tõusvaid õhuvoole ja külmumist tavalisest madalamal kõrgusel. Kõige sagedamini esineb rahet kesklaiustel mandrite sisealadel. Troopikas esineb rahet harvemini, peamiselt kõrgematel aladel. Rahepilvede teket on võimalik ennustada, kasutades ilmasatelliitide ja -radarite pilte. Langedes raheterad üldiselt kasvavad sulamise, õhuhõõrdumise, tuule ja muude keerukate tegurite koosmõjul ning nende kiirus suureneb. Vihma ja teiste raheteradega põrkumine teistpidi aeglustab rahetera langemist. Kui raheterad kasvavad ohtlikult suureks ning võivad ehitisi ja eriti põllukultuure kahjustada, edastatakse ilmahoiatusi. Rahetera läbimõõt on viis millimeetrit või rohkem. Erinevalt jääkruupidest on raheterad kihilised ning võivad olla ebakorrapärased ja kokku kasvada. Rahetera koosneb läbipaistvast jääst või vahelduvatest vähemalt ühe millimeetri paksustest läbipaistva ja poolläbipaistva jää kihtidest, mis kogunevad, kui rahetera tugevate tõusvate õhuvoolude mõjul pilves ringleb, kuni kord küllalt raskena maapinnale kukub. Kahju tekitavate raheterade suuruseks on Ameerika Ühendriikides mõõdetud keskmiselt 2,5–4,4 sentimeetrit. Kahest sentimeetrist suuremaid raheteri peetakse harilikult ohtlikuks. Näiteks Kanada meteoroloogiateenistus edastab tugeva äikesetormi hoiatuse, kui raheterad on ennustatavalt kahesentimeetrised või suuremad. Ameerika Ühendriikide riiklik ilmateenistus edastab alates 2010. aastast samalaadse hoiatuse, kui rahetera läbimõõt ületab üht tolli (2,54 cm), varem oli nende jaoks kriitiline piir kolmveerand tolli. Ülejäänud riikides on omad kriteeriumid sõltuvalt kohalikest eripäradest, näiteks viinamarjakasvatuspiirkondades võivad kahju tekitada ka väiksemad raheterad. Nagu Kanadas, nii koostatakse Eestiski ilmahoiatus siis, kui raheterad on kahesentimeetrised või suuremad. Rahe tekib pilvedes tugevate äikesetormide korral; eriti vertikaalselt ulatuslikes pilvedes, millest valdav osa on allpool külmumistemperatuuri ning kus on tugevad tõusvad õhuvoolud, suur vedela vee sisaldus ja suured veepiisad. Ühes rahega võib esineda ka trombe, mille jaoks on samuti tarvis tugevaid tõusvaid õhuvoole. Tõusvate õhuvoolude ja allajahtunud veepiiskadega seostatakse raheteket alates 19. sajandi keskpaigast. Nagu teiste rünksajupilve sademete puhul, on rahe moodustumiseks vajalik veepiiskade olemasolu. Kui veepiisad tõusevad ja temperatuur langeb alla 0 °C, tekib allajahtunud vesi, mis külmub kokkupuutel kondensatsioonituumadega. Suure rahetera läbilõikel on näha sibulalaadne struktuur. Seega koosneb rahetera paksematest poolläbipaistvatest kihtidest, mis vahelduvad õhemate läbipaistmatute valgete kihtidega. Üksteisele järgnevate kihtide moodustumine on tingitud pilves üles-alla liikumisest. Tormi tugevad tõusvad õhuvoolud, milles on ülespoole puhuva tuule kiirus kuni 180 km/h, tõstavad moodustuvaid raheteri üles. Rahetera kasvukiiruse muutumine sõltub niiskuse muutlikkusest ja ettejäävatest allajahtunud veepiiskadest. Tõustes läbivad raheterad erineva niiskussisalduse ja allajahtunud veepiiskade kontsentratsiooniga pilvekihte. Rahetera kasv sõltub ka liituvate veepiiskade suurusest. Kui rahetera satub suure veepiiskade kontsentratsiooniga pilvekihti, liituvad viimased temaga ja moodustub poolläbipaistev kiht. Kui rahetera satub pilvekihti, mis sisaldab peamiselt veeauru, sublimeerub ta pinnale kristallidest jääkiht, mis on läbipaistmatu, sest kristallide vahele jääb õhk. Lisaks sõltub rahetera kiirus tema asukohast pilve tõusvas õhuvoolus ja tema massist. Sellega on määratud rahetera kihtide paksuse varieeruvus. Allajahtunud veepiisa raheteraga liitumise tõenäosus sõltub nende suhtelisest kiirusest. Üldiselt moodustuvad suuremad raheterad seetõttu tugevamast tõusvast õhuvoolust mõnevõrra eemal, kus nad saavad kauem kasvada. Rahetera kasvades vabaneb latentne soojus, mis hoiab selle välisosa vedelas olekus. Nii on rahetera väliskiht kleepuv ja kokkupõrkel võivad temaga liituda väiksemad raheterad, misjärel moodustub suurem ebakorrapärase kujuga kogum. Rahetera tõuseb pilves seni, kuni on kasvanud nii suureks, et tõusvad õhuvoolud ei jaksa teda enam kanda. Keerukama tsirkulatsiooniga võib tegu olla siis, kui pärast ühest tõusvast õhuvoolust väljakukkumist haarab rahetera kaasa teine tugevam tõusev õhuvool. Viimane on aga erandjuht. Kõige tavalisem on rahe kesklaiustel mandrite siseosades, sest rahe teke on märksa tõenäolisem, kui külmumistemperatuurist külmem õhukiht on 3400 meetrist madalamal. Kuiva õhu liikumine tugevasse äikesetormi võib mandri kohal rahet sagendada, sest soodustab aurumisjahtumist, mis toob külmumistemperatuurist madalama õhukihi allapoole ja võimaldab seeläbi raheteral suuremas pilveulatuses kasvada. Seega on rahe troopikas kesklaiustega võrreldes harvem, sest üldiselt on atmosfäär troopikas soe maapinnast palju suuremate kõrgusteni. Troopikas esineb rahe peamiselt kõrgemates piirkondades. Kui õhutemperatuur langeb alla −30 °C, kasvavad raheterad väga vähe, sest nii külmades õhukihtides on allajahtunud veepiisad haruldased. Kõige suurema tõenäosusega on pilves rahet 6100 meetrist kõrgemal. 3000–6100 meetri kõrgusel on 60% rahest pilve sees ja ülejäänud 40% pilvest väljas, pilve alasiosa all. 3000 meetrist madalamal jaotub rahe sama ühtlaselt nii pilve sees kui ka pilve ümber 3,7 kilomeetri ulatuses. Kõige sagedamini esineb rahet kesklaiustel mandrite sisealadel ja troopikas harvemini, kuigi viimases on äikesetormid palju sagedasemad. Samuti on rahe mäeahelikes palju sagedasem, sest mäed suunavad rõhtsad õhuvoolud ülespoole ning tugevdavad seeläbi pilvesiseseid tõusvaid õhuvoole ja teevad ka rahe tekke tõenäolisemaks. Harvem esineb rahet metsapiirkondades. Tugevad rahetormid esinevad kõige sagedamini Põhja-Argentinas, Lõuna-Paraguays ning väiksemas piirkonnas India ja Bangladeshi piirialadel. Sagedased on rahetormid samuti USA kesk- ja kaguosas, Loode-Indias, Lääne- ja Kesk-Aafrikas ning Kagu-Aafrikas. Indias Uttar Pradeshi osariigis oli 1888. aastal üks teadaolevalt suurima ohvritearvuga rahetorme. Kesk-Euroopas on suurima raheohuga Edela- ja Kagu-Prantsusmaa, Põhja-Itaalia ning Lõuna-Saksamaa. Põhja-Ameerikas on rahe kõige tavalisem Colorado, Nebraska ja Wyomingi osariigi piirialal, mida tuntakse Hail Alley ('rahe tee') nime all. Selles piirkonnas esineb rahe märtsist oktoobrini, seejuures suurem osa rahetormidest perioodil maist septembrini. Põhja-Ameerika raherikkaim linn on Cheyenne, kus on igal hooajal keskmiselt 9–10 rahetormi. Rahet on võimalik ennustada lühikese aja taha. See on üks keerulisemaid ilmaennustamise ülesandeid, kuna rahehoog on tavaliselt lühiajaline ja hõlmab väikese maa-ala. Ilmaradari abil saab tuvastada äikesepilvi, millega võib kaasneda rahe. Ilmahoiatus võidakse edastada 15 minutit enne rahehoo kohale jõudmist, nii et järgnevalt jõutakse näiteks soodsam lennutrajektoor valida. Radariga mõõdetud rahetera peegelduvus sarnaneb suurte vihmapiiskade omaga. Neil vahetegemiseks on leitud, et kuna vihmapiisk on enam lapik, peegeldub kahe ristuva polariseeringuga impulsi korral rõhtpolariseeringuga impulss sellelt tagasi tugevamini kui püstpolariseeringuga impulss. Sama silmas pidades on radari abil võimalik määrata ka raheterade suurust. Rahe tuvastamiseks on hakatud kasutama ka satelliidipilte, kuid seda meetodit kasutades tehakse sageli ekslikke järeldusi. Rahetera suuruse määramiseks on mõnel maal täpsema mõõtmisvahendi puudumisel soovitatud rahetera võrrelda sarnast mõõtu esemega, näiteks mündi, golfipalli, kanamuna või hernega. Lennujaamades tehtavatel vaatlustel kasutatakse raheterade suuruse ülesmärkimiseks METAR-koode. Suuremate raheterade kohta käib METAR-kood GR ning veerandtollist (6,4 mm) väiksemate raheterade ja lumekruupide kohta kood GS. Vanemates Eesti alalt pärit ülestähendustes on sageli kirjeldatud raheteri, mis on näiteks kana-, tuvi-, kuldnoka- või pääsukesemuna suurused. USA suurim registreeritud rahetera sadas maha 2010. aastal Lõuna-Dakota osariigis Vivianis. Selle läbimõõt oli 20 sentimeetrit ja mass 0,88 kilogrammi. Eelmine USA rekordrahetera läbimõõduga 17,8 sentimeetrit registreeriti 2003. aastal ja rekordmassiga (0,76 kg) rahetera 1970. aastal. Eesti ilmajaamades registreeritud raheterade läbimõõt ei ületa viit sentimeetrit, mujalt Eestist on teateid ka ligi kümnesentimeetristest raheteradest. Raheterad kukuvad maha erineva lõppkiirusega. Ühesentimeetrise läbimõõduga rahetera langeb ligi üheksa meetrit sekundis, kaheksasentimeetrine ligi 48 meetrit sekundis. Rahetera kiirus sõltub selle suurusest, kujust, õhuhõõrdumisest, tuulest, põrkumisest vihmapiiskade ja teiste raheteradega ning sulamisest, kuna raheterad langevad läbi soojemate õhukihtide. Rahe võib märkimisväärselt kahjustada autosid, õhusõidukeid, katuseaknaid, klaaskatuseid, kariloomi ja eriti põllukultuure. Katustel jäävad rahekahjustused tihti märkamata, kuni ei esine pragusid ega lekkeid. Kõige raskem on kahjustusi tuvastada sindel- ja lamekatustel. Plekk-katused on märksa vastupidavamad, kuid rahe võib neilegi väikseid mõlke tekitada ja kahjustada pleki kattekihti. Õhusõidukite jaoks on rahe üks tõsisemaid äikesetormiga kaasnevaid ohte. Kui raheterade suurus ületab 1,3 sentimeetrit, võib õhusõiduk hetkega kahjustuda. Maapinnale kogunenud raheterad võivad olla ohtlikud õhusõidukite maandumisel. Samuti on raherohkemates piirkondades tavaline, et raheterad mõlgivad autosid ning lõhuvad nende tuuleklaase ja aknaid. USA-s on rahe suhtes kõige tundlikumad põllukultuurid olnud nisu, mais, sojauba ja tubakas. Kanadas on rahe üks suuremaid rahalist kahju tekitavaid loodusõnnetusi. On teada harvad juhud, mil suured raheterad on põhjustanud põrutusi või surmaga lõppevaid traumasid. Üks varasemaid teadaolevaid inimohvritega raskeid vahejuhtumeid oli 9. sajandil Indias Uttarakhandis. Rahe ladestub kitsa ribana, mis paistab välja tormijärgsetelt satelliidipiltidelt. Harilikult kestab rahetorm mõnest minutist kuni 15 minutini. Äkküleujutuse või mudavoolu korral raskendab ladestunud rahe järsul maastikul olukorda. Suuremate äikesetormidega, mis murravad puid ja jätavad paljud majapidamised elektrita, võib maapinnale koguneda üle viie sentimeetri paksune rahekord. Erandjuhul võib ladestuda 20–30 sentimeetrine rahekord. Seda siis, kui tingimused rahetekkeks on soodsad ja rahetorm on väheliikuv. Samuti ladestub paksem rahekord pigem mäestikupiirkonnas, nii nagu juhtus näiteks 2010. aasta juulis USA-s Nederlandis, kus sadas maha umbes 30-sentimeetrine rahekord. Keskajal püüti rahet ja sellest tulenevaid põllukultuuride kahjustusi ennetada kirikukellade helistamise ja kahuripaukudega. Hiljem on kasutatud rahekahureid, mis väidetavalt pärsivad raheteket. Pärast Teist maailmasõda on rahega kaasnevate ohtude vältimiseks kasutatud pilvekülvamist; eriti Venemaal, kus väidetavalt vähendati pilvedesse rakettide ja mürskude abil hõbejodiidi külvates rahest tulenevaid põllukultuuride kahjustusi 50–80%. Aastatel 1965–2005 organiseeriti rahetõrjeprogramme 15 riigis. Seniajani pole nimetatud raheennetusmeetodite toimimine tõendust leidnud. Suure raheohuga piirkondades on alates 20. sajandi lõpust üha enam hakatud puuviljaaedu katma polüetüleenvõrguga, mis küll kaitseb rahe eest, aga samas muudab aia mikrokliima taimedele ebasoodsamaks ega pruugi olla rahaliselt tasuv. Hiidrahe Jääkruubid Lumekruubid Rahetera (haigus) AMS, 2009. Hail. Glossary of Meteorology. Vaadatud 25.10.2011 (ingl). Jewell, R., Brimelow, J., 2004. Evaluation of an Alberta hail growth model using severe hail proximity soundings in the United States. Preprints, 22d Conf. on Severe Local Storms, Hyannis, MA, AMS, CD-ROM, P9.5 (ingl). Meteorological Service of Canada, 2011. Severe thunderstorm criterias. Environment Canada. Vaadatud 25.10.2011 (ingl). National Weather Service, 2010. NEW 1 Inch Hail Criteria. NOAA. Vaadatud 25.10.2011 (ingl). EMHI. Hoiatuste kriteeriumid. Vaadatud 25.10.2011. National Weather Service, 2010. Hail.... NOAA. Vaadatud 25.10.2011 (ingl). Kask, I., 1981. Rahe. Eesti Loodus, 9: 581–585. National Center for Atmospheric Research, 2010. Hail. UCAR. Vaadatud 25.10.2011 (ingl). Nelson, S. P., 1983. The Influence of Storm Flow Struce on Hail Growth. Journal of Atmospheric Sciences, 40: 1965–1983 (ingl). Aruksaar, H., Liidemaa, H., Martin, I., Mürk, H., Nei, I., Põiklik, K., 1964. Üld- ja agrometeoroloogia. Eesti Raamat, Tallinn, lk 158. Brimelow, J. C., Reuter, G. W., Poolman, E. R., 2002. Modeling Maximum Hail Size in Alberta Thunderstorms. Weather and Forecasting, 17: 1048–1062 (ingl). Munoz, R., 2000. Fact Sheet on Hail. UCAR. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Wolf, P., 2003. Meso-Analyst Severe Weather Guide. UCAR. Vaadatud 16.07.2009 (ingl). Downing, T. E., Olsthoorn, A. A., Tol, R. S. J., 1999. Climate, change and risk. Routledge, 41 (ingl). Airbus, 2008. Airbus Adverse Weather Briefing Note – Optimum Use of Weather Radar. SKYbrary. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Hand, W. H., Cappelluti, G., 2011. A global hail climatology using the UK Met Office convection diagnosis procedure (CDP) and model analyses. Meteorological Applications (ingl). Geoscience Australia, 2007. Where does severe weather occur?. Commonwealth of Australia. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Cecil, D. J., Blankenship, C. B., 2011. Towards a Global Climatology of Severe Hail Storms as Estimated by Satellite Passive (manuscript). Journal of Climate (ingl). Wixon, L. G., 2005. Hail In: Oliver, J. E. (Ed.), Encyclopedia of World Climatology. Springer, 401 (ingl). Zimmerli, P., 2005. Hagelstürme in Europa[alaline kõdulink]. Swiss Re. Vaadatud 26.10.2011 (sks). Doesken, N. J., 1994. Hail, Hail, Hail! The Summertime Hazard of Eastern Colorado. Colorado Climate, 17 (ingl). López, L., García-Ortega, E., Sánchez, J. L., 2007. A short-term forecast model for hail. Atmospheric Research, 83: 176–184 (ingl). Knight, C., Knight, N., 2003. Hail and Hailstorms. In: Holton, J. R., Curry, J. A., Pyle, J. A. (Editors), Encyclopedia of Atmospheric Sciences, Volumes 1–6. Elseiver, 929 (ingl). National Severe Storms Laboratory. Detecting Hail. NOAA. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Bauer-Messmer, B., Waldvogel, A., 1997. Satellite data based detection and prediction of hail. Atmospheric Research, 217–231 (ingl). Storm Prediction Center, 2009. Converting Traditional Hail Size Descriptions. NOAA. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). TORRO, 2009. Hail Scale. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Alaska Air Flight Service Station. SA-METAR. Federal Aviation Administration. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Tarand, A., 1986. Rängad rahed. Eesti Loodus, 8: 510–515. National Weather Service, 2010. Hailstone record press release. NOAA. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Tammets, T. (koostaja), 2008. Eesti ilma riskid. EMHI, Tallinn, 30–32. National Severe Storms Laboratory, 2006. Hail Basics. NOAA. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Davidson, S. Hail Damage to Roofs. Adjusting Today Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Field, P.R., Hand, W., Cappelluti, G., McMillan, A., Foreman, A., Stubbs, D., Willows, M., 2010. Hail Threat Standardisation. European Aviation Safety Agency. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Federal Aviation Administration, 2009. Hazards. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Coppola, D. P., 2007. Introduction to international disaster management. Butterworth-Heinemann, 62 (ingl). Orr, D, 2004. Giant hail killed more than 200 in Himalayas. Telegraph, 7. november 2004 (ingl). National Severe Storms Laboratory, 2006. Hail Climatology. NOAA. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Peters, A. J., 2003. Crop Hail Damage Assessment. Institut National De Recherche En Informatique Et En Automatique. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Rubino, J., 2010. Boulder County cleans up Nederland-area roadways after foot-deep hailstorm. Colorado Daily, 29. juuli 2010. Vaadatud 26.10.2011 (ingl). Iglesias, I., Alegre, S., 2006. The effect of anti-hail nets on fruit protection, radiation, temperature, quality and profitability of 'Mondial Gala' apples. Journal of Applied Horticulture, 8: 91–100 (ingl).