Jäidenlähtö

Jäidenlähtö tapahtuu virtavesissä ja järvissä yleensä talvikauden päätteeksi keväällä, kun auringon lämmittämät ja siitä pehmentyneet jäät hajoavat. Jäänkappaleet joutuvat virran vietäviksi ja samalla ne työntävät liikkeelle paljon muutakin jäätä. Seurauksen on jäälohkareiden ja -kappaleiden massiivinen ja jopa lähes yhtäaikainen liikkeellelähtö. Järvissä heikentyneet jäät sulaavat usein paikoilleen, mutta tuulella jäät ajautuvat myötätuulessa rannoille ja saariin kasaten sinne suuriakin jääkasoja.
Jääkannen hajoaminen.
Jään heikkeneminen.
Niin kauan kun on pakkasta pysyvät vesistöt yleensä jäässä. Tuuliset päivät voivat vaikuttaa ohueeseen jääkanteen työntämällä sitä myötätuuleen päin. Suurissa järvissä, kuten esimerkiksi Laatokassa, Peipsijärvellä tai Vänernillä, voi esiintyä ajojäätä ja sitä voi kasautua rannoille jo keskitalvella. Lämpötilan vaihtelut voivat talvellakin heikentää jäätä siten, että lämpölaajeneminen ja -kutistuminen halkaisee ehjään jääkanteen railoja, jolloin jääkannen päällä olevaan lumeen pääsee vettä ja se jäätyy. Kohvajään osuuden kasvaminen heikentää jääkantta merkittävästi, koska siinä on paljon ilmakuplia.
Jää heikkenee merkittävästi silloin, kun ilman lämpötila nousee. Silloin sulan veden ja lämpimän ilman välissä oleva jää lämpenee nollaan asteeseen ja jääkansi alkaa sulaa sen alapuolelta. Alkukeväällä auringonpaiste heijastuu tehokkaasti lumesta pois eikä se vielä lämmitä jäätä merkittävästi. Mutta jos lumi sulaa pois jääkannen päältä, alkaa tumma jää näkyä alta ja se imee auringon säteitä tehokkaasti. Silloin jää sulaa myös sisältä ja haurastuu koko paksuudeltaan niin paljon, ettei se kanna enää edes kevyttä kulkijaa. Lopulta tuuli pystyy hajottamaan jääkannen rippeet ja lopullinen sulaminen alkaa nopeasti.
Jään vahvuutta voi arvioida laskemalla sen kantavuus. Jään kantavuus formula_1 on suoraan verrannollinen jään paksuuden neliöön formula_2:
formula_3
missä formula_4 jään laatukerroin. Teräsjään tapauksessa se voi olla formula_5. Silloin 5 cm jäätä kantaa ihmisen (125 kg) ja 20 cm kantaa auton (2 000 kg). Kohvajää on teräsjäätä paljon heikompaa ja kun jää koostuu teräs- ja kohvajäästä. Sekajään kantavuutta laskettaessa lisätään teräsjään paksuuteen puolet kohvajään paksuudesta ja käytetään sitten tätä paksuutta teräsjään kertoimen formula_4 kanssa.
Jokien jäidenlähtö.
Virtavesien jäidenlähtö poikkeaa kahdella tavalla järvien jäidenlähdöstä. Jäät eivät sula joessa paikalleen, ellei joki ole padottu tekojärveksi esimerkiksi voimalaitoksen takia. Veden jatkuva virtaus vetää jääkantta alavirtaan päin suuremmalla voimalla kuin mitä tuuli pystyy koskaan tekemään. Siksi irtoavat jääkappaleet lähtevät liikkeelle ja aiheuttavat jääkanteen ja uoman rannoille eroosiota. Toinen eroavaisuus liittyy vedenpinnan korkeuteen. Jääkansi on luonnollisesti jäätynyt uoman rantaan kiinni ja kun vedenpinta sulamisvesien vuoksi kohoaa, taipuu jääkansi ylöspäin. Jääkansi halkeaa yleensä keskeltä pitkin uoman pituutta ja tämä käynnistää yhdessä jään lämpenemisen kanssa jäidenlähdön.
Jääpatojen ehkäisy ja purkaminen.
Jäälauttojen liikkeeseen vaikuttaa veden niihin kohdistama kitka ja lauttojen välisiin liikkeisiin vastaavasti niiden väliset kitkat ja vuorovaikutukset. Jään patoutumisen käynnistyminen riippuu uoman geomorfologiasta, jäälauttojen koosta ja rakenteesta sekä veden virtausnopeudesta. Jääpadolla on sisäinen koheesio, ja se murtuu vain, jos patoon kohdistuva kuorma on riittävän suuri. Padon yläpuolelle kerääntyvä vesi alkaa yleensä nousta ja tämä kohdistaa jääpatoon kasvavan kuorman. Auringon säteily ja ilmojen lämpeneminen heikentää myös padon lujuutta. Jääpato murtuu aina lopulta ja jäät jatkavat kulkuaan alajuoksulle, minne voi syntyä uusi jääpato.
Jääpatoja voidaan ehkäistä ohjaamalla jäälauttamassoja puomeilla. Esimerkiksi Etelä-Lapissa on jäänkantta heikennetty sahaamalla siihen railoja ennen jäänlähdön alkua. Sahaus on aloitettu alajuoksulta ja sitten on siirrytty yläjuoksulle päin, kun uoma on alajuoksulla auki. Sahauksilla aikaistetaan jäänlähtöä ja sitä pyritään siten hallitsemaan. Muodostuneita jääpatoja voidaan purkaa kaivamalla patoa rikki kaivinkoneella. Laajojen jääpatojen hajottamiseksi niitä voidaan räjäyttää, mutta jääpadon päällä liikkuminen ja sen panostaminen on vaarallista. Räjäytyksiä voidaan suorittaa myös lentokoneesta käsin .
Jäänlähdöt olivat kansantapahtumia.
Aikoinaan vapaana virtaavien jokien jäidenlähtö oli keväinen tapahtuma, jota keräännyttiin Etelä-Suomessa joenrannoille seuraamaan. Katsojat ihailivat jäiden ryskettä ja voimaa, mutta he myös jännittivät tilanteiden äkillistä muuttumista ja tulvan vaaraa.
Mittauksia Suomessa.
Suomessa on kerätty maailman pisin havaintosarja Tornionjoen jäidenlähdöistä. Sen on kerännyt eri lähteitä yhdistellen Juha Kajander 1990-luvun alussa ja se sisältää havaintoja keväästä 1693 lähtien. Muualla Suomessa virtavesien havaintoja on merkitty muistiin systemaattisesti 1900-luvun alusta alkaen. Suurin Suomen ympäristökeskuksen valtakunnallisella havaintopaikalla todettu jään paksuus on ollut Tornionjoella, jossa vuonna 1985 saatiin tulokseksi 125 senttimetriä.
Myös Kokemäenjoesta on kerätty jäidenlähtöpäiviä, joista erikoisin on Johan Eklöfin mittaussarja vuosilta 1801–1847. Eklöf oli kokemäkiläinen tähtitieteilijä ja matemaatikko, joka teki aikasarjasta huomion, että talvet pitenevät systemaattisesti. Nykyään 2000-luvulla on asia päinvastoin.
Järvien säilyneet mittaussarjat ovat moninaisempia. Esimerkiksi Näsijärven, Kallaveden ja Oulujärven jäidenlähtöjä on kirjattu 1800-luvun alusta alkaen. Pisimmissä havaintosarjoissa on aikaisimmin tapahtunut jäidenlähtö vuosilta 1921 ja 2009. Jäät ovat lähteneet aikaisimmillaan Etelä-Suomessa huhtikuun alussa ja myöhäisimmillään Pohjois-Lapissa Kilpisjärvellä heinäkuun ensipäivinä.
Järvien jäidenlähtöä seurataan merkitsemällä muistiin neljä tapahtumaa: rantojen sulaminen, uloimman osan sulaminen, jäiden liikkeellelähtö ja jäiden katomaminen näköpiiristä. Aikaisemmin jäidenlähtöä merkittiin tällä tavalla yli 200 järvellä, mutta vedenkorkeuden seuraamisen automatisointi on vähentänyt seurantaa noin 70 järveen.