Havaintojen haasteet

Joulun jälkeen on jälleen kertynyt paljon palautetta säähavainnoista. Välillä ihmetellään sitä kun ”viralliset” havainnot eivät vastaa kotimittarin lukemia. Välillä on ihmetelty, että eihän -30 asteen pakkasessa suhteellinen kosteusprosentti voi mitenkään olla 80%, joten kyseessä on pakko olla virheellinen havainto. Kun eteen osuu oikeasti virheellinen havainto, ovat jotkut hätäisimmät ehtineet kyseenalaistaa kaikki säähavainnot mitä on ikinä tehty. Käydäänpä siis vähän läpi säähavaintojen tekemisen haasteita.

1) Ilmatieteen laitoksen lämpötilahavainnot eivät vastaa kotimittarin lukemia.

Perinteiset havainnot ovat aina pistemittauksia eli ne kuvaavat juuri kyseisen paikan havaintoja. Joissakin olosuhteissa voi esiintyä erittäin suuria lämpötilaeroja muutaman sadankin metrin matkalla. Erityisesti kylmissä talviolosuhteissa erot ovat huomattavia. Selkeällä, heikkotuulisella säällä ilma jäähtyy nopeasti ja kylmä raskas ilma valuu topografiaa myötäillen alaville alueille, laaksojen pohjiin jne. Paras esimerkki tästä ovat Lapin tunturit ja lähilaaksot, joissa lämpötilaero voi olla useita kymmeniä asteita.

Viime viikonlopulta napatussa esimerkissä on käytetty Kittilän Levitunturin havaintoaseman tietoja, jotka ovat 522 metriä merenpinnan yläpuolelta. Tästä Kittilän Kirkonkylän asema on noin 15 km päässä ja korkeus merenpinnasta vain 181 metriä. Viime viikonloppuna lämpötilaerot olivat alla olevan kuvan mukaisia.

Tunnittaiset alimmat lämpötilat 8. helmikuuta – 11. helmikuuta (ilta). Data: Ilmatieteen laitos

Voimakas inversio sai viikonloppuna aikaan sen, että tunturissa lämpötila oli -10 asteen hujakoilla kun useampi sata metriä alempana kylmän ilman patjassa pakkasta oli välillä yli 30 astetta. Lämpötilaero vain 15 km matkalla oli välillä yli 20 astetta vaikka molemmat asemat olivat suursäätilan osalta samankaltaisessa olosuhteessa.

Pilvisyys tai voimistunut tuuli voi nopeasti heikentää inversiota ja nostaa pintalämpötilaa. Vastaavasti pienikin pilviaukko ja heikentynyt tuuli voi nopeasti laskea talvisin lämpötilaa. Niinpä on täysin luonnollista tietyissä tilanteissa, että kotimittarin lukema voi poiketa merkittävästi Ilmatieteen laitoksen lähiaseman havainnosta, vaikka etäisyyttä olisi vain muutama kilometri. Lisää samasta aiheesta löytyy tammikuun 2011 kirjoituksesta.

2) Havainnot ovat epärealistisia.

Viime viikonloppuna tarkkasilmäisimmät huomasivat kuinka Helsinki-Vantaan sadehavainnot näyttivät välillä runsasta lumisadetta, vaikka tutkan mukaan ei alueella olisi pitänyt sataa juuri mitään. Jotkut olivat palautteissa esittämässä kysymyksiä, että voiko havaintoihin enää luottaa? Tässäkin kyseisessä tapauksessa ”haamusateelle” oli luonnollinen selitys, jonka taustalla oli itse mitattava suure.

Vantaalla oli satanut jo pidemmän aikaa perjantaista alkaen, jolloin sademittarin reunukselle oli ilmeisesti kertynyt lunta. Jossakin vaiheessa osa tuosta lumesta humahti itse sadepönttöön, joka rekisteröityi sateeksi. Sademittarin esimerkkikuva on alla:

Sademittari tuulisuojuksella. Kuva: Ilmatieteen laitos.

Suurimassa osassa ”sadepöntöistä” on ns. tuulisuojus, jonka tarkoituksena on hillitä tuulen vaikutusta erityisesti lumisateen mittaamisessa. Jos on täysin tyyntä, putoavat lumihiutaleet nätisti pönttöön, mutta jo hiemankin kovempi tuuli kuljettaa kevyitä hiutaleita minne sattuu. Pöntön runkoon osuessaan tuuli voi aiheuttaa nousuvirtauksia, jotka estävät mitattavien lumihiutaleiden putoamisen itse pönttöön. Niinpä sademittarin aiheuttama pienimuotoinen turbulenssi voi herkästi vaikuttaa lumihiutaleiden reitteihin mittaustuloksia heikentäen, ja juuri tätä vaikutusta tuulisuojuksella pyritään minimoimaan. Joskus lunta voi kertyä itse tuulisuojuksen ylle, ja siitä humahtaa itse pönttöön (vaikka näiden välissä on matkaa). Tätä sattuu silloin tällöin, eikä se ole mitenkään tavatonta. Tämä selittää osaltaan Helsinki-Vantaan suuret sadekertymät viikonloppuna. Kyseiset arvot olivat jo heti mittausten teon jälkeen automaattitarkastuksessa laatuliputettu epäilyttäviksi ja lopulta manuaalisessa tarkastuksessa ne hylättiin. Juuri tällaisia tapauksia varten on käytössä laaduntarkastus – sekä heti ajettava automaattinen, sekä virka-aikaan tehtävä manuaalinen jälkitarkastus. Vaikka automaattihavaintojen tuntiarvot eivät olleetkaan muutaman päivän osalta edustavia, saatiin kuinkin asemalta 12 tunnin välein tehdyt manuaalihavainnot talteen eikä lopulta tilastoihin jääne mitään epäedustavia virheellisiä havaintoja.

Mitä tästä opimme? Lähes reaaliaikaiset havainnot ovat aina alustavia arvoja, kunnes ne ovat käyneet läpi lopullisen havaintojen tarkistuksen. Epäilyttäviä tai virheellisiä havaintoja tulee päivittäin. Tämä ei ole mikään ihme kun havaintoasemia on Suomessa satoja, havaintoja tehdään nykyään useimmilla asemilla 10 minuutin välein, havaintosuureita on useita kymmeniä – eli yksittäisiä havaintoja tulee joka päivä satoja tuhansia. Jos joku on elänyt fantasiamaailmassa ja luullut, että kaikien havaintojen tulisi olla täydellisiä, on aika herätä havaintojenteon todellisuuteen. Virheellisiä havaintoja sattuu silloin tällöin, mittalaitteet menevät välillä rikki ja luonnonolosuhteet eivät aina itsekään auta mittausten tekemisessä. Havaintoja tehdään kuitenkin nykytekniikan ja resurssien puolesta parhaalla mahdollisella tavalla.

Joskus virheellisten havaintojen taustalla voi olla mitä eriskummallisempia tekijöitä. Esimerkiksi muutama vuosi sitten Helsingin Kumpulan asemalla näkyvyyden ja vallitsevan sään automaattihavainnot olivat kummallisen virheellisiä aina pimeän aikaan. Lopulta ilmeni, että sinitiainen änkesi itsensä aina mittausputkistoon auringon laskettua. Edes vartavasten asetettu verkko ei kyseistä tipua estänyt. Varsinainen Angry bird.

Kaikenlaisia haasteita sitä siis tulee havaintojen teossa vastaan. Parhaansa mukaan näitä haasteita ehkäistään jo etukäteen tai vaikutuksia korjataan jälkikäteen. Havaintoja hylätään, hyväksytään tai jätetään epäilyttäviksi mikäli varmuutta aiheesta ei saada. Fakta kuitenkin on, että täydellistä havaintoinstrumenttiä tai havaintopaikkaa ei ole olemassakaan. Jos milloin lähialueen rakennukset häiritsevät tietystä suunnasta puhaltavien tuulimittausten laatua tai avoimemmalla paikalla tuuli puolestaan pyyhkii lumet lumensyvyysanturin alta. Havainnot tehdään oikeassa elämässä, keskellä luontoa, kaupunkien ytimissä, peltoaukeilla, lentokentillä ja järvisaarilla. Tavoitteena onkin saavuttaa laadullisesti parhaimpia mahdollisia havaintoja ottaen huomioon itse sääilmiöiden vaikutukset, instrumenttien vahvuudet/puutteet sekä havaintoympäristön olosuhteet.

Lohdutuksen sanana niille, jotka ovat voineet tämä kirjoituksen perusteella saada kuvan, että säähavainnot ovat niin suurien haasteiden alla, että niihin ei voi luottaa yhtään: kyllä ne reaaliaikaiset havainnot ovat oikeasti suurimman osan ajasta hyvinkin laadukkaita ja käyttökelpoisia, mutta loppukäyttäjän tulee tarpeen vaatiessa huomioida nämä edellä mainitut seikat, jotta osaa käyttää ja suhtautua havaintoihin oikealla tavalla.

</end-of-avautuminen> 😉