Arkisto

Posts Tagged ‘inversio’

Pakkanen paukkuu

Tammikuun sää jakautui kahtia

Vuosi alkoi erittäin lauhassa säässä ja lunta sai etsimällä etsiä maan etelä- ja keskiosassa. Lumitilanteeseen ei ole tullut huomattavaa parannusta, mutta lämpötilat ovat kuitenkin painuneet selvästi pakkaselle kuukauden edetessä. Kun 2/3 kuukaudesta on takana, on tammikuun keskilämpötila suuressa osassa maata lähellä keskiarvoa.

1. tammikuuta – 19. tammikuuta jakson lämpötilapoikkeama keskiarvosta. Data: Ilmatieteen laitos

Tähän mennessä kuukausi on ollut hieman keskimääräistä kylmempi paikoin Pohjanmaan suunnalla sekä osassa Lappia. Sen sijaan Pohjois-Karjalassa ollaan vielä alkukuukauden ansiosta hieman keskimääräistä lämpimämmän tammikuun tilanteessa. Loppukuukauden ennustetut lämpötilat tosin hilaavat näitä poikkeamia kylmempään suuntaan ja lopulta tammikuu on todennäköisesti keskiarvoa kylmempi tai lähellä keskiarvoa suuressa osassa maata. Harvinaisen, saatika poikkeuksellisen kylmää kuukautta tästä ei todennäköisesti muodostu.

Talviset lämpötilaennusteet

Jälleen kerran ovat lämpötilaennusteet pakkasilla nousseet pinnalle. Kannattaa käydä lukemassa postaus kolmen vuoden takaa (valitettavasti kuvat eivät tällä hetkellä toimi). Pikakertauksena: merkittävimmät lämpötilaan vaikuttavat tekijät talvisessa korkeapaineessa ovat pilvisyys ja topografia. Selkeällä ja heikkotuulisella säällä pakkanen pääsee kiristymään nopeasti, mutta pilvipeitteen tulo paikan päälle saattaa nostaa lämpötilaa hetkessä jopa 10 astetta. Niinpä lämpötilan ennustaminen riippuu täysin siitä, että pilvisyys saadaan ennustettua oikein. Topografia puolestaan on tärkeää, sillä kylmä ilma on raskaampaa kuin lämmin. Niinpä kylmä ilma valuu alaville maille ja laaksojen pohjiin. Tästä syystä muutaman sadan metrin matkalla voi lämpötilassa olla yli 10 asteen ero riippuen korkeudesta missä mittaus tehdään. Auton mittarin näyttämää lämpötilaa kannattaakin seurailla jos ajelee laaksojen pohjasta mäkien huipuille.

Lämpötilaennusteiden tekoa hankaloittaa se, että globaali Euroopan keskuksen säämalli tarjoaa Suomeen jatkuvasti liian pilvistä säätä eikä saa pinnan lähelle muodostuvaa inversiokerrosta kuvattua oikein. Niinpä malli saa systemaattisesti liian korkeita lämpötiloja. Esimerkiksi maan länsiosan maanantain minimilämpötilaksi malli ennusti sunnuntaina -13..-17 astetta kun todellisuudessa minimilämpötilat olivat pääsääntöisesti -18…-24 astetta. Tämä kertoo sääennustamisen hankaluudesta. Meteorologin tehtävänä onkin korjata tätä mallin virhettä parhaansa mukaan. Tämä voi olla yksi selittävä tekijä miksi kuulemma Ilmatieteen laitoksen ennusteet ovat olleet kylmempiä kuin Forecan. En voi jälkimmäisen puolesta puhua, mutta jos ennusteet otetaan suoraan mallista, niin tästä ainakin vastaava ero voisi syntyä.

*Päivitys* Forecalta tullut viesti kertoo, että heidän ennusteet ovat niin ikään meteorologin editoimia. Niinpä ennuste-erot johtuvat meteorologien näkemyseroista ja editointitavoista.

ECMWF:n minimilämpötilaennuste maanantaille 20. tammikuuta (vasemmalla) ja havainnot oikealla. Lähteet ECMWF ja FMI.

Talven alimmat lämpötilat

Viime päivinä on jälleen seurailtu tarkkaan lämpömittareiden lukemia etenkin Lapin osalta. Talven toistaiseksi alin lämpötila mitattiin Utsjoen Kevojärvellä maanantaina kun mittariin kilahti -40,7 °C.

Talven alimmat lämpötilat asemakohtaisesti 20. tammikuuta mennessä. Data: Ilmatieteen laitos

Esiin on kuitenkin nostettu vielä kylmempiä lukemia, joita on mittailtu siellä täällä. Kannattaa muistaa, että ”virallisia” havaintoasemien sijainteja ei ole suunniteltu ja perustettu ”kalastelemaan” ennätyksiä vaan niiden tarkoitus on ennemminkin edustaa laajemman alueen lämpötilaa. Pohjoista kollegaa lainatakseni: ennätys on aina paikallinen lukema, ”sivutuote”. Niinpä on täysin mahdollista, ellei jopa todennäköistä, että Suomen ennätyslämpötiloja kylmempiä ja kuumempia lämpötiloja on todellisuudessa Suomessa ollut. Ne ovat vaan jääneet mittaamatta/tilastoimatta, koska jokaiseen notkoon ei ole järkeä kyhätä havaintoasemaa.

Monasti viitataan tiesääasemien antamiin lukemiin. Nämä eivät ole Ilmatieteen laitoksen ylläpitämiä asemia, eivätkä ne usein täytä kansainvälisiä vaatimuksia mittausten suhteen. Ne ovatkin erityisesti perustettu tiesäätä kuvaamaan, mutta ne eivät sellaisenaan kelpaa ennätystilastoihin. Koska raja havaintoasemien käytössä on johonkin vedettävä, on päädytty käyttämään kansainväliset vaatimukset täyttäviä Ilmatieteen laitoksen ylläpitämiä tai hyväksymiä havaintoasemia. Loppupeleissä tämä ennätyshakuisuus ja desimaalien kyttäys tuntuu olevan menossa vain yhä hullumpaan suuntaan 😉

Sälää

Vilkaiskaapa yllä olevasta kuvasta muuten pohjoisen asemia. Itärajalta löytyvän Salla Värriötunturin talven alin lämpötila on ”vain” -23 °C kun kaikkien lähimpien asemien lukemat huitelevat -35 asteen kylmemmällä puolella. Tämä on jälleen hyvä esimerkki aiemmin mainitusta topografian vaikutuksesta lämpötiloihin. Räikeimpiä eroja en ole plotannut, koska korkeimmat tunturit on jätetty pois.

Kommenteissa oli kysymys, että miksi kastepiste laskee samaa rataa lämpötilan kanssa pakkasilla, vaikka mitään sumua ei synny. Kovemmilla pakkasilla ilmassa oleva vesihöyry härmistyy suoraan lumen pintaan, jolloin kosteuden vuo käy ilmasta lumeen. Ainakin tästä syystä kastepiste voi laskea paukkupakkasella, vaikka kosteutta ei muuten näyttäisi virtaavan minnekään muualle eikä sumua pääse syntymään.

Mainokset

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> 😉

Kategoriat:Säätietoutta Avainsanat: , , ,

Korkeapaineen myötä aurinkoista ja kylmää

Talven kylmin viikko on todennäköisesti meneillään. Kireitä pakkaslukemia on mitattu useamman päivän ajan ja tahtiin ei ole suurta muutosta odotettavissa seuraavaan viikkoon.

Aurinko lämmittää helmikuisessa kylmyydessä

Lämpötilakäppyröitä katsellessa on voinut viime aikoina huomata muutaman mielenkiintoisen asian. Ensinnäkin sen, että tähän aikaan vuodesta aurinko lämmittää jo siinä määrin, että päivisin lämpötila voi olla jopa yli kymmenen astetta yölämpötiloja korkeampi. Pelkästään auringon lämmittävä vaikutus ei ole näin suuri, mutta auringonsäteilyllä on epäsuorahko vaikutus ns. inversion heikkenemisen kautta. Selkeässä heikkotuulisessa säässä lumialustan yllä tapahtuu voimakasta säteilyjäähtymistä ja pinnan läheinen ilmakerros viilenee nopeasti. Tällöin esimerkiksi 2 metrin lämpötila voi olla huomattavasti kylmempi kuin 100 metrin korkeudella. Kun aurinko alkaa lämmittää aamulla, syntyy pieniä turbulenttisia pyörteitä ja samalla tuuli aavistuksen voimistuu. Tämä heikentää inversiota sekoittamalla ilmaa hiljalleen. Niinpä sekä auringon suoran lämmittävän vaikutuksen, että inversion heikkenemisen myötä nyt on jo havaittavissa selkeä vuorokausisykli lämpötiloissa. Yleensä kylmin lämpötila mitataankin juuri auringon noustetta, jolloin pinta on ehtinyt viiletä pisimpään, mutta ennen kuin aurinko ehtii alkaa tekemään tepposiaan.

Vihti Maasojan lämpötilahavainnot 14.-15.2. Lähde: Ilmatieteen laitos

 

Maanpinnan muotojen takia lämpötiloissa suuria paikallisia eroja

Topografiaan liittyvät merkittävät paikalliset lämpötilaerot ovat toinen mielenkiintoinen lämpötilahavainto kylmässä helmikuisessa korkeapaineessa. Taannoin kritisoitiin sääennusteiden virheitä osittain pilvisyydestä johtuvien ongelmien takia. Nyt kun sää on ollut selkeää, ei pilvisyydestä ole pahemmin ollut haittaa ennusteille, mutta maanpinnan muodot voivat aiheuttaa suuriakin eroja lämpötiloissa pienellä alueella. Vastaan on tullut tapauksia, joissa on ihmetelty kuinka ennuste oli 9 astetta liian lämmin omaan kotimittariin verrattuna. Otetaan muutama esimerkki.

Viime yön (14.-15.2.) alin lämpötila Nurmijärven geofysiikan observatoriossa oli -23,7 astetta. Havaintoasema on 111 metriä merenpinnan tason yläpuolella. Noin 17 km päässä kyseisestä havaintoasemasta on Vihti Maasojan asema, jossa yön alin oli puolestaan -33,3 astetta. Vihdin asema on puolestaan vain 42 m korkeudella merenpinnasta. Eli yön alimmassa lämpötilassa oli jopa 10 asteen ero 17 km matkalla suurimmaksi osaksi johtuen siitä, että Vihdin asema on alempana alavalla paikalla, jonne kylmä ja raskas ilma valuu helposti.

Nurmijärven geofysiikan observatorion lämpötilahavainnot 14.-15.2. Lähde: Ilmatieteen laitos

 

Toinen esimerkki voidaan ottaa Lapin tuntureista. Tiistaina puolilta päivin Levitunturin asemalla (524 metriä merenpinnasta) lämpötila oli ”vain” -13,1 astetta. Samalla hetkellä 9,9 km päässä Kittilän lentoasemalla (196 metriä merenpinnasta) lämpötila oli kirpeät -30,9 astetta. Näinkin lyhyellä matkalla oli samalla ajanhetkellä melkein 18 asteen ero lämpötiloissa. Paikallisissa sääennusteissa annetaan alueen keskimääräinen lämpötila tietylle ajanhetkelle, mutta alavilla alueilla ja ympäristöä matalemmalla voi helpostikin olla muuta aluetta  merkittävästi kylmempää.

Kauanko kylmää kestää?

Etelässä talvea on tilastojen valossa jäljellä vajaa 1,5 kuukautta. Tyypillisesti maaliskuun puolivälin paikkeilla päivälämpötilat alkavat jo huidella nollan tienoilla vaikka yöt olisivatkin kylmiä. Eli päivisin kylmää ei enää kovin kauaa voi kestää. Fennoskandian yllä oleva korkeapaine näyttää pysyttelevän melko paikoillaan tämän viikon. Ilmamassa on välillä jopa arktisen kylmää ja niinpä varsin kylmiä lukemia on vielä odotettavissa loppuviikon aikana.

Ensi viikon osalta ennusteet ovat vielä epävarmoja. Pääpiirteissään ensi viikon suursäätilaa voisi tällä hetkellä kuvailla seuraavasti: Atlantilla on laaja matalapaineen alue kun taas Itä-Euroopasta Venäjälle ulottuu voimakas korkeapaine. Pohjoismaat ovat näiden kahden systeemin rajamailla ja vielä on epäselvää, että kumpi systeemi vie pidemmän korren. Atlantilta yrittää länsivirtaukset ulottaa vaikutustaan meille saakka, mutta näin kylmä ilmamassa ja korkeapaine saattavat torpata länsivirtausten yrityksen. Parviajoissa on kuitenkin ollut nähtävissä nousua lämpötiloissa ensi viikon lopussa, jolloin lounaasta pääsisi meille voimalla lauhaa ilmaa Keski-Eurooppaan valahtaneen korkeapaineen pohjoispuolitse. Jos näin pääsee käymään, voi lämpötila nousta kertaheitolla nollan lähelle, ainakin tilapäisesti. Viime torstaina ajettu Euroopan keskuksen kuukausiennuste ei näyttänyt ensi viikolle signaalia suuntaan tai toiseen. Tosin maaliskuun alkuun ennuste näytti tavanomaista lauhempaa. Tällä hetkellä ehkä paras veikkaus on, että ensi viikko alkaa vielä kunnon pakkasten merkeissä, mutta loppukuuta kohti sää saattaa lauhtua. On kuitenkin muistettava, että tietokonemallit voivat helposti yliarvioida matalapaineiden voiman suhteessa pitkään paikallaan pysyneeseen kylmään korkepaineeseen nähden.

%d bloggers like this: