Talvilämpötilojen ennustamisen haasteet

Hei taas kaikille!

Viime päivinä meille on tullut palautteita liian lämpimistä tai kylmistä ennustetuista lämpötiloista. Tämä säätyyppi, vaihteleva pilvisyys ja pakkaset, onkin lämpötilaennusteiden kannalta yksi haasteellisimmista. Kerron tässä lyhyesti siitä, mikä oikeiden pakkaslukemien ennakoimisesta tekee niin hankalaa.

Inversio

Troposfäärissä, eli Suomen leveyspiirillä maan pinnalta keskimäärin n. 10 km korkeuteen ulottuvassa ilmakerroksessa, lämpötila käyttäytyy suuren osan ajasta samalla tavalla: lämpimin ilma on lähellä maanpintaa, maanpinnasta ylöspäin lähdettäessä lämpötila viilenee melko tasaisesti troposfäärin ylärajalle asti. Tämänhetkisen kaltaisessa säätyypissä eli osittain selkeässä, vähätuulisessa pakkassäässä käy toisin: maanpinnalta vähäinenkin lämpö karkaa säteilynä pois ja maa jäähtyy yläpuolista ilmakerrosta kylmemmäksi.

Lämpötilainversio: Yleensä lämpö on maanpinnalla korkeampi kuin ylempänä troposfäärissä - inversiossa päinvastoin (Kuva: Paint-taide by Joanna Rinne)

Lämpötilainversio: Yleensä lämpö on maanpinnalla korkeampi kuin ylempänä troposfäärissä – inversiossa päinvastoin (Kuva: Paint-taide by Joanna Rinne)

Inversiokerros eli kerros, jossa lämpötila laskee alaspäin mentäessä, on varsin ohut, usein vain joitakin kymmeniä metrejä. Tunturisääasemat havainnollistavat kerroksen ohuutta hyvin, tunturin vieressä oleva havaintoasema saattaa näyttää -30 Celsiusasteen pakkaslukemaa samaan aikaan kun tunturin laella olevan aseman mittari pysyy -10 Celsiusasteessa! Etäisyyttä asemien välillä saattaa olla vain muutama kilometri. Kaikista kylmin ilma valuu laaksoihin, samaan aikaan läheisessä laaksossa pakkasta voisi hyvinkin olla yli 35 astetta.

Pilvisyys

Pinnanmuotojen aiheuttamat lämpötilavaihtelut ovat yksi haaste, mutta toinen, vielä hankalampi sellainen, on pilvisyys. Selkeällä säällä inversiotilanne syntyy nopeasti lämmön ulossäteilyn jäähdyttäessä maanpintaa, mutta pilvisessä säässä käy toisin: pilvet toimivat maanpinnasta ylös lähtevälle lämpösäteilylle kattona, josta säteily kimpoaa takaisin alaspäin. Maanpinnan ja pilvien pingistellessä lämpösäteilyä alin ilmakerros ei jäähdy, vaan lämpö pysyy maan ja pilvien välissä. Pilvet toimivat kuin eristävä vaatekerros ihmisen päällä; lämpö pysyy ihon ja vaatteiden välissä sen sijaan, että se katoaisi välittömästi pakkasilmaan.

Selkeällä säällä maanpinnan lämpö säteilee pois, pilvisellä säällä pilvet vangitsevat sen pitämään maanpinnan lämpimänä (Kuva: Paint-taide by Joanna Rinne)

Selkeällä säällä maanpinnan lämpö säteilee pois, pilvisellä säällä pilvet vangitsevat sen pitämään maanpinnan lämpimänä. Lämpötilalukemat Celsiusasteita. (Kuva: Paint-taide by Joanna Rinne)

Lämpötilaennuste

Pilvisyyden vaikutus lämpötilaan ei ole pelkästään suuri, vaan myös nopea. Havaintoaseman, jonka kohdalla pilvipeite yllättäen rakoilee, lämpötilalukema saattaa pudota pahimmillaan 10-20 astetta vain tunnissa tai parissa! Jäähtymisen alkaminen näkyy mittarissa jo muutamassa minuutissa.

Jotta olisi mitään toivoa saada lämpötilaennustetta kohdalleen, pilvisyysennusteen pitää osua täysin nappiin. Tässä ennustettavuudeltaan vaikeassa säätyypissä pilvipeite on usein hyvin ohut ja muodoltaan repaleinen ja siksi tietokonemalleille hankala saada kiinni. Osa malleista kategorisesti yliennustaa, toiset taas aliennustavat pilvisyyttä. Meteorologin tehtäväksi jää tehdä valistunut oletus siitä, mikä tietokonemalleista voisi olla pilvisyyden suhteen eniten oikeassa ja, ainakin meillä Forecalla, korjata tietokoneen tarjoamaa ennustetta käsin parempaan suuntaan.

Täysin virheettömäksi talvisen pakkassään lämpöennusteita ei varmasti voi saada ennen sellaisia havainto- ja ennustetekniikoita, joita ei vielä ole edes keksitty, saati käyttöönotettu. Lämpötilaerot ovat niin suuria ja niin paikallisia, että nykytietokonemallit ovat vielä kaukana tarvittavasta ennustetarkkuudesta ja havaintoverkko aivan liian harva paikallisvaihteluiden kiinnisaamiseksi. Silti, tekniikka on ottanut lähivuosikymmeninä valtavia harppauksia tässä ajassa, nykyiset ennusteet ovat laadultaan valovuosien päässä vaikkapa parinkymmenen vuoden takaisista.

Mukavaa sunnuntaita ja alkavaa viikkoa!

Pilvisyys vaihtelee talvipäivänä (kuva: Aleksi Stenberg / Flickr)

Pilvisyys vaihtelee talvipäivänä (kuva: Aleksi Stenberg / Flickr)

Tämä kirjoitus kuuluu kategoriaan Huomioita säästä. Pysyvä linkki.

12 vastausta kirjoitukseen

  1. Lars Winberg sanoo:

    Paljon liikkuvia osia: kylmä matalapaineen alue keskitalvella, kun meret ovat vielä avoinna.

  2. pertti päivinen sanoo:

    Suuremmat vaikeudet tuntuu olevan lumisateiden ennustamisessa. Ei todellakaan ole kehittynyt kovinkaan paljoa vuosien saatossa.

  3. peikko763 sanoo:

    Vieläkö Jari kolehmainen ja kumppanit ilmasto lämpenee vuonna 2016 ja saadaan ennätyslämmin vuosi ?

    Etelä-Suomeen voi tulla kylmin kuukausi 29 vuoteen tästä tammikuusta.

    Ilmatieteenlaitos ei anna toivoa lauhtumiselle … -20C pakkaset näkyvät 10pv päässäkin :
    http://ilmatieteenlaitos.fi/saa/pirkkala?forecast=long

    Ehkä kesällä on se +40C hellettä ja uusia lämpöennätyksiä ?

    • Jarno sanoo:

      Mitä tekemistä on Ilmatieteen laitoksen Pirkkalan 10 vrk:n ennusteella ilmaston lämpenemisen kanssa? Voisitko ystävällisesti selittää, kun minulle tällaisena tavallisena taatelintallaajana (vaikakin yli 15 vuotta aikanaan sääasioiden kanssa työskenneellä) ei oikein aukea tämä juttu. Ja voisitko myös ystävällisesti antaa linkin tähän ”Jari Kolehmaisen ja kumppaneiden” tieteelliseen artikkeliin? Olisi hauska tarkistaa, mitä siellä sanotaan.

      • peikko763 sanoo:

        Lue jarin blogista mitä merkitystä on 1pv säällä ilmastonmuutoksen kannalta tai 1kk säällä.

        http://biologi-jari.blogspot.fi/2015/12/vuosikatsaus-saavuosi-2015.html

        yksitätisillä sääilmiöillä on Jarinkin mukaan suurikin merkitys ilmaston lämpenemisessä.

        • Jarno sanoo:

          Sori. En lue. Hankin ilmastoon liittyvät tietoni mielummin jostain muualta, kuin blogeista. Ja en ainakaan jonkun biologian opettajan blogista. Siis hyvää päivää. Sehän olisi sama, kuin että lukisin Forecan blogeissa meteorologien veikkauksia sitä, mitä eläinlajeja tulee kuolemaan sukupuuttoon ensi vuosikymmenellä.

          Sen verran vilkaisin blogia, että etsin siitä lukua ”2016” ja löysin tämän lauseen: ”Kun nykyinen El Niño -vaihe keväällä 2016 vaimenee, myös uusien lämpöennätysten saavuttaminen todennäköisesti vähitellen loppuu” – Ei minun mielestä siinä ennusteta vuodesta 2016 ennätyslämmintä. Mutta yhtä tyhjän kanssa. Sekin lause on typerä, koska luultavasti jossain päin maailmaa rikotaan joka vuosi joku paikallinen lämpöennätys, oli vuosi globaalisti normaalia lämpimämpi tai kylmempi.

    • Jarno sanoo:

      Ai niin … ja muuten antamastasi linkistä ei näy 20:n asteen pakkasia kuin 2:n päivän päähän (meteorologin tulkinta) tai maksimissaan 5:n päivän päähän (mallin 80%:n luottamusväli). On tietty mahdollista, että sen reilun 2:n tunnin aikana, mitä sinun kirjoituksesta minun tarkasteluun kului, ennuste heitti ihan totaalia häränpyllyä … mutta jos näin oli, niin eikö toisaalta juuri SE olekin tämän Joannan blogikirjoituksen pääsisältö: pakkasen ennustamisen vaikeus tähän aikaan vuodesta.

      • peikko763 sanoo:

        Nopeasti ne ennusteet muuttuu kuten Joannan blogin pääsisältökin sanoo :)

        Vielä ei kannata luvata että vuosi 2016 olisi ennätyslämmin Suomessa. Nyt eletään El nino vuotta ja odotan itse että alkukevät on viileä täällä.

  4. ei hyvä sanoo:

    Nämä pakkaset ja lumisateet ovat kuin rahan heittämistä taivaalle.

  5. Kalastaja sanoo:

    Ei tämä kylmä ole kiva kun käy katsomassa, kuinka paljon on mennyt sähköä tässä kuussa. No ainakin sähköyhtiöt ovat tyytyväisiä…..Taitaa olla sama juttu noiden lämpötilojen ennustamisen kanssa tämänkaltaisessa tilanteessa kuin kesällä ennustaa hajanaisten kuurosateiden paikkoja. En ole mikään ilmastotuntija, mutta sen tiedän, että säässä on luontaisesta vaihtelua, jossa vuorottevat lämpimät/kylmät jaksot ja sen mukaan vuodenajan lämpötila. Vuodethan eivät ole usein veljiä keskenään. Tiedä sitten mihin suuntaan tämä menee tulevaisuudessa.

  6. Nils Holgersson nuorempi sanoo:

    Muuten juttu on populistisenakin aika osuva, mutta lopussa kirjoittajan harkinta / ymmärrys on pettänyt pahemman kerran. Pitäisikö tätä väitettä ”… nykyiset ennusteet ovat laadultaan valovuosien päässä vaikkapa parinkymmenen vuoden takaisista” tulkita tosissaan vaiko vain ns. huumorina eli talvipäivää lämmittävänä vitsinä.

  7. Tuuli tuo, tuuli vie sanoo:

    Tervetuloa kasvihuoneilmiö. Nyt menee kaikki työttömän rahat sähkölaskuun. Täytyy pitää vielä tipaton helmikuukin.

Forecan blogissa on käytössä kommenttien esimoderointi eli blogin ylläpitäjän on hyväksyttävä kommentti ennen kuin se näkyy blogissa. Kommentteja käydään läpi toimistotyöajan puitteissa.

Blogin keskusteluun voi osallistua asiallisilla, aiheeseen liittyvillä ja toisia kunnioittavilla kommenteilla. Viestejä voidaan jättää julkaisematta ylläpidon harkinnan mukaan, esimerkiksi jos viesti on loukkaava, ei liity blogin aiheeseen, sisältää selkeää tahallista provosointia tai on muutoin asiaton.