Syyspäiväntasaus on ohitettu, eli vietämme nyt seuraavat kuusi kuukautta vuotuisen kierron ”pimeällä puolella”. Yöt ovat päiviä pidempiä ja lyhenevät tästä joulun tienoille asti.
Vuodenaikaisvaihtelulla on suuri vaikutus säähän, mutta ilmakehästä on havaittu useita muunmittaisia kiertoja eli oskillaatioita. Oskillaatioista ja niiden vaiheita mittaavista indekseistä puhutaan usein. Monelle jo itse sanan ”oskillaatio” merkitys jää hämärän peittoon, tänään avaan siis lyhyesti mistä on kyse.
Oskillaatio – mikä se on?
Ilmakehän oskillaatioista puhuttaessa viitataan ilmakehässä luonnollisesti tapahtuvaan vaihteluun, jossa sääparametrit, esim. ilmanpaine, lämpötila ja sademäärä, vaihtelevat jaksoittain. Vuodenaikaisvaihtelu on yksi esimerkki; yksinkertaistettuna meillä on talvella kylmää, kesällä lämmintä ja välivuodenaikoina matkataan oskillaation yhdestä vaiheesta toiseen.
Erilaisissa oskillaatioissa vaihteluväli voi olla jotakin muuta kuin yksi vuosi. Vaihtelu voi tapahtua joidenkin viikkojen, kuukausien, parin vuoden, muutaman vuoden, kymmenien vuosien tai jopa vuosituhansien välein. Myöskin niiden vaikutusalue vaihtelee, ilmastosta puhuttaessa tunnutaan yleensä viittaavan ainakin yhden mantereen kokoluokan oskillaatioihin.
Oskillaatioiden tunnistamista vaikeuttaa se, että ne hukkuvat valtavaan määrään tietoa. Päällekkäin tapahtuvat vuodenaikaisvaihtelu, tuntematon määrä erilaisia oskillaatioita ja valtavan kohinan päälle tuottaa normaali satunnaisvaihtelu. Yksinkertaistettu malli tilanteesta on nähtävissä veden pinnalla: kun useasta eri suunnasta tulee aaltoja, lopputulos vaikuttaa katsojan silmiin vain satunnaiselta heilahtelulta. Ilmakehässä tilanne on sama, mutta vaikeusastetta on nostettu runsaasti!
Asiaa ei yhtään helpota, että toisin kuin vuodenaikaisvaihtelu, joka tapahtuu säännöllisesti, useissa oskillaatioissa vaihtelu on suurta. Esim. El Niño -oskillaation seuraavaa huippua tai laaksoa ei pystytä ennustamaan varmasti kovinkaan kauaa etukäteen. Huippujen ja laaksojen vuoroväli vaihtelee ajallisesti ja niiden voimakkuusvaihtelu on suuri.
Esimerkkejä tunnetuista oskillaatioista
ENSO
- ENSO-oskillaatiossa (El Niño / Southern Oscillation) vuorottelevat El Niño – ja La Niña -vaihe.
- Se vaikuttaa suuresti erityisesti trooppisen Tyynenmeren itä- ja länsirannikon säähän ja sitä kautta esim. kalastukseen ja maanviljelyyn.
- Kierron kesto on epäsäännöllinen, yleensä n. 2-10 vuotta.
NAO
- NAO-oskillaatiossa (North Atlantic Oscillation) Pohjois-Atlantin Islannin matalapaineen ja Azorien korkeapaineen välinen ilmanpaine-ero vaihtelee.
- Se on merkittävä Euroopan, myös Suomen säälle, sillä se vaikuttaa liikkuvien matalapaineiden reitin sijaintiin.
- Kierto on epäsäännöllinen.
AO
- AO-oskillaatiossa (Arctic Oscillation) ilmanpaine vaihtelee pohjoisnavan ja pohjoisen pallonpuoliskon keskileveysasteiden välillä.
- Se vaikuttaa koko pohjoisen pallonpuoliskon säähän.
- Kierto on epäsäännöllinen.
- NAO- ja AO-oskillaatiota kutsutaan myös yhteistimellä NAM (Northern Annular Mode).
Tässä oli vain muutama esimerkki oskillaatioista. Näiden lisäksi voisi nimeltä mainita vaikkapa oskillaatiot SAM (Southern Annular Mode), AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation), IOD (Indian Ocean Dipole), MJO (Madden-Julian Oscillation), lista on pitkä.
Oskillaatiot ovat sikäli keinotekoinen käsite, että ne antavat kuvan, että on kyse helposti ympäristöstään irrotettavasta ilmiöstä, jonka vaiheesta voi päätellä täysin, minkälaista säätä on jollekin alueelle luvassa. Asia ei ole niin yksinkertainen, vaan todellisuudessa kaikki vaikuttaa kaikkeen. Muutokset ilmakehässä yhdellä alueella ja yhdessä parametrissa vaikuttavat toiseen alueeseen ja parametriin. Muutos kulkeutuu aaltojen lailla eteenpäin ilmakehässä. Ilmakehä elää koko ajan, joten muutoksien vaikutuksia kulkee ristiin rastiin joka suuntaan koko ajan. Ne yhdessä muodostavat meille tutut ilmastot ja sään. Oskillaatioiden käsite on ihmisten tapa yrittää ymmärtää ympäristöään palanen kerrallaan.
Nykyään ilmakehän käytöstä on alettu ymmärtää jo siinä määrin, että vaikka kaikkea ei voida tunnistaa, esimerkiksi päivittäisen sään ennustaminen sujuu jo kaiken huomioonottaen varsin hyvin. Erilaisiin ilmakehässä tapahtuviin vaihteluihin on maapallon mittakaavassa varsin hiljattain tullut yksi lisää: ihmisen aiheuttama ilmakehän kemiallisen koostumuksen muutos. Sen vaikutuksia ilmastoon on jo näkyvissä, erilaiset kerrannaisvaikutukset tulevat näkyviin vähitellen. Elämme maapallon kokoisen, ajattelemattomuuttamme aloittamamme tieteellisen kokeen aikoja.
Mielenkiintoinen blogi ja hyvin verbaalisesti argumentoitu.
Kaikennäkösiä mielenkiintoisia indeksejä on olemassa ja niiden yhdistelmä on on vielä vaikeampi ymmärtää. Niistä indekseistä mielestäni selkein Suomen ilmastolle on juuri tuo AMO, mutta minusta se tuntuisi olevan vierain käsite esim. Ilmatieteenlaitokselle koska he eivät siitä juurikaan puhu.
Tämä on normaalia luontaista vaihtelua. Myös 1920-1950 Suomessa oli paljon lämmintä aikaa varsinkin 1930-luvulla.
AMO-indeksi on mielestäni golf virran reittivaihtelun seuraus. Kun reitti kääntyy etelään ja on etelässä –> Pohjoisen Jäämeren jää kasvaa pinta-alaltaan sekä tilavuudeltaan –> koko pohjoisen pallonpuoliskon meret ja ilmasto kylmenee
Kun reitti kääntyy pohjoiseen ja on pohjoisessa–> Pohjoisen Jäämeren jää vähenee pinta-alaltaan ja tilavuudeltaan–> koko pohjoisen pallonpuoliskon meret ja ilmasto lämpenee
Tässä vielä tämä AMO:n korrellaatio maailman meriin pohjoisessa:
http://www.aoml.noaa.gov/phod/d2m_shift/amo_fig.php
Tämä 202 sivunen juttu selvittää hyvin tätä myös :
http://www.cgd.ucar.edu/oce/yeager/publications/thesis.pdf
Jostain syystä ilmatieteenlaitos ei halua puhua juurikaan tästä, vaikka nykyinen 2000-luvun ennätyslämmin aika on suurimmaksi osaksi Atlantiperäistä ilmastonmuutosta:
https://ilmasto-opas.fi/fi/ilmastonmuutos/suomen-muuttuva-ilmasto/-/artikkeli/16266ad3-e5f5-4987-8760-2b74655182d5/suomen-ilmasto-on-lammennyt.html
No kukaan ei ole ainakaan vielä vastannut minulle, niin otan tuolta 202 sivuisesta artikkelista esiin oleellisen lauseen, jossa kuvaillaan nykyistä ennätyslämpöisen ajan takana olevaa nopeaa lämpenemistä 1980-luvun ja 1990-luvun taitteesta :
The dipolar heat content anomaly that preceded the late 1990s warming reached maximum
strength in the early 1990s (Fig. 2.19c) and is generally understood to be the ocean signature
of persistent positive NAO (NAO+) forcing in the years leading up to the shift (Marshall et al.
(2001a); Eden and Willebrand (2001); Lozier et al. (2008); Lohmann et al. (2009b); Lohmann et al.
(2009a); Robson et al. (2012a)). Our CONTROL simulation results are consistent with many of
the ideas advanced in these studies: increasingly strong winter NAO conditions from the early
1970s through 1995 (Fig. 2.19f) resulted in a decades-long spin-up of the AMOC and subpolar
gyre barotropic streamfunction (BSF) strength (Fig. 2.19e) and anomalously cool conditions at
subpolar latitudes initially (Fig. 2.19a). The increase in northward heat transport associated with
a strengthening AMOC contributed to the steady warming of the STG region (Fig. 2.19b), and
thus enhancement of the STG−SPG heat content dipole (Fig. 2.19c). The SPG warming was
triggered abruptly in 1996 when winter NAO conditions weakened dramatically, but Lohmann and
coauthors (Lohmann et al., 2009b,a) contend that strong ocean preconditioning (reflected here in
the dipole strength index) made significant SPG warming all but inevitable. This is because the
enhanced northward heat transport associated with NAO+ at some point overwhelms the surface
cooling, leading to a reversal of the high latitude heat content tendency even if NAO remains strong
and positive
Tämä asia on selvästi nähtävissä myös pohjoisen pallonpuoliskon merissä.. 1990 alkoi tuntumaan jo pohjoisessa reilusti tuo muutos :
https://www.youtube.com/watch?v=ph1YgsXm5hQ
Myös lämpösatelliiteista on huomattavissa sama. Vielä 1989 ei isoa muutosta, mutta 1990 alkoi jo tuntumaan :
http://models.weatherbell.com/climate/cfsr_monthly.php
Kunnes 1991 purkautui suuri tulivuori joka vähän helpotti tuota lämpenemistä. Sitten 1995-1998 Arktisen golf virran haaran lämmöntuonti heikkeni merkittävästi, kunnes lähti uudestaan kasvuun 1998 jälkeen, josta ei ollakkaan enään palauduttu takaisin. Tämä 1998 alkanut uusi lämpeneminen, näkyy hyvin satelliitissa sekä tuossa youtubevideossa.
Varsin mielenkiintoinen asia tuo AMO. Ja selkeä mielestäni. Kyse on vain siitä, kuinka paljon arktiset golf virran haarat kuljettavat lämpöä. Niiden haarojen lämpökuljetus kun vaihtelee joka vuosi voimakkaasti mikä aiheuttaa Suomenkin sääilmiöihin muutoksia. Tosin muutosten vaihtelut ovat hidastuneet 1998 vuoden jälkeen, joka selittääkin 2000-luvun lämpöisyyden. :)
Myös viime vuosina näyttäisi noiden arktisien haarojen muutokset selittävän Pohjoisen Jäämeren jään vaihtelun selkeämmin kuin mikään muu asia mielestäni :
Tässä vielä kertaalleen Jäämeren alle menevä merivirta ja barentsinmeri lämpöanomaliat :
http://www.climate4you.com/images/NODC%20WestSvalbardOceanicHeatContent0-700mSince1955%20With37monthRunningAverage.gif
http://climate4you.com/images/NODC%20BarentsSeaOceanicHeatContent0-700mSince1955%20With37monthRunningAverage.gif
Jos nyt ei katso pidemmän ajan trendiä vaan voimakkaasti heittelehtivää lyhyen ajan käyrää. Huomaa että 2012 syksyllä melkoinen lämpötehopiikki ylöspäin, kun taas 2013-2014 vuodet jotka olivat jäisempiä, oli golf virran Jäämeren haaroissa selvää laskua, kunnes taas 2015-2016 lämpömäärä on noussut taas niin paljon, että Jäämerellä on ollut 2007 ja 2012 väliin meneviä sulia vuosia. Jos lämpö nousee vielä 2017-2018 lisää, niin mielestäni 2012 alhaisempikin minimi on mahdollinen.
Olen huomannut, että tämä Atlanti asia ei ole silti jostain syystä kaikille helppo ymmärtää. Jopa skeptikko leiri kompastuu vakaviin asiavirheisiin :
https://iceagenow.info/north-atlantic-surface-waters-cooling-headed-maunder-minimum/
Atlanti ei todellakaan ole tällä hetkellä kylmä kuten noi väittävät vaan hyvin kuuma! Siksi Suomeenkaan ei meinaan tulla terminen syksy millään eteläosaan maasta.
MItäs mieltä Joanna hyvänä blogin kirjoittajana olet tästä ? Onko AMO:lla ja Atlantilla mielestäsi suuri vaikutus Suomeen vai pieni ?
Laitan vielä AO-indeksiä ja NAO-indeksiä avuksi mitä tarkoittaa 1989-1991 suuri lämpeneminen :
http://appinsys.com/globalwarming/AO_NAO_files/image002.jpg
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a3/Winter-NAO-Index.png
Eli matalapaineiden voima tuntui sekä Suomessa että Pohjoisnavalla asti, koska golf virran artkiset haarat saivat lämpöä lisää nopeasti. VIime vuosinakin NAO ja AO ovat olleet suureksi osaksi positiivisia, siitäkin päätellen Atlanti elää nyt aika lämpöistä aikaa.
Hei peikko763, kiitos kommenteista! Karkasin viikonlopuksi sähköpostien ulottumattomiin, joten pääsin vastaamaan vasta nyt.
Oma erikoisalani ei ole ilmasto, sekä opinnoissa että töissä olen suuntautunut päivittäissäähän ja sen ennustamiseen. Tarkemmin asiaa osaisivat parhaiten kommentoida alan tutkijat.
Sään ennustustyössä huomio kiinnittyy voimakkaimmin eri tietokonemallien käsitykseen lähiviikkojen tai pitkien ennusteiden tapauksessa lähikuukausien ennustettuihin Atlantti-Eurooppa-Venäjä-mittakaavan korkea- ja matalapainerakenteisiin. Merilämpötilan vaikutus rakenteiden muodostumiseen pysyy tiedossa, mutta pikemmin taustatietona kuin aktiivisesti seurattuna asiana (poikkeuksena Suomea ympäröivät merialueet, joiden lämpötila vaikuttaa säähämme hyvinkin paljon).
Päivittäisen sään ennustustyössä indeksejä tulee seurattua varsin vähän. Niistä on suurin apu ilmastotutkijalle, jonka tehtävä on niputtaa yhteen keskenään samankaltaisia suursäätilanteita ja tutkia tilanteille yhteisiä ominaisuuksia ja niiden eroja.
Olen samaa mieltä siitä, että Atlantin, etenkin Golf-virran pintalämpötilalla ja Suomen (ja koko Euroopan) säällä ja ilmastolla on selvä yhteys. Valitettavasti niinkin yksinkertainen tekijä kuin ajanpuute estää yhteyden seuraamisen ja tutkimisen tarkemmin itse, on vain pakko luottaa siihen, että säämalleja kehittävät ja ilmastoa tutkivat asiantuntijat ovat asiasta hyvin kartalla.
On ilo nähdä, että on kaltaisiasi ihmisiä, joita ilmasto- ja sääasiat kiinnostavat ja jotka seuraavat aktiivisesti niistä tehtyä tutkimustyötä. Sekä sää että ilmasto ovat loputtoman kiinnostava ja kiehtova tutkimuskohde!
Ehtii tänne vastaan sitten kun ehtii ei sillä ole väliä :) maltan odotella. Hyvä että olet asiasta tuota mieltä, koska tuo yhteys on todella suuri. Mielenkiintoinen kirjoitus sinulla tuosta sään ennustamisesta.
Itse en tosiaankaan luota täysin IPCC:n tuottamaan dataan/tutkimuksiin vaikka valtaosa heidän tutkimuksistaan on hyviä ja asiantuntemusta riittää.
Vaikka uskonkin co2-teoriaan, sen sijaan kaikkiin IPCC:n juttuihin en todellakaan usko. Esim. tämä IPCC:n rekonstruktio Pohjoisen Jäämeren jäistä sisältää mielestäni vakavia puutteita ja virheitä:
https://twitter.com/ed_hawkins/status/763342284939288576
Ei täsmää yhtään golf virran käyriin, puhumattakaan arktisen alueen lämpötiladataan täsmäämiseen.
Tuo rekonstruktio myös väittää että vuosi 1974 olisi ollut kovempi kuin 1979 jäävuotena. Itseasiassa IPCC on puhunut tässä itsensä pussiin kun he väittävät 1990 tilannetta päinvastaiseksi :
https://1.bp.blogspot.com/-BYpmzaAMaU0/VvpOS4m7pnI/AAAAAAAAN
Ja myös en usko että 1920-1950 olisi ollut noin paljon jäätä.
MIelestäni Venäläisten rekonstruktio Pohjoisesta Jäämerestä on uskottavin sekä tarkin, koska se korrelloi parhaiten Arktisen alueen lämpötiladataan sekä korrelloi parhaiten myös golf virran käyriin:
http://nwpi.krc.karelia.ru/e/climas/Ice/Ice_no_sat/XX_Arctic.htm
Tässä toinen hyvä ja uskottavat tieteellinen USA:lainen artikkeli vuodelta 1978, 1950-luvulla näyttäisi olleen lähes 2007 ja 2012 kaltaisia minimejä arktisella alueella :
http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0485(1979)009%3C0580:AAOASI%3E2.0.CO;2
Tässä vielä jonkun vertailema kuva venäläisten jäämeren datasta vs. lämpötiladata arktisella :
https://diablobanquisa.files.wordpress.com/2013/10/image007-e1380906721711.png
Tästää paljon paremmin dataan tuo Venäläisten esitys kuin IPCC:n esitys. Itse en ymmärrä mitä IPCC hyötyy tuosta kun he välillä sortuvat valehtelemiseen…
Siksipä tutkinkin aina itse jokaisen tutkimuksen läpi tuli se sitten skeptikoilta tai IPCC:ltä ja tämän jälkeen vasta lopullisesti päätän mitä itse siitä ajattelen. Näissä hommissa jostain syystä joutuu olemaan varovainen otti sitten tietoa mistä vain, ettei saa itselleen virheellistä tietoa asiasta.
Jostain syystä tuo IPCC:n 1990 linkki ei toimi, tässä uudestaan pari linkkiä jonka takaa voi nähdä tuon 1990 raportin kuvan pohjoisen jäistä :
https://1.bp.blogspot.com/-BYpmzaAMaU0/VvpOS4m7pnI/AAAAAAAANV4/yebBb1NdUVocp3qv1ZhG0lWadBYNftPzw/s1600/ipcc%2Bfar%2Bsea%2Bice%2BNH.png
http://1.bp.blogspot.com/-d1ABr2wt9dw/T4HM2FMbZ4I/AAAAAAAAAe0/4G3P_MrFhBI/s1600/ipcc2+1990.jpg
Tästää = Täsmää :)
Kauheasti tämä peikko heittää spämmiä. Järjetön määrä linkkejä, joita ei kukaan jaksa lukea.
Ehkä Peetä ei näytä kiinnostavan ilmastotieteen oikeellisuus niin paljoa kun et jaksa lukea linkkejä. Ei näitä asioita kuitenkaan mutu-tuntumallakaan ratkaista.
Asiasta toiseen taikka hieman sivuun: Joanna mainitsi aallokon monimutkaisuuden. Minua on kiehtonut juuri tuo asia kauan: Miten hyvin aallokon muodostusta oikeastaan pystytään mallintamaan ? Eikö se ole aika kaoottinen ilmiö: Tuulen, usein suuntaa ja voimakkuutta vaihtavan, puhaltaessa syntyy aaltoja, ja isompien aaltojen pinnalle muodostuu pienempiä, eli joka aalto on erilainen. Veden pinnan muodon vaihtelut taas aiheuttavat turbulenssia ilmassa, ja tämä taas mutkistaa tilannetta (feedback). – Eli tällainen tuli vaan mieleen, ilman erityistä viittausta säähän.
Olen joskus simuloinut/laskenut aaltovoimalan toimintaa. Kyllä näitä voi laskea, kuten esim. laivojen aiheuttamia aaltoja tai tuulen. Mutta mielestäni tarkkuus on plus miinus 10-50% mallinnuksessa tietokoneella, varmaan käsinlasketuilla kokeellisilla/empiirisiin menetelviin perustuvilla kaavoilla pääsee jopa parempaan tarkkuuteen mahdollisesti, en ole juuri tätä asiaa tutkinut.
Tässä joku sivu asiasta :
https://www.researchgate.net/publication/233779193_Wind_Sea_and_Swell_Separation_of_ID_Wave_Spectrum_by_a_Spectrum_Integration_Method
Virtaushan/tuuli irtoaa aallon päältä ja siksi aalto näyttääkin terävältä. Jos teet Fourierin spektrin/fourierin muunnoksen järvien aallosta saat tulokseksi juurikin tuulien aiheuttamat aallokot, veneen ja nämä pienet aallot josta selitit.
https://en.wikipedia.org/wiki/Fourier_transform
ongelma tässä aallon laskennassa tietokoneella mm. on se, että laskentaverkon tulisi olla taipuisa ja hyvin tarkka varsinkin ilman ja meren rajapinnassa. Eli y plus arvo on oltava tarkka :
http://www.cfd-online.com/Wiki/Dimensionless_wall_distance_(y_plus)
Jotta voit laskea turbulentin rajakerroksen ja sen sisällä olevan laminaarin ja logaritmisen alueen tarkkaan. Tämä on siis vedessä sekä ilmassa oleva asia.
toki muitakin menetelmiä on tuon laskennalle, mutta en ole tuota asiaa miettinyt vuosiin.
Tässä vielä Vesku sinulle asiallista tietoa tästä turbulentin virtauksen rajakerroksesta :
http://www.cfd-online.com/Wiki/Introduction_to_turbulence/Wall_bounded_turbulent_flows
Myös virtauksen irtoaminen pitäisi ottaa aallon laskennassa huomioon, joka on virtausteknisesti varsin vaikea ilmiö. Esimerkkinä jos simuloit lämmönsiirtoa isotermisen kuparisylinterin jonka d=1m taakse joka on +5C ja siihen virtaa esim. +3C ilmaa 10m/s ja koitat saada lämpötilajakaumaa sylinterin taakse vaikkapa jalkapallokentän kokoisella laskentakoneella, et saa samaa tulosta kuin mittaamalla laboratoriossa samaa asiaa.
Kiitos, Peikko763, vaivannäöstäsi ja seikkaperäisestä vastauksestasi. Koetan ajan kanssa katsoa josko ymmärtäisin noista jotakin, joskin matematiikkani (apro) ei kovin pitkälle riitä. Mutta näköjään tosi pitkälle näitäkin asioita on pystytty teoretisoimaan, joskin, kuten vastauksestasi ilmenee, aina todellisuus on hiukan teoriaa arvaamattomampi. Ehkä noiden teorioiden pohjalta saadaan simuloiduksi aika todellisen näköinen aallokko joka tapauksessa (ehkä lisäten jokin ”random-funktio” tms.)
Ole hyvä. Itse kun olen matematiikkaa lukenut kymmeniä yli 1000s teoksia niin jotenkin luonnollisesti alan ajattelemaan niiden kautta asioita ensin. Sen sijaan verbaalinen puoli näistä ja referoitu teoreettinen puoli on vähän enemmän hakusessa. Näinhän se pitäisi ollakkin enemmän matemaatikolla.