Sään takaa

Viime blogini oli säähavainnoista. Ilmatiede ja sitä kautta tieteellinen sään ennustaminen perustuvat sään havainnointiin ja mittauksiin. Sään ennustaminen erityisesti pohjautuu ilmakehän sääjärjestelmien rakenteen ja liikkeen mahdollisiman tarkkaan seurantaan. Jatkuvasti, aina uudestaan ja uudestaan, on siis muodostettava käsitys siitä, mikä ilmakehän rakenne kulloinkin on. Tämä voi tapahtua vain havaintoja ja mittauksia tekemällä. Ilmastotilastoja saadaan havainnoista ”suoraan”, vaikkei säätä ennustettaisiinkaan. Jonkin paikkakunnan tai alueen ilmasto eli toteutuva sää keskimäärin eri tilastollisine tunnuslukuineen ei riipu sitä, ennustetaanko tuota säätä ja millä menestyksellä.

Säähavainnot matkaavat myös alkuarvoiksi numeerisille ilmakehämalleille, joita ajetaan supertietokoneilla, laskentakapasiteetiltaan huippulaitteilla. Numeerinen malli, joka sisältää mm. ilmakehää kuvaavat liikeyhtälöt sekä mahdollisimman tarkasti vaikkapa maapallon pinnanmuodostuksen, maa-meri -jakautuman, meriveden lämpötilan ja tietysti ilmakehän alkurakenteen laskennan aloittamiseksi, tavallaan pyrkii jäljittelemään maapallomme todellista ilmakehää. Näitä malleja myös kehitetään vastaamaan entistä paremmin oikean ilmakehän käyttäytymistä. Tämä kaikki on sidoksissa säähavaintoihin ja havaintoverkkoon maailmassa.

Numeerisia ilmakehämalleja on useita, ja yksi osa meteorologin työtä on tarkastella sitä, millaisia eroja tai samankaltaisuuksia näillä kulloinkin on keskenään. Meteorologilla on parhaimmillaan kokemuksen tuoma ”analoginen säämalli” omassa päässään, ja joskus toisen mallin ratkaisu vain vaikuttaa kyseisessä tilanteessa paremmalta kuin toisen. Valinta on joka tapauksessa tehtävä. Sanallisessa ennusteessa tällaiset erot voivat johtaa esim. erilaisten ilmaisujen pyöreyteen, aivan kuten pakostikin esim. kuurotilanteissa, missä ei sinänsä voida mielekkäästi ennustaa, että Tampereella tulee sadekuuroja mutta Nokialla ei – paitsi aivan lähituntien ennusteissa. Kuvallisten ennusteiden kanssa on hankalampaa, koska sama ajateltu informaatio näyttää paljon tarkemmalta ja on omiaan johtamaan harhaankin, ellei medialukutaito tule ja pelasta.

On tärkeää huomata, että sääennustustoiminta on jatkuvaa sekä itse sään että sen ennusteiden havainnointia ja vertaamista toisiinsa. Uusista alkutilanteista lähtien säämalleja lasketaan vuorokaudessa useita. Yksi tyypillinen epätietoisten kansalaisten antama palaute onkin, että on häiritsevää, kun ennusteita päivitetään kesken päivän: aamulla on voinut varautua sateeseen, kun taas iltapäivällä katsottu ennuste näyttääkin jo ihan muuta. Tämä tietysti näyttää ja tuntuu pahimmalta silloin, kun alunperinkin on katsottu vai yhden internetsäätuoteen yhtä sääsymbolia ja tehty sitä johtopätöksiä, jotka todennäköisesti ovat olleet liian pitkälle meneviä jo heti aluksi. Kun jonkin sääparametrin yhden ennusteajon ajallista ja paikallista pistearvoa yrittää venyttää kokonaiseksi sääpalveluksi, se paukkuu ennen kuin venyy.

En usko, että olisimme sen onnellisempia, vaikka sääennusteet päivitettäisiin vain kerran vuorokaudessa. Mutta edelleen on ison lehmän mentävä aukko sen välissä, mitä säästä toisaalla tiedetään ja mitä toisaalla säästä olisi hyvä tietää. Uudet sääpalvelutuotteet eivät välttämättä tuo parannusta sinne, missä säästä pitäisi tietää mahdollisimman paljon toiminnan taloudellisuuden tai turvallisuuden vuoksi, vaan tämän kustannuksella on painottunut sään ennustamisen viihdearvo. Se, että etenkin mediamaailma on näennäisesti jo täynnä säätä, vieläpä ilmaiseksi, ei kuitenkaan välttämättä vielä lainkaan tarkoita, että nytpä kaikki saavat jo omaan tarpeeseensa kaikkein parhaan mahdollisen sääpalvelun. Kannattaa olla yhteydessä sääpalvelun tuottajiin tai ainakin soittaa meteorologille sääongelman sattuessa kohdalle.

Enustaminen – sää ei ole poikkeus – tuottaa aina suuntaa antavaa tietoa. Varsinkin säässä on se erityispiirre, että kun aika kuluu, aina joku osa ilmakehässä loksahtaa uuteen asentoonsa, jolloin on taas uutta tietoa arvioida tulevaa. Tarkkaan ottaen ennusteen raju vaihtelukin voi olla tietoa: perättäiset tietokonemalliajot antavat toisistaan poikkeavan ratkaisun, koska ilmakehä ei tavallaan vielä itsekään tiedä, mihin suuntaan lopulta kallistua. Loppupeleissä sadetutka (tai salamatutka) näyttä, missä satavat (tai jopa ukkostavat) pilvet seilaavat. Tutka on havaitsemista ja mittaamista, ei ennustamista. On eri asia, jos sadetutkan havaintoaimaation loppuun on lisätty ennusteosaa.

Kuvan linkki: http://www.google.de/imgres?start=8&num=10&hl=de&as_st=y&biw=1048&bih=575&tbs=sur:fc&tbm=isch&tbnid=u6NrhNYsXVVaXM:&imgrefurl=http://www.public-domain-image.com/space-public-domain-images-pictures/weather-satellite.jpg.html&docid=0YMO8Z9gNBh1CM&imgurl=http://www.public-domain-image.com/cache/space-public-domain-images-pictures/weather-satellite_w553_h725.jpg&w=553&h=725&ei=cxUuUNzTHtHtsga0-YFQ&zoom=1&iact=hc&vpx=811&vpy=205&dur=1393&hovh=257&hovw=196&tx=118&ty=145&sig=109119823667771423385&page=2&tbnh=133&tbnw=122&ndsp=20&ved=1t:429,r:9,s:8,i:34

Edellisessä pikku nettikirjoituksessani raaputin pintaa sään tilastoinnilta halutessani ilmaista jotain ennätyksistä, siis niistä, joita säässä on tehty ja niistä, joita halutaan joka käänteessä nähdä, vaikka oltaisiin kaukana varsinaisista ennätyksistä. Mutta jotta säästä saadaan tilastoja ja jotta tiedetään, millainen keskimääräisilmasto ääriarvoineen jollakin paikalla valitsee, on tällä paikalla mitattava monia asioita säännöllisesti. Havaintoasemien paikat tulee valita niin, että ne edustavat mahdollisimman laajasti ympäristöään, mutta toisaalta voidaan toki olla erikseen kiinnostuneita erityisen hallanarkojen peltojen tai liukkaiden tienkohtien lämpöoloista. Sään mittausasemia on siis vähän joka lähtöön Ilmatieteen laitoksen ”virallisten” havaintoasemien lisäksi. Näistä varmasti suurin yksittäinen ryhmä ovat ns. tiesääasemat. Toisaalta lentosääasematkin ovat tässä tärkeä oma lukunsa. Tämä pikku blogi ei pysty olemaan tyhjentävä esitys kaikesta sähavaintotoiminnasta, mutta yritän esittää tärkeimpiä säähavaintotoiminnan perusperiaatteita ja sanoisinko yleissivistyksen näkökulmasta.

Systemaattisen säähavaintotoiminan alkusysäykseksi lasketaan yleensä Ranskan laivaston tuhoutuminen myrskyssä Mustalla merellä Krimin sodassa 1800-luvun puolivälissä. Jälkeenpäin havaittiin, että sama myrsky oli liikkunut ensin koko Euroopan yli itään, eli periaatteessa laivastoa olisi voitu varoittaa. Sittemmin erilaisia säähavaintoasemia ja niiden vaatimia tiedonkulkuverkostoja on rakennettu lähes pilvin pimein – mutta esim. vain sinne, missä on ollut asutusta tai minne ylipäätään on päästy sijoittamaan mittareita ja lukemaan niitä säännöllisesti. Automaation myötä on päästy automatisoimaan myös säähavaintotoimintaa. Yksi automaattisten säasemien ja mittalaitteiden kehittämisen ja rakentamisen pioneeri on suomalainen Vaisala Oy. Suurimmat aukot havaintoverkostossa ovat edelleen asumattomat ja alikehittyneet alueet alueet maailmassa: valtameret ja meret yleensä peittävät suurimman osan maapallon pinnasta.

Teknologian kehityksen myötä säähavaintoasemia on monenlaisia. Perinteisillä maanpinnalla sijaitsevilla synop-asemilla sähavainnot tehdään eli mm. tietyt mittarit luetaan ja tiedot lähetetään eteenpäin kolmen tunnin välein, tiettyinä kellonlyömillä kaikialla samaan aikaan. Näin saadaan keskenään vertailukelpoista tietoa ja esim. ilmanpaineen hetkellisiä jakautumakenttiä. On tärkeää, että esim. lämpötila mitataan myös samalla tavalla ja samalta korkeudelta maanpinnasta. Siitä valkoiset mehiläispönttöjä muistutavat kojut mittareiden ympärilla 2 metrin korkeudella. Maanpintaolot eivät  kuitenkaan vielä riitä; sään temmellyksellehän on varattu koko troposfäri. Lämpötilan, kosteuden ja tuulen pystyjakauman selvittämiseksi tietty asemaverkko, edellistä jo huomattavasti harvempi, koostuu asemista, jotkä lähettävät mittalaitteita kohoamaan kaasupallon mukana korkeuksin. Tässä ovat kyseessä radioluotaukset.

1960-luvulta lähtien saataville tulivat sääsatelliittien kuvat, jotka varsinkin valtamerialueilta antoivat tietoa, jota ei muuten olisi saatu. Tänä päivänä käytössä ovat GOES-satelliitit, jotka pysyttelevät akselinsa ympäri pyörivän maapallon suhteen paikallaan eli ovat ns. geostationäärisiä. Meidän eniten hyödyntämämme satelliitti sijaitsee n. 36 000 km sen kohdan yläpuolella, missä Greenwichin nollameridiaani ja päiväntasaaja leikkaavat toisensa. Toinen hyvä ryhmä ovat amerikkalaiset NOAA-satelliitit, jotka puolestaan kiertävät napojen kautta lentokorkeudella, joka on ainoastaan siinä 800-900 km. Näiden datasta ei saa samanlaisia kuvasarja-animaatiota kuin GOES-satelliittien, koska NOAA-satellittien radat sattuvat epäsäännöllisesti niin, että hyödyllinen kuva jostain alueeesta voidaan vastaanottaa. Kuvien erottelutarkkuus eli resoluutio sitä vastoin on ihan eri luokkaa. Auringon paistaessa sopivasti mm. Suomen itäraja näkyy erilaisen metsänhoitotilanteen vuoksi.

Tutkimustyö satelliittitiedon maksimaaliseksi hyödyntämiseksi esim. numeerisissa ilmakehämalleissa jatkuu edelleen, mutta viimeisimpänä tällaisista suurista edistysaskeleista lienee mainitava tutkan käyttäminen sopivan aallonpituuksisena systemaattisten säähavaintojen tekemiseen. Tutka lähettää radioaaltoja, joiden takaisinsironta ilmakehän pilvi- ja sadepisaroista saadaan mitattua. Suuren yleisönkin uusin sään seuraamisen tapa ovat nämä internettiin ja miksei vaikka TV-ruduille jalostetut sadetutkakuvat laitettuna peräkkäin animaatioksi. Tässä yhteydessä tulee mainituksi itse asiassa tutkaakin uudempi sään mittausjärjestelmä: salamanpaikannuslaitteiden verkosto. Kehittyneimpiin sadetutkakuviin on lisätty saman kyseisen kellonajan maan ja pilven välillä iskeneet salamat. Tällä tavoin nähdään, mitkä satavat pilvet myös ukkostavat. Foreca.fi-sivulla, siis samalla kuin mistä tähän blogiinkin pääsee, on tällainen sääpalvelutuote otsikolla Salamatutka.

Sääpalvelua käytettäessä on ensiarvisen tärkeä mieltää se ero, mkä on havaitulla/mitatulla faktalla ja ennusteella, joka on lähtökohtaisesti aina suuntaa antava.

Oheistan linkin Suomen säähavaintoasemiin Ilmatieteen laitoksen osalta. Erikseen ovat toistaiseksi niin tiesää-, kuin lentosääasematkin.

http://ilmatieteenlaitos.fi/havaintoasemat

Kuvan linkki: http://www.google.de/imgres?num=10&hl=de&as_st=y&biw=1280&bih=575&tbs=sur:fc&tbm=isch&tbnid=puK8FcC8iKdT7M:&imgrefurl=http://nopsa.hiit.fi/pmg/viewer/photo.php%3Fid%3D2725199&docid=Z7nzplKBKsntVM&itg=1&imgurl=http://nopsa.hiit.fi/pmg/viewer/images/photo_5682778986_f2daafe42a_t.jpg&w=357&h=500&ei=BEQmUL3bIqTl4QS_6YGgBg&zoom=1&iact=rc&dur=401&sig=109119823667771423385&sqi=2&page=1&tbnh=164&tbnw=118&start=0&ndsp=8&ved=1t:429,r:3,s:0,i:89&tx=54&ty=114

Tiedossa saattaa olla tämän kesän pisin poutainen jakso: ilmiö nimeltä sulkukorkeapaine eli englanniksi blocking high pressure tekee tuloaan Suomen ylle. Kyseessä on siis lähes paikallaan pysyvä tai tässä tapauksessa hitaasti itään etenevä korkeapaine, joka estää matalapaineiden rantautumisen Pohjolaan.

Lomalaisten harmiksi ”blocking” saapuu meille kuukauden liian myöhään. Vaikka korkeapaine tietää näin elokuussakin poutasäätä, pilvisyys saattaa ajoittain olla runsasta. Lisäksi sulkukorkean keskus viivyttelee viikonlopun Suomen länsipuolella, jolloin kuulumme pohjoisen ilmavirtauksen viileään piiriin. Ensi viikon alussa korkeapaine on kuitenkin hivuttautumassa Suomen ylle, jolloin ilmat hieman lämpenevät – noin 20 asteen lukemia on tiedossa ajoittain lähes koko maahan.

Tulossa on siis miellyttävää loppukesän säätä. Poutajakso lienee tervetullut viljelijöille ja tulvista kärsineille alueille. Mikä ettei tavallinen marjanpoimijakin voisi hyödyntää oivalliset keruusäät.

Niin – kauanko se jatkuu? Ennusteet ovat sitä mieltä, että noin viikon. Sulkukorkeapaineiden tiedetään kuitenkin viivytelleen läsnäoloaan ennustettua pitempään. Euroopan ilmanpaineanimaatiosta voit itse seurata tilannetta lähipäivinä.

Ehkä meneillään olevat kesäolympialaiset Lontoossa ovat innoittaneet minua miettimään ennätysten luonnetta säässä. Urheilukilpailuissa tehdään ennätyksiä – määrämuotoisissa kisoissa ja urheilulajeissa. On etukäteen päätetty, mistä kisataan. Jos sadan metrin juoksusta, pitää juosta koko sata metriä. Ei riitä, että juoksee tuon sadan metrin kuluessa vaikka 50 metriä nopeammin kuin kukaan ikinä. Aika otetaan vasta sadan metrin kohdalla, ja sitten joko tuli ennätys tai ei. Joku aina voittaa, muttei tätä tulosta nimitetä kyseisen kilpajuoksutapahtuman ennätykseksi, vaan tuo joku vain voitti tällä kertaa tämän juoksun. Päivänkään kuluessa ei käsittääkseni lasketa, kuka oli paras tai nopein, jotta voitaisiin puhua tuon päivän ennätyksestä. Ei, ennätykset ovat erikseen ja ihan omissa rekistereissään.

Säänkin ennätykset on rekisteröity, mutta sään tapauksessa ennätys-käsite saa turhan kirjavan ja sitä kautta merkitystään menettävän sisällön. Kun säästä tehdään tilastoa, joudutaan ilmaston ja ilmastotieteen (klimatologian) käsitemaailmaan ja tutkimusmenetelmiin. Kuten urheilussakaan, säässä ei siis oikeasti voi ajatella tehtävän ennätyksiä miten vain tai ollaan pian syvällä suossa.

Tämä realisoitui esim.  mitatuissa sademäärissä heinäkuussa, kun kuukautta oli kulunut muistaakseni vasta kymmenkunta päivää. Isojoella oli jo siihen asti kertynyt mahtava yli 200 millimetrin sademäärä. Ennätysmielessä kiinnostavat kuitenkin suurin vuorokausi-, kuukausi- ja vaikkapa vuosisademäärä. Esim. 8 tai 10 päivän aikana kertynyt sademäärä ei siis kuulu kilpailtaviin lajeihin. Sen sijaan: tämän vuoden heinäkuussa yksittäisistä havaintoasemista eniten satoi Karvialla, kuukauden aikana 243 mm. Samalla paikalla mitattiin myös kyseisen kuukauden suurin vuorokautinen sademäärä: 8.7. tuli vettä 96 mm.

”Kaikkien aikojen”, siis säännöllisesti mitatun ajanjakson, Ilmatieteen laitoksen vastuulla oleva ”kuukausisateiden Suomen ennätykset” -ennätysrekisteri kertoo heinäkuussa 1934 mitatun Laukaalla koko kyseisen kuukauden aikana kertyneeksi sademääräksi 302 mm. Se on säätilastollisessa mielessä ennätys, vaikkei sekään kerro mitään siitä, kuinka paljon Suomessa saattoi sataa heinäkuussa vaikka satoja vuosia sitten, jolloin näitä asioita ei ainakaan säännöllisesti mitattu. Edelleen pitää muistaa, että säätilastot tehdään vain havaintoasemien mitatuista arvoista.

Ei siis ole pois suljettua, etteikö vaikka naapuripitäjässä tai vaikka vain vähän matkan päässä sademittarista olisi satanut vielä enemmän. Itse asiassa lienee jopa todennäköistä, että näin on käynyt, koska havaintoasemaverkosto on sittenkin harva. Toinen ennätys: suurin heinäkuuhun sattunut vuorokausisademäärä oli Espoon Lahnuksessa 21.7.1944, 198 mm. Tämä ennätys ei kata vain heinäkuita, vaan se on ylipäätään suurin Suomessa mitattu yhden vuorokauden aikana kertynyt sademäärä.

Sitten sananen ennätys-sanan ”epäilyttävämmästä” käytöstä (tiedän, ettei yleiskielen normeja vastaan ole taistelemista, mutta mennään nyt edes vähän tuulimyllyjä vastaan à la Sancho Panza): ”(Tämän) kesän (tähänastinen) lämpöennätys on 31,0 astetta ja se mitattiin Lieksan Lampelassa 30.7”. Ilmaisun voisi korvata monellakin tavalla, esim: ”Lämpimintä oli…” jne. Erityisesti keväisin, jolloin sää luonnollisesti pikku hiljaa lämpenee, tällainen ”tähänastisten lämpöennätysten” metsästys ja uutisointi vievät ajatuksia jopa kokonaan toisaalle kuin mikä ennätysten maailma oikeasti on. Sama koskee ”talven pakkasennätyksiä”.

Sää- ja  ilmastokisassa on oikeasti selvät lajit, kuten vaikka vuorokausi-, kuukausi-, vuosi- ja ”kaikkien aikojen” keski- ja ääriarvot.

Sade-ennätyksiä: http://ilmatieteenlaitos.fi/sade-ennatyksia

Kuvan linkki: http://de.fotopedia.com/items/flickr-253527065