Säämallin alkutila

Numeerinen säämalli tarvitsee ennusteajoa varten alkutilan, joka on mahdollisimman tarkka kuvaus ilmakehän sekä maan- ja merenpinnan tilasta. Jotta mallin avulla lasketusta ennusteesta tulisi tarkka, on saatava havaintoja paikallisesta säätilasta, kuten vesistöjen ympärille syntyvistä pilvistä.  Myös esimerkiksi tuuli käyttäytyy eri tavoin ihmisen korkeudella tai 10 ja 100 metrin korkeudessa. Havaintoja saadaan perinteisiltä sääasemilta, mutta BCDC Sää pyrkii kehittämään mallien alkutilan määrittämisessä toistaiseksi vähemmän hyödynnettyjä säätutka- ja satelliittihavaintomenetelmiä.

Kasvavat laskentaresurssit ovat viime vuosina mahdollistaneet tarkan, kilometriskaalaisen sääennustusmallien hyödyntämisen. Perinteisten SYNOP ja TEMP -sääasemaverkostojen tiheys ei kuitenkaan yksistään ole riittävä tuottamaan havaintotietoa pienen mittakaavan sääilmiöistä. Siksi tarkan erotuskyvyn kaukokartoitushavaintojen rooli korostuu. BCDC Sää -ryhmän tutkimustyö keskittyy havaintoihin, joita ei toistaiseksi hyödynnetä laajasti käytännön säämallitoiminnassa, mutta joiden avulla on mahdollista parantaa mallin alkutilaa tuuli- ja aurinkoenergian tuotantoennusteiden kannalta.

Sadealueista tuulitietoa

Ilmatieteenlaitoksen säätutkaverkko seuraa sadealueita ja niiden liikkeitä. Tutkien lähettämän ja vastaanottaman signaalin Doppler-ominaisuuden avulla sadealueista saadaan myös tuulitietoa. BCDC Sää -työryhmän tavoitteena on hyödyntää tutkan tuottamaa tuulitietoa ja ns. tutkaheijastuvuutta eli sadetietoa mallin alkutilaa määrittäessä. Alkutilan kehittymisen odotetaan parantavan sekä tuuli- että pilvisyysennustetta lyhyessä 1-2 vuorokauden aikaskaalassa.

Kuvassa Sami Niemelä ja Anders Lindfors, kuva Kati Leinonen.

 

Toisin kuin säätutkasta, satelliitti-instrumenteista voidaan saada tuulitietoa myös sateettomissa tilanteissa. Satelliiteilla havaittavien pilvien liikettä seuraamalla voidaan määrittää ns. ilmakehän liikevektorit. Geostationaarisista sääsatelliiteista saatavaa liikevektoridataa on laajasti hyödynnetty erityisesti tropiikin ja keskileveysasteiden alueilla. Nämä satelliitit eivät kuitenkaan tuota luotettavia liikevektoreita pohjoisille leveysasteille, kuten Suomeen. BCDC Sää -tutkimusryhmä selvittääkin, kuinka hyvin napa-alueita kiertävistä satelliiteista voidaan saada liikevektoridataa ja kuinka dataa voidaan hyödyntää mallin alkutilaa määrittäessä.

 

Pilvisyys on aurinkoenergiantuotannon kannalta keskeisin ennustettava meteorologinen suure. Nykyiset säämallit hyödyntävät satelliittihavainnoista johdettuja lämpötila- ja kosteusprofiileja. Satelliittihavaintojen tuottamaa pilvitietoa ei kuitenkaan hyödynnetä suoraan kovinkaan laajasti. BCDC Sää -työryhmä pyrkii edistämään ns. pilvimaskidatan käyttöä. Pilvitiedolla pyritään parantamaan mallin kosteuden alkutilaa siten, että mallinnetun ilmakehän termodynaaminen tasapaino säilyy. Tämän seurauksena mallin avulla voi paremmin ennustaa pilvisyyttä ensimmäisen vuorokauden aikana.