Olen ollut aktiivisesti mukana Suomen säävaroitusten kehittämisessä useita vuosia ja matkan varrella on osunut eteen jos jonkinlaista varoituksiin liittyvää letkautusta. Koostin alle mehukkaimmat myytit ja niiden murtoon tarvittavat faktat.

Myytti 1: Varoituksista ei ole mitään hyötyä - sähköt katkeavat joka tapauksessa

Murto 1: Kukaan ei tietysti pysty kehittämään varoituksia, joiden avulla hongat saataisiin pysymään juurillaan. Säävaroittamisen yksi perusideoista on sen sijaan varautumisen tason kohottaminen sekä sitä kautta pyrkimys toipua haitallisesta tilanteesta mahdollisimman nopeasti. Esimerkiksi sähköyhtiöillä nopeasti tapahtuva vikakorjaus vähentää suoraan ja tuntuvasti sähkökatkoista asiakkaille maksettavia korvauksia (yhtiöiden saama hyöty) sekä asiakkaiden kokemaa haittaa (asiakkaiden saama hyöty).

Ilmatieteen laitos tiedottaa yhteiskunnan perustoiminnoista vastaavia viranomaisia ja elinkeinoelämää etukäteen vaarallisista säätilanteista. Tämän kohderyhmän näkemyksiä tiedottamisesta on kartoitettu systemaattisesti vuodesta 2007 alkaen. Asiakaskyselyistä on tullut ilmi, kuinka tehokkaalla tavalla tiedotteiden käyttäjät varautuvat lähestyviin myrskyihin ja rajuilmoihin. Maininnan arvoista on esimerkiksi se, että vuoden 2014 kyselyssä ainoastaan pari prosenttia vastaajista arvioi, ettei varoituksilla ja tiedotteilla ole minkäänlaista vaikutusta yhteiskunnan toipumiseen haitallisista säätilanteista. Etukäteistiedottamisen hyödyllisyys sai vastaajilta arvosanan 4,5 asteikolla 1-5. Tämä on iso naula ensimmäisen myytin arkkuun. Yksittäiset kansalaiset eivät sen sijaan näytä ymmärtävän, minkälaista hyötyä varoituksista tulee aivan huomaamatta "konepellin" alla. Veikkaisin, että yllätys olisi huiman kylmäävä, jos pari Tapania ja Einoa päästettäisiin valloilleen ilman etukäteisvarautumista.

Myytti 2: Varoituksilla holhotaan ihmisiä ja lisätään uusavuttomuutta

Murto 2: Pitäisin tätä väitettä äkkivääränä heittona. Tällä hetkellä varoitukset eivät itsessään sisällä minkäänlaisia toimenpidekehotuksia. Varoitusten yksi perustehtävä on lisätä suuren yleisön tietoisuutta lähestyvistä mahdollisesti haitallisista tai vaarallisista säätilanteista. Varsinaiset toimenpiteet jäävät kunkin omaan tilannekohtaiseen harkintaan.

Ääritilanteet ovat osoittaneet, etteivät mattimeikäläiset yleensä osaa toimia tolkullisella tavalla sään aiheuttamissa vaaratilanteissa. Suomessa pahin viime vuosien esimerkki tästä oli Sonisphereen 2010 osunut syöksyvirtaus. Suurin osa meistä ei ikinä joudu todistamaan myrskypuuskien voimalla puhaltavaa syöksyvirtausta eikä osaa edes kuvitella, mitä sen aikana tapahtuu tai miltä tilanne tuntuu. Niinpä Sonispheressäkin ihmisiä siirtyi massoittain suojaan huteriin kaljatelttoihin. Kaikkein absurdeinta tilanteessa oli, että porukka jurotti teltoissa, vaikka näki lyhyen matkan päässä tuulen retuuttavan ilmassa yhtä myyntikojuista. Tämäntapaisten esimerkkien valossa voisi jopa olla perusteltua liittää ääritilanteissa toimintaohjeita varoitusten kylkeen.

Myytti 3: Äärilämpötiloihin ja liukkaaseen jalankulkukeliin liittyvät varoitukset ovat turhaa pelottelua

Murto 3: Hellevaroitukset ovat heti käyttöönoton jälkeen aiheuttaneet rutkasti mielipahaa kansalaisten keskuudessa. On jopa hieman huvittavaa, kuinka henkilökohtaisesti osa ihmisistä on ottanut hellevaroitukset. Ilmatieteen laitokselta on muun muassa kysytty, miksi yritätte estää nauttimasta kesästä ja menemästä rannalle. Ensinnäkin, tämänkään varoituksen yhteydessä ei ole kehotettu ihmisiä rajoittamaan tekemisiään mitenkään. Sen sijaan varoituksessa mainitaan sana riskiryhmä. Tämän pitäisi kaiken järjen mukaan kertoa, että varoituksen kohderyhmään ei kuulu perusterve suomalainen. Vielä tähän päivään mennessä en ole kuullut riskiryhmiin kuuluvilta moitteen sanaa hellevaroituksista. Kyseessä on siis ennen hellejakson alkua riskiryhmille tapahtuva kädenojennus, minkä avulla suunnitteluaikaa helteeltä suojautumiseen jää päivä tai pari.

Mitä tulee jalankulkukeleihin, kehotan tutustumaan esimerkiksi lonkkamurtumien hoitokuluihin (TTL). Kuka ilmoittautuu vastustamaan ajatusta, että edes 100 lonkanmurskaustilannetta vältetään vuosittain? Ja myönnän - ihmisiä kaatuu ja lonkkia pirstoutuu joka tapauksessa, vaikka kuinka varoitettaisiin. Mutta eikö tässä taloustilanteessa muutama miljoona euroa ole ihan kelpo säästö?

Myytti 4: Varoituksia on liikaa eikä kukaan enää jaksa kiinnittää niihin huomiota

Murto 4: Täytyy heti alkuun rehellisesti myöntää, että tätä on vaikea murtaa. Kyseessä on aito huoli ja tärkeä tasapainottelukysymys. Kumpikaan ääripää, runsas ali- tai ylivaroittaminen, ei ole tavoiteltava tila. Jotta varoitusinformaatio olisi aiempaa paremmin jäsenneltävissä, monissa Euroopan on otettu käyttöön varoitusten vaaratasot. Tällä tavoin marginaalisesti vaaralliset tilanteet erottuvat selvästi erittäin vaarallisista tilanteista. Vaaratasojen avulla varoitusten käyttäjien on helpompi varautua tilanteisiin oikealla vakavuudella. Keltaisia varoituksia näkee usein, mutta oransseja ja punaisia melko harvoin - jälkimmäisten kohdalla onkin hyvä pysähtyä miettimään toviksi omaa varautumistaan. Vaaratasojen käyttö on tuore asia eikä vielä yleisesti omaksuttua suuren yleisön keskuudessa, joten ajan on hyvä antaa ensin kulua. Niin tai näin, kaikkien varoituksia antavien tahojen on syytä seurata varoitusten uskottavuutta sekä mahdollista inflatoitumista ja reagoida tarpeen mukaan.

Myytti 5: Varoitukset menevät lähes aina pieleen

Murto 5: Samaa sanotaan sääennusteista. Väite liittyy aivan olennaisesti nykyihmisten loppumattomaan tahtoon kontrolloida elämäänsä sekä arvaamattomuuden olemattomaan sietokykyyn. Sää on yksi saareke edellä mainitun aitauksen ulkopuolella ja on siksi omiaan ärsyttämään useimpia meistä toistuvasti. Fakta kuitenkin on, että sään ennustaminen ja siitä varoittaminen on nyt ja jatkossakin peliä todennäköisyyksien kanssa. Täyttä varmuutta ei ole eikä tule, piste.

Lähivuorokausien ennusteita ja varoituksia seuraamalla voi kuitenkin todeta, että osumatarkkuus on pitkällä aikavälillä melko hyvä. Äärevimpiin säätilanteisiin pätee erityinen haaste meteorologeille: niiden yhteydessä pitäisi uskaltaa ennustaa sellaista, joka tapahtuu harvoin tai ääritapauksessa ensimmäistä ja viimeistä kertaa työuran aikana. Viimeisen 10-15 vuoden aikana varoituksilla on kuitenkin onnistuttu napsimaan kiinni valtaosa merkittävästi Suomea kurittaneista myrskyistä tai rajuilmoista. Tilanteesta toiseen on kuitenkin huomattava, että varoitusalueilla on aina vyöhykkeitä, joiden asukkaat voivat kokea tilanteen ennakoitua voimakkaampana tai heikompana. Tätä tapahtuu etenkin kesäisin pienialaisten ja nopeasti kehittyvien ukkoskuurojen yhteydessä.

Myytti 6: Varoitukset ovat Ilmatieteen laitoksen keino pysyä väkisin julkisuudessa

Murto 6: Varoituksilla ei yksinkertaisesti ole varaa jekkuilla tai pelata millään tavalla. Tilanteesta toiseen meteorologit arvioivat parhaansa mukaan lähestyvään säähän liittyviä uhkia ja vaaratekijöitä. Tehdyn analyysin perusteella laaditaan varoitukset, joilla on tarkasti määritelty muoto ja sisältö. Näillä asioilla ei siis kikkailla tai yritetä ansaita julkisuuspisteitä.

Viime vuosina sääaiheet ovat nousseet mediassa erittäin suureen huomioon. Tämän taustalla on epäilemättä ns. klikkijournalismi. Mediataloissa on siis huomattu, että sääuutiset saavat viikosta toiseen runsaasti klikkauksia. Meteorologien näkökulmasta ei-toivottu seuraus on ollut otsikoiden virittely entistä klikattavampaan muotoon. Mega-, super- ja hyper-etuliitteet tavanomaisissa tilanteissa inflatoivat varoitusten tehoa ja sysäävät viestintuojan epäsuotuisaan valoon. Tulkinta voi helposti olla, että Ilmatieteen laitos haluaa keinolla millä hyvänsä pysyä esillä mediassa. Mikäli säälööpit ärsyttävät, kehotan surffaamaan sylttytehtaalle ja tarkkailemaan varoituksia virkamiesmäisen värittymättömästi suoraan Ilmatieteen laitoksen verkkosivuilta.

Myytti 7: Varoitusten laadintaan ei ole järkevää käyttää ihmisiä, vaan kone voisi tehdä sen helposti

Murto 7: Kone voisi ihan helposti hoitaa varoittamistakin, ainakin joihinkin sääilmiöihin liittyen. Täysin toinen kysymys on, olisiko tämä päätös eettisesti kestävä. Varoittamisessa on siirrytty ja siirrytään yhä enemmän kohti vaikutusten arviointia, mikä edellyttää entistä monimutkaisempaa tietojen yhdistelyä ja tulkintaa. Tämä työ on helppoa ihmiselle, mutta vaikeaa koneelle. Ihminen voi mukauttaa omaa toimintaansa ja datojen hyödyntämistä tilanteen mukaan, mihin kone ei helposti kykene. Lisäksi tosielämän tapauksista tiedetään, että ääritilanteissa numeeristen ennustemallien harhailut tulevat aika-ajoin kärjekkäästi esiin. Näissä tilanteissa olisi moraalitonta laittaa kone ratkomaan turvallisuuspähkinää, joka ei ole helposti puettavissa kaikessa monimutkaisuudessaan algoritmin muotoon. Tuorein tähän kategoriaan kuulunut tilanne sattui kevään 2015 Lyyli-myrskyn aikana, kun valtaosa ennustemalleista oli täysin kujalla.

Automatisaatio on tullut jo ajat sitten sääpalvelutuotannon arkeen ja ottaa tulevina vuosina yhä enemmän tilaa. Tämä muutos on alkanut ns. päivittäisestä yleissäästä, jossa ainakin tiettyjen ennusteparametrien suhteen on saavutettu jo melko hyvä laatutaso aiheuttamatta poskettomia sääturvallisuusriskejä.

Myytti 8: Jatkuvalla varoittamisella pyritään osoittamaan, että ilmastonmuutos on totta

Murto 8: Viittaan myyttiin 6. Säävaroituksien antamiseen on olemassa selvät kriteerit eikä tähän kriteeristöön kuulu mitään ilmastonmuutoslisätekijää. Mahdollisimman monen varoituksen kriteerit on pyritty asettamaan todettujen vaikutusten perusteella. Esimerkiksi sadevaroitusten vaaratasorajojen takana ovat kokemukset menneistä rankkasadetilanteista sekä tiedot hulevesimitoituksista kaupunkialueilla. Vaaratasojen rajat eivät ole kiveen hakattuja eli, jos yhden ja saman tapahtuman vaikuttavuus muuttuu, myös vaaratasojen tulee muuttua vastaavasti. Mielestäni tämä myytti on lähinnä yksi värittynyt ilmentymä ylikuumenneesta ilmastonmuutoskeskustelusta, jossa kaivetaan surutta esiin kaikki kortit salaliitto- ja manipulaatiokortti mukaan lukien.

Marraskuun 2012 Antti-myrskyn jälkeen alkoi liki vuoden mittainen jakso, jonka aikana myrskyisyys Suomen merialueilla oli lähes olematonta. Lokakuussa alkoi kuitenkin tapahtua Pohjois-Atlantilla, ja voimakkaat länsivirtaukset ottivat suursäätilan haltuunsa. Esimakua myrskysyksystä antoi lokakuun lopun Simone-hirmumyrsky läntisessä Euroopassa. Se puhalteli muun muassa Tanskassa mittareihin maan ennätyslukemat. Kuten edellisessä blogimerkinnässä kirjoittelin, Simone ohitti Suomen lähes täysin, mutta aiheutti vahinkoja esimerkiksi Etelä-Skandinaviassa ja Baltiassa.

Tästä linkistä aukeava animaatio (koko noin 11 Mb) summaa lähes kahden kuukauden mittaisen jakson tapahtumat ylätroposfäärissä, vajaan 10 kilometrin korkeudella. Animaatio juoksee nopeasti eikä siinä ehdi juuri kiinnittää yksikohtiin huomiota. Sen sijaan silmiin pistävää on lähes jatkuva voimakkaiden suihkuvirtausten marssi Atlantin yli Eurooppaan. Nämä näkyvät punaisina ja violetteina vyöhykkeinä, jotka liikkuvat lännestä itään. Käytännössä nämä värit kuvastavat alueita, joilla tuulennopeus on 70 m/s (250 km/h) tai enemmän. Lisäksi huomionarvoista on virtauskentän itä-länsisuuntaisuus, mikä tulee ilmi mustien käyrien ”pyrkimyksenä” olla leveyspiirien suuntaisia. Käyrissä näkyy aaltoja (yläsolia ja –selänteitä), jotka etenevät niin ikään lännestä itään. Yleensä kahden kuukauden jakson aikana tapahtuu niin, että aallot kasvavat jossain vaiheessa suuriksi ja rikkovat siistin lännestä itään suuntautuvan yhtenäisen virtauksen. Edellisten kahden kuukauden aikana näin ei ole juuri tapahtunut, pois lukien hyvin lyhyet jaksot mm. Eino-myrskyn jälkeen.

Mikäli suursäätila säilyy animaatiossa nähdyn kaltaisena, ylävirtauksessa olevien aaltojen ja voimakkaiden suihkuvirtausten yhteydessä esiintyy toistuvasti jopa räjähdysmäisen nopeaa myrskymatalapaineiden muodostumista. Jos aallot eivät riko voimakasta läntistä virtausta edes itäisen Euroopan ja Venäjän alueella, voimakkaat suihkuvirtausalueet ja terävät yläsolat pääsevät kulkemaan myös Fennoskandian yli. Tällöin meidän alue ei enää olekaan matalapaineiden hautausmaa, vaan osa matalapaineista voi olla jopa voimakkaimmassa vaiheessaan Suomea ylittäessään. Keskimäärin Atlantin myrskyradan matalapaineet saavuttavat huippuintensiteettinsä hyvissä ajoin Suomen länsipuolella - yleensä jo keskellä Atlanttia.

Marraskuun puolivälistä joulukuun puoliväliin ulottuvalla aikajaksolla ylätroposfääri on ollut yläselänteen vaikutuspiirissä Euroopan läntisimmissä osissa. Euroopan itäisin ja pohjoisin osa on puolestaan ollut yläsolan aluetta. Asetelma tulee hyvin esiin 300 hPa:n korkeuskentän anomaliasta. Sama näkyy luonnollisesti myös ilmanpaineen ja tuulten anomaliakartoissa. Läntisessä tuulikomponentissa on melkoinen positiivinen poikkeama Islannista Fennoskandiaan ulottuvalla alueella. Lisäksi ilmanpaine on ollut Brittein saarten tienoilla hulppeasti keskimääräisen yläpuolella, kun taas Venäjällä ilmanpaine on ollut keskimääräistä alempi. Asetelma on näin ollen ollut erityisen otollinen lännestä tai länsiluoteesta saapuville säähäiriöille. Se miksi suursäätila on asettunut näin pitkäksi aika edellä kuvattuun kuoppaan, ei selviä tässä pintaraapaisussa eikä välttämättä selviäisi perusteellisessa tutkimuksessakaan.

Vertaillaanpa seuraavaksi neljää myrskytilannetta keskenään. Alla oleviin kahteen kuvapaneeliin on koottu Tapani-, Eino-, Oskari- ja Seija-myrskyjen sääkartat tapahtumapäivältä ja kahdelta edeltävältä päivältä. Ylemmässä kuvapaneelissa on esitetty samoja ylätroposfäärin tilasta kertovia kuvia kuin edeltävässä animaatiossa. Kaikille tilanteille yhteistä näyttää olevan, että kartta-alueen virtauskenttä on korostuneen läntinen ja myrskykeskuksen saapumiseen liittyy voimakas läntinen tai luoteinen ylätroposfäärin suihkuvirtaus. Yleisin tilanne näyttää olevan, että myrskykeskus (punainen M-kirjain) kehittyy suihkuvirtauksen vasemmalla jarruuntumisalueella ja terävöityvän yläsolan edessä. Seijan tapauksessa kehityksen alkuvaiheet tapahtuivat kuitenkin oikealla kiihdytysalueella ja lisäpotkua pintamatalapaineen kehitykseen toi lännestä saapunut yläsola. Lisäksi joskus näyttää käyvän niin, että jo tapahtumaa edeltävänä päivänä maamme yli liikkuu voimakas suihkuvirtaus, jota seuraa nopeassa tahdissa toinen. Näin kävi ainakin Einon ja Seijan tapauksissa.

Toisessa kuvapaneelissa nähdään 850 hPa:n ekvivalentti potentiaalilämpötilan ja ilmanpaineen kehitys em. myrskyjen yhteydessä. Se osoittaa selvästi, että Tapani-myrsky saapui meille hyvin kaukaa lännestä ja oli jo keskellä Atlanttia melko voimakas. Eino-myrskyn kahden vuorokauden reitti on Tapania lyhyempi, mutta liikerata on Tapanin tavoin jokseenkin itä-länsisuuntainen. Sen sijaan Oskari saapui meille länsiluoteesta ja sai alkunsa Grönlannin itärannikon tienoilta. Seija-myrsky poikkeaa muista kolmesta siten, että se voimistui myrskyksi kaikkein lähimpänä Norjan rannikkoa. Myrskyn siemenenä toiminut osakeskus myös kaarsi lounaasta kohti Fennoskandiaa. Näistä neljästä myrskystä Seija saattoi siis olla Suomeen saapuessaan lähimpänä maksimi-intensiteettiään.

Helposti luulisi, että myrskyjen voimakkuuden vertailu on yksinkertaista, mutta tämä syystalvi on osoittanut, ettei asia ole niin. Vertailua voi tehdä lukuisilla eri tavoilla ja kaiken kukkuraksi on vielä pidettävä mielessä alueelliset erot. Syystalven 2013 kolme myrskyä osuivat kaikki maan etelä- ja keskiosaan, mutta pahimmat vahinkoalueet poikkesivat toisistaan. Eino kaatoi metsää erityisesti Järvi-Suomen alueella, Oskari Salpausselän tienoilla ja sen eteläpuolella ja Seija maan lounaisosassa. Lehtienpalstoilta on saanut lukea huutelua maakunnista toisiin ja jonkinasteista väittelyä voimakkaimman myrskyn nimestä. Jälkikäteen on voinut todeta, että kommentoijat ovat olleet oikeassa oman maakuntansa kohdalla.

Jos myrskyt halutaan kaikista vaikeuksista huolimatta ”ränkätä”, katsantotavan pitää olla valtakunnallinen ja monitahoinen. Alla olevaan taulukkoon on koottu edellä käsiteltyihin neljään myrskyyn liittyvää numerotietoa. Näiden tietojen perusteella vaikuttaa selvältä, että listan kärkeen menee selvällä erolla muihin joulukuun 2011 Tapani-myrsky. Sitä seuraavat lähes tasavahvoina Eino ja Seija. Näin ollen Oskari jää listan neljänneksi.

Taulukossa meteorologin silmiin pistää erityisesti sekoittuneen kerroksen paksuudet. Kaikissa tilanteissa tuulisimman alueen rajakerros on ollut yli kilometrin korkuinen. Einon tapauksessa se oli jopa huimat 1800 metriä. Huomionarvoisia ovat myös rajakerroksen huipun tuulennopeus sekä suihkuvirtausten tuulennopeudet. Nämä ovat olleet luokkaa 30-35 m/s ja 60-85 m/s jokaisessa myrskyssä. Vertailussa suurimpiin maapinnalla mitattuihin puuskiin, nähdään, että rajakerroksen tuulimaksimi ja puuskamaksimi ovat paikoin hyvinkin lähellä toisiaan.

On mahdollista, että pelkästään meteorologisin perustein tarkasteltuna listan kakkostila kuuluisi Seijalle, mutta vaikutusnäkökulmasta taas Eino saattaa suuremman alueellisen kattavuuden, pitkäkestoisten sähkökatkojen laajuuden ja kaatuneen puun määrällä mitattuna ajaa Seijan ohi. Loppujen lopuksi, näistä listoista ei kuitenkaan ole juuri muuta hyötyä kuin se, että tulevien myrskyjen voimaa ja vaikutuksia on helpompi kuvailla, kun antaa esimerkeiksi kaikkien tuntemia ja muistamia tapauksia. Oheinen taulukko olkoon myös muistutuksena siitä, kuinka monella tavalla myrskyjä voidaan vertailla.

Sen sijaan, että tarkastellaan tuhansia luotauksia yhtenä kokonaisuutena, on myös mielenkiintoista poimia joukosta kaikkein ”mehevimmät” tapaukset ja tarkastella niitä omana kokonaisuutenaan. Neljäosaisen pöytälaatikkotutkimuksen kolmanteen lukuun olenkin koostanut Suomen luotausasemien havaintosarjoista eri parametrien ennätyslistat sekä joukon havaintoja, joita kutsun tästä eteenpäin iltapäivälehtimäisesti superluotauksiksi. Olen määritellyt superluotaukseksi mittauksen, jossa seuraavat ehdot täyttyvät:

1.       Alimman 500 metrin keskimääräinen vesihöyryn sekoitussuhde on vähintään 11 g/kg

2.       850 ja 500 hPa:n painepintojen välinen lämpötilavähete on vähintään 7 K/km

3.       Pinnan ja 500 hPa:n välinen tuuliväänne on vähintään 15 m/s

Kannattaa huomata, että edelleenkin tarkastelusta puuttuu kolmas syvän kostean konvektion ainesosa eli kehityksen laukaiseva tekijä. Niinpä superluotauspäivät ovat saattaneet olla maassamme vesisateen sävyttämiä kosteanhiostavia kesäpäiviä ilman sen suurempaa ukkosiin liittyvää dramatiikkaa. Yllä asetettuihin ehtoihin ei myöskään liity pitkälle vietyjä tieteellisiä perusteluja. Tämäntapainen tarkastelu lienee silti mielekästä tehdä, koska yo. ehdot täyttävissä tilanteissa ovat aina läsnä ilmiselvät vaaraa aiheuttavan sään episodin ainekset.  Jäljempänä ruodin myös superluotauksiin liittyneitä synoptisia tilanteita. Tällä tavoin voi saada karkealla tasolla käsityksen, miten ”katastrofin” ainekset löytävät toisensa.

Kesä 2010 jyrää ranking-listoilla

Kun 50 vuoden kotimainen luotausaineisto laitetaan järjestykseen 850 hPa:n lämpötilan (”ilmamassan lämpötila”) perusteella, saadaan alla oleva lista. Siitä nähdään välittömästi kesän 2010 korostunut asema. Viime kesänä rikottiin ensimmäistä kertaa Suomen asemilla +20 asteen haamuraja, ja Suomen ennätystä pitää hallussaan Jyväskylä  8. elokuuta mitatulla  +20,7C lukemallaan. Kahden kymmenen kuumimman listalta selviää myös, että muun muassa kesinä 1970, 1983, 1992 ja 2008 meillä on vieraillut erittäin kuumia ilmamassoja.

Pvm                    Klo                      T850                    Asema

8.8.2010            0600                    20,7                     Jyväskylä

8.8.2010            1200                    20,5                     Jokioinen

8.8.2010            0000                    20,3                     Jokioinen

29.7.2010          0600                    20,2                     Jyväskylä

12.8.1992          0000                    19,9                     Sodankylä

30.7.2010          0000                    19,8                     Sodankylä

8.8.2010            1800                    19,6                     Jyväskylä

11.8.1992          1200                    19,5                     Jokioinen

3.7.2008            0000                    19,4                     Sodankylä

26.6.2009          0000                    19,2                     Sodankylä

Alatroposfäärin kosteuden ranking-listalla komeilee niin ikään monta kesän 2010 luotausta. Kärkisijan vie kuitenkin vuosisadan ukkoskesän, 1972 mittaus Sodankylästä. Tuolloin vesihöyryn sekoitussuhde oli alimmassa puolessa kilometrissä huikeat 15,6 g/kg. Hulppeita kosteusmääriä on mitattu myös kesien 1970, 1988, 1991 ja 2003 aikana.

Pvm                    Klo                      Kosteus             Asema

13.7.1972          1200                    15,6                     Sodankylä

16.7.2010          0000                    15,0                     Jokioinen

7.8.2010            1800                    14,9                     Jyväskylä

28.7.2003          1800                    14,9                     Jyväskylä

17.7.1988          0000                    14,7                     Jokioinen

1.8.1961            1200                    14,6                     Jokioinen

16.7.2010          0600                    14,5                     Jyväskylä

17.7.2001          1800                    14,3                     Jyväskylä

8.8.2010            1200                    14,2                     Jokioinen

8.8.2010            0600                    14,1                     Jyväskylä

Kolmas ranking-lista käsittää tuuliväännejärjestyksessä luotaukset, joissa alimmassa puolessa kilometrissä on ollut kosteutta vähintään 12 g/kg. Jotta tapaus on päässyt top20-listalle, maanpinnan ja 500 hPa:n välisen väänteen on täytynyt olla vähintään 19,6 m/s. ”Dynaamisimmat” ympäristöt ovat tarjoilleet jopa yli 25 m/s tuuliväänteitä. Listalla on varsin mielenkiintoisia päiviä, sillä 6.7.1999 havaittiin jättirakeita, 20.8.2004 esiintyi Kontiolahdella F2-luokan trombi, 5.7.2002 maan itäosassa jyräsi ensimmäinen Suomessa vahvistettu syöksyvirtausparvi ja 29.7.2010 maan keskiosaa höykytti Asta-rajuilma, joka sekin täytti syöksyvirtausparven määritelmän.

Pvm                    Klo                      Tuuliväänne    Asema

17.8.2007          0000                    27,5                     Jokioinen

23.6.2006          0600                    26,2                     Jyväskylä

20.8.2004          0000                    26,0                     Jokioinen

19.7.1970          1200                    25,9                     Jyväskylä

5.7.2002            1200                    24,9                     Sodankylä

18.8.2008          0000                    24,5                     Jokioinen

19.7.1970          1200                    24,2                     Jokioinen

22.7.2010          1800                    23,6                     Jyväskylä

29.7.2010          1800                    22,5                     Jyväskylä

6.7.1999            1200                    22,0                     Jokioinen

Ennen kesää 2010 superluotauksia kesinä 1998 ja 1999

Edellä esitetyn superluotauksen ehdot (7 K/km, 11 g/kg, 15 m/s) täyttäviä kandidaatteja löytyi koko luotausaineistosta ainoastaan 20 kappaletta. Jälleen kerran kesä 2010 hypähtää listalta esiin, sillä 20 luotauksesta peräti puolet on peräisin heinä-elokuulta 2010. Kaiken kaikkiaan luotaukset voidaan ryhmitellä tapauksiin, jolloin päädytään seuraavaan kahdeksaan episodiin (suluissa merkittävät tapahtumat):

1.       19.-20.7.1970

2.       9.7.1972 (Puumalan rajuilma, derecho-kandidaatti)

3.       9.8.1972

4.       15.-16.6.1998 (Iitin trombi)

5.       26.6.1999

6.       25.-26.7.2010 (rajua ukkosta)

7.       28.-30.7.2010 (Asta, derecho)

8.       8.8.2010 (Sylvi-rajuilma ja jättirakeet)

Tarkastelu osoittaa siis selvästi sekä viime kesän että ylipäätään superluotausten harvinaislaatuisuuden. Jotta asia tulisi konkreettisemmaksi, alla on luotausdiagrammilla esitettynä muutamia ehdot täyttäviä luotauksia. Ensimmäiset kaksi esimerkkiä (8.8.2010 ja 26.6.1999)kuvaavat äärimmäisen ”räjähdysherkkää” iltapäivän tilannetta. Kuten näin kuumissa ilmamassoissa yleensä on, tilanne on melko vahvasti tulpattu johtuen kaakosta saapuneesta ”koholla olevasta” hyvin sekoittuneesta ilmakerroksesta. Lopulta käynnistävän tekijän vahvuus määrittelee sen, lähteekö patoutunut potentiaalienergia muuttumaan liikkuvampaan muotoon.

Esimerkki vuodelta 1998 tuo karulla tavalla ilmi tämän työmenetelmän heikon kohdan. Rajakerros saattaa olla äärimmäisen stabiili, jolloin ainoa keino purkaa potentiaalienergiaa on kohokonvektio. Kyseisessä esimerkissä rajakerroksen kostean kerroksen yläreunasta kohotetuille ilmapaketeille konvektiivinen esto on huomattava. Kuitenkin, mikäli esto on voitettavissa, noin 2 kilometristä ylöspäin ukkospilvet nousisivat taivaalle raketin tavalla. Kyseinen termodynaaminen asetelma tekee trombien esiintymisen mahdottomaksi ja laskee syöksyvirtausriskinkin vähäiseksi.

Mitä opimme tästä?

Kotimaisen noin 50 vuotta käsittävän, tuhansia mittauksia sisältävän luotausaineiston perusteella voidaan todeta, että vain parissa kymmenessä tilanteessa alimman puolen kilometrin kerroksessa kosteutta on ollut yli 13,5 g/kg ja 850 hPa:n lämpötila on ylittänyt +18 astetta. Suuren kosteuden tilanteissa (>12 g/kg) 850 hPa:n 500 hPa:n välinen lämpötilavähete on harvinaisen suuri, jos se ylittää 6,8 K/km. Vastaavasti maanpinnan ja 500 hPa:n välinen tuuliväänne on harvinainen, jos se on kosteassa luotauksessa yli 20 m/s.

Jos luotausaineisto pengotaan edellä esitettyjen parametrien ehdoilla >7 K/km, > 11 g/kg ja > 15 m/s, saadaan erilleen superluotausten populaatio. Näissä tapauksissa ruuti on todella kuivaa ja useimmiten tuulista, ja ”katastrofi” jää kiinni ainoastaan siitä, onko käynnistävä tekijä riittävän voimakas. Ehdot täyttäviä luotauksia löytyi aineistosta ainoastaan 20 kappaletta, joista peräti 10 havaittiin kesällä 2010. Tämä korostaa kesän 2010 poikkeuksellisuutta sekä sitä faktaa, että rajuimmat vaaraa aiheuttavan konvektion ainesosien kohtaamiset ovat maassamme erittäin harvinaisia.

Superluotauksiin liittyvät säätilanteet ovat synoptisesta näkökulmasta jopa hämmentävän samankaltaisia. Tästä lisää seuraavassa luvussa.

Luotauksia käsittelevän pöytälaatikkotutkimuksen toisessa tarkastelen Suomen kolmen luotausaseman havaintohistoriaa ”haulikkograafien” avulla. Tarkastelussa on lukuisia instabiilisuuden, alatroposfäärin kosteuden, tuuliväänteen ja muiden parametrien yhdistelmiä (pitäen toki pääpainon syvän kostean konvektion ainesosissa). Tällä tavoin ykkösluvun pintaraapaisuun saadaan huomattavasti lisää syvyyttä. Jos ykkösluku jäi lukematta, kannattaa kuitenkin perehtyä luvun alkupuolella esitettyyn motivaatio- ja työmenetelmäosaan.

Instabiilisuus ja kosteus harvoin saman taivaan alla

Koska pääasiallinen mielenkiinto kohdistuu syvän kostean konvektion ainesosiin, tämän luvun perusgraafi on alla oleva ”haulisarja”. Siinä on esitetty kaikkien kolmen aseman kesä-elokuun luotausten kosteus-instabiilisuuspisteparit noin 50 vuoden ajalta. Kaikkiaan kuvassa on edustettuna siis yli 25 000 luotausta. 

Syvän kostean konvektion kannalta graafin otollisin alue sijoittuu siis oikeaan ylänurkkaan. Niinpä kuvasta nähdään välittömästi, että nämä kaksi aineosaa kohtaavat (näyttävällä tavalla) perin harvoin. Jakauma on kokonaisuudessaan kiilamainen siten, että instabiilisuuden vaihtelu on suurinta vähän kosteutta sisältävissä tilanteissa. Lisäksi lukumääräisesti korkeita lämpötilavähetteen arvoja on eniten niin ikään ”kuivissa” luotauksissa. Jos tarkastellaan ainoastaan 10-13 g/kg kosteutta sisältäviä luotauksia, nähdään, että merkittävässä osassa näitä luotauksia lämpötilavähete on pienempi kuin  6 K/km (eli stabiliteetiltaan likimain neutraali). Yli 13 g/kg kosteutta sisältävissä tapauksissa stabiilien tapausten osuus näyttää pienenevän.

Myös runsas kosteus ja tuuliväänne hukassa toisiltaan

Kun vaihdetaan tuuliväänne lämpötilavähetteen tilalle, saadaan alla olevan mukainen kuva. Tässäkin tapauksessa parhaat rakennusaineet rajuihin säätilanteisiin sijaitsevat kuvan oikeassa ylälaidassa. Aivan kuten perusainesosien kohdalla, myös runsas kosteus ja merkittävä tuuliväänne ”eksyvät” varsin harvoin samaan luotaukseen. Jos luotausjoukosta kahmaistaan pois tapaukset, joissa kosteutta on vähintään 10 g/kg ja tuuliväännettä 15 m/s, saadaan ainoastaan muutaman sadan luotauksen joukko. Tilastollisesti Suomessa kesä-elokuussa tällaisten luotausten osuus on säälittävät 1,5% (vuosittain kesä-elokuussa siis keskimäärin 1,4 tällaista päivää). On syytä muistaa, että näistäkin tapauksista osa jää torsoksi esimerkiksi vähäisen instabiilisuuden tai liian suuren konvektiivisen eston vuoksi.

Kuumimmilla ilmamassoilla mielenkiintoisia ominaisuuksia

Lisää taustoittavaa tietoa saadaan, kun tarkasteluun otetaan ilmamassan lämpötilaa kuvaava suure (850 hPa:n painepinnalla eli reilun kilometrin korkeudella vallitseva lämpötila). Alla olevassa kuvaajassa näkyy samainen kesä-elokuun haulisarja, mutta nyt siten, että vaaka-akselilla on ilmamassan lämpötila ja pystyakselilla alatroposfäärin kosteus. Jakaumasta tulee kauniisti kaareutuva, ja sen yläreunaa rajaavat kyllästystilassa olevat tapaukset. Kokemus on osoittanut, että valtaosassa merkittävistä syvän kostean konvektion päivistä kosteutta on alimmassa puolen kilometrin siivussa vähintään 8-10 g/kg. Kuvaajasta näkyy, että nämä lukemat saavutetaan vain ilmamassoissa, joissa T850 on vähintään välillä +5…+8C. Yli 12 g/kg lukemiin päästään puolestaan vain kympin ylittävillä ilmamassan lämpötiloilla.

Kokonaiskuva muuttuu yhä mielenkiintoisemmaksi, kun tarkastellaan ilmamassan lämpötilan ja instabiliisuuden yhdistelmää. Nähdään, että havaintopisteet muodostavat hieman samantapaisen muodostelman kuin kuvassa, jossa vaaka-akselilla oli kosteus. Kylmissä ilmamassoissa lämpötilavähetteen vaihtelu on varsin suurta, mutta alkaa supeta selvästi helleilmamassoissa siten, että kaikkein kuumimmissa massoissa vähetteet ovat varsin suuria.

Alla olevassa kuvassa musta palloviiva kuvaa kyseisessä lämpötilassa vallitsevaa lämpötilavähetettä kyllästystilassa olevalle ilmalle 850 hPa:n ilmanpaineessa. Näin ollen kaikki viivan yläpuolelle jäävät havaintopisteet kuvaavat luotauksia, joissa 850 hPa:n tasolla tilanne oli instabiili kostea-adiabaattisille muutoksille. Oranssi palloviiva vastaa mustaa, mutta on esitetty 500 hPa:n painetasolle. Kannattaa myös huomata, että lämpötilalukemat on merkitty palloviivan vierelle. Lämpötilalukemat pyrin valitsemaan siten, että ne vastaavat suuntaa antavasti samassa kohdassa olevien mustien pallojen tilanteita. Eli toisin sanoen tilanteissa, joissa T850 on +20C, T500 on varsin lähellä -8C:aa. Kuvan vihreä palloviiva on kahden ensin mainitun palloviivan perusteella laskettu keskimääräinen 850 ja 500 hPa:n lämpötilavähete kyllästystilassa olevalle ilmalle. Jos käytetään vertailukohtana mustaa ja vihreää viivaa, kuvasta nähdään, että varsin merkittävässä osassa tapauksia luotaus on kostea-adiabaattisille ilman pystysiirroksille epävakaa. Tämä pitää paikkaansa etenkin lämpimille ilmamassoille, koska havaintopistejakauma kaareutuu diagrammin oikeaa ylänurkkaa kohti. Kuvasta voi myös päätellä, että yli +15C ilmamassoissa instabiilisuus on käytännössä aina läsnä, joten syvä kostea konvektio jää kiinni kahdesta muusta ainesosasta.

Tämän luvun viimeisissä kuvissa kurkataan pinnanläheisten ilmavirtausten ja 500 hPa:n ilmavirtausten suuntia yhdessä ilmamassan lämpötilan ja alatroposfäärin kosteuden kanssa. Ei ole yllätys, että kuumimpien ilmamassojen saapuessa meille tuulet puhaltavat pinnan lähellä erityisesti kaakon ja ylempänä etelän suunnalta. Kuvasta näkyy, että lämpimiä lukemia on havaittu myös esimerkiksi pohjoistuulten vallitessa. Nämä eivät ole välttämättä havaintovirheitä, vaan ovat todennäköisesti peräisin tilanteista, joissa ilmamassa on ollut vaihtumassa tai havaintopaikan yllä on ollut esimerkiksi heikkotuulinen korkeapaine.

Kosteimmissa tilanteissa pinnanläheisten virtausten suuntavalikoima on hieman edellä nähtyä laajempi. Suuri osa tapauksista sijoittuu etelän ja idän välille. Keskitroposfäärissä suunnat painottuvat kaakon ja lounaan välille. Koillisia erittäin kosteita virtauksia saattaa esiintyä esimerkiksi tilanteissa, joissa kapea kostean ilman sektori yltää Suomeen, mutta pintavirtaukset jäävät puhaltamaan koillisesta.

Mitä opimme tästä?

Tässä luvussa tarkasteltiin Suomen 50 vuoden luotausaikasarjoja erityisesti kesätilanteiden ja syvän kostean konvektion kannalta. Alatroposfäärin kosteudesta, instabiilisuudesta, tuuliväänteestä ja ilmamassan lämpötilasta tehtiin useita kaksi parametria yhdistävää ns. scatter plottia. Tarkastelun keskeisimmät havainnot olivat:

·         Suuri alatroposfäärin kosteus ja lämpötilavähete (keskitroposfäärin instabiilisuus) ovat harvoin läsnä samassa luotauksessa. Suurimmat lämpötilavähetteen arvot havaitaan yleensä vähän kosteutta sisältävissä luotauksissa.

·         Suuri alatroposfäärin kosteus ja paksun kerroksen tuuliväänne ovat myös harvinainen yhdistelmä samassa luotauksessa. Keskimäärin kesässä on vain 1,4 päivää, jolloin Suomessa havaitaan luotaus, jossa kosteutta on vähintään 10 g/kg ja tuuliväännettä yli 15 m/s.

·         Yli 12 g/kg kosteutta sisältäviä luotauksia havaitaan vain, kun 850 hPa:n lämpötila ylittää +10C.

·         Lämpimissä ilmamassoissa lämpötilavähete on yleensä kostea-adiabaattisille ilman pystysiirroksille epävakaa. Kuumissa ilmamassoissa (T850 > +15C) näin on käytännössä aina. Syvän kostean konvektion syntyminen jää siis kiinni joko kosteudesta tai laukaisevasta tekijästä.

·         Kuumimpien ilmamassojen saapuessa meille pinnanläheiset (vapaan ilmakehän) virtaukset puhaltavat useimmiten kaakosta (etelästä).  Kosteimpien ilmamassojen saapuessa pinnanläheiset virtaukset ovat yleensä idän ja etelän välisestä sektorista.

Motivaatio

Idea tämänkertaiseen pöytälaatikkotutkimukseen alkoi kyteä mielessäni jo reilu vuosi sitten. Taustalla oli huomio, että kuuro- ja ukkospilviä ennustaessa ja tutkiessa huomio keskittyy usein enemmän tai vähemmän konvektion käytettävissä olevan potentiaalienergian (CAPE) määrään. Tämä lähestymistapa on toki luonteva, koska CAPE tiivistää yhteen numeroon kahden syvän kostean konvektion ainesosan vaikutuksen. Mutta miksi ainesosia ja niiden esiintymistä ei voisi tarkastella myös yksitellen? Tunnettu tosiasiahan on, että CAPE ei ole ”jäykästi” ilmakehässä siirtyvä ominaisuus, eikä se kerro mitään energiamäärästä tulevien tuntien aikana. Potentiaalienergian määrään vaikuttavat ainesosat siis elävät enemmän tai vähemmän omaa elämäänsä, minkä vuoksi ainesosakohtaisessa tarkastelussa on erityinen oma mielenkiintonsa.

Penkomalla luotauksia voi esimerkiksi valottaa sitä, mistä ainesosasta meidän leveysasteilla on erityisesti ”pulaa” ja miten yleisiä erilaiset ainesosien kombinaatiot ovat. Näiden ajatusten siivittämänä sukelsin 50 vuotta käsittävään kotimaiseen luotausaineistoon. Hyvin pian huomasin, että sukellus menee syvemmälle kuin oli tarkoitus. Pohjakosketus ei silti ollut suuri vahinko, koska aineistosta paljastui monia hyvin mielenkiintoisia tuloksia. Julkaisen tulokset useammassa erillisessä blogimerkinnässä.

Mitä tulikaan tehtyä?

Sade- ja ukkoskuuropilvet vaativat syntyäkseen kolme ainesosaa:

1.       Instabiilisuus eli sopiva lämpötilan pystyjakauma (eli maanpinnan lähellä riittävän lämmintä suhteessa ylempänä olevaan ilmaan)

2.       Kosteus (maanpinnan lähellä)

3.       Kehityksen käynnistävä tekijä

Jos yksikin näistä aineosista puuttuu, sade- tai ukkoskuuroja ei muodostu. Vaaraa aiheuttaville ukkospilville mainitaan joskus lisäainesosana paksussa ilmakerroksessa esiintyvä tuuliväänne (eli tuulen suunnan ja nopeuden muutokset ylöspäin mentäessä).  Tämä tekijä ei kuitenkaan ole siinä mielessä vertailukelpoinen edellä mainittujen kanssa, että sen olemassaolo ei ole pakollinen vaarallisten ukkospilvien esiintymiselle.

Ainoa havaintoihin pohjautuva tapa tutkia ainesosien esiintymistä viime vuosikymmenien aikana, on tarkastella ilmakehäluotauksia. Niinpä tutkimusaineistoksi valikoituivat luotaushavainnot Jokioisista, Jyväskylästä ja Sodankylästä. Ensin mainitun aseman aikasarja kattaa vuodet 1961-2010 ja kahden viimeksi mainitun vuodet 1965-2010.

Instabiilisuutta kuvaa tässä tutkimuksessa 850 hPa:n ja 500 hPa:n välinen lämpötilavähete, mikä kertoo lämpötilan laskun määrän kilometriä kohti. Tämän noin 3,5 kilometrin paksuisen ilmakerroksen stabiilisuus on yleensä ratkaiseva pilven orastavan kasvun kannalta. Kosteusolosuhteita kuvaa puolestaan maanpinnan ja 500 metrin välinen keskimääräinen vesihöyryn sekoitussuhde. Suure kertoo, kuinka monta grammaa vesihöyryä on kilogrammassa ilmaa. Pelkkää 2 metrin korkeudella havaittua kosteutta ei olisi ollut järkevää ottaa mittariksi, koska käytännössä kosteutta on oltava ainakin muutaman sadan metrin paksuisessa kerroksessa, että se riittäisi kunnolla ruokkimaan ukkospilven kasvua.

Entä kuinka päästä käsiksi kolmanteen ainesosaan eli käynnistävään tekijään? Valitettavasti tämä työmenetelmä ei mahdollista ”triggeröinnin” tutkimista. Sääasema- ja varsinkin luotausasemaverkosto on useissa tapauksissa aivan liian harva, jotta käynnistävä tekijä voitaisiin varmuudella ”eristää” saati luokitella.

Luotausaineiston käyttö ei ole muutenkaan aivan ongelmatonta. Tekniikka, jolla luotauksia on tehty vuosikymmenten varrella, on vaihtunut useita kertoja. Alkuaikoina mittaukset kärsivät etenkin antureiden hitaudesta, jolloin alhaalla olevien ilmakerrosten olosuhteet saattoivat heijastua liian ylös, ja esimerkiksi kosteusanturi saattoi jäätymisen vuoksi pilata kosteusmittaukset ylätroposfäärissä. Mittaustekniikkaan liittyviä epähomogeenisuuksia en ole karsinut aineistosta mitenkään. Joukossa on myös pieni joukko selviä yksittäisiä mittausvirheitä. Nämä tulevat useimmiten näkyviin jakaumien ulkopuolella sijaitsevina pisteinä.

Ennen kuin hypätään tulosten pariin, on vielä syytä korostaa, että ainesosien tarkastelu erikseen ei ole nollasummapeliä. Ei ole siis asetettavissa yksikäsitteisiä raja-arvoja, millä lämpötilavähetteen ja kosteuden arvoilla saadaan aikaan ukkospilviä. Edes näiden kahden tarkasteleminen yhdessä ei riitä, koska kolmas ainesosa jää joka tapauksessa tämän työn ulkopuolelle. Lisäksi valitut suureet jättävät täysin huomiotta 850 hPa:n alapuolella vallitsevan lämpötilajakauman. Käytännössä tämä voi johtaa siihen, että erittäin otollinenkin kosteus-instabiilisuus-yhdistelmä ei voi johtaa esimerkiksi suuren konvektiivisen eston vuoksi ukkoskuurojen kehittymiseen. Kyseisen yhdistelmän tarkastelu kertoo siis enemmänkin siitä, kuinka usein sade- ja ukkoskuuroille otollinen tilanne on ylipäätään olemassa (vaikka CAPE-pajatso jäisikin lopulta tyhjentämättä). Huolimatta työmenetelmän heikkouksista luotausaikasarjoista voi riipiä irti paljon yleissivistävää ja taustoittavaa tietoa Suomen syvän kostean konvektion ilmastosta.

Instabiilisuus on vähäisintä kesän ollessa kuumimmillaan

Alla olevassa kuvassa on esitetty päivittäiset suurimmat keskimääräiset 850 ja 500 hPa:n välisen lämpötilavähetteen arvot Suomen kolmelta luotausasemalta. Kuvasta näkyy, että suuret vähetteet ovat todennäköisempiä talvella kuin kesällä. Lisäksi vähetteiden vaihteluväli on talvella kesää suurempi. Keskimäärin pienimmät (eli ukkospilvien kannalta huonoimmat) vähetteet esiintyvät loppukesästä ja alkusyksystä. Jakaumaa selittää suurelta osin lämpötilavähetteiden lämpötilariippuvuus. Talvisissa lämpötiloissa esimerkiksi kostea-adiabaattinen lämpötilavähete on selvästi suurempi kuin kesäisissä lämpötiloissa.

Lämpimissä kesäolosuhteissa neutraali kostea-adiabaattinen 850 ja 500 hPa:n välinen lämpötilavähete on likimain 6-6,5 K/km. Toisin sanoen, tätä lukemaa suuremmat vähetteet ovat suotuisia sade- ja ukkoskuurojen kehitykselle. Kuvasta nähdään, että kuumimman ukkossesongin aikana yksittäisenä päivänä 75% todennäköisyydellä vähete jää 6,5 K/km heikommalle puolelle. Poikkeuksellisen suuren (97,5% prosenttipiste) lämpötilavähetteen raja menee samaan aikaan 7 K/km kohdalla ennätysten yltäessä lähelle 8 K/km:iä.

Näillä numeroilla mitattuna jäämme huimasti jälkeen esimerkiksi Yhdysvaltojen Keskilännen olosuhteista. Meksikon suunnalta saapuvissa keskitroposfäärin ilmamassoissa 8 K/km lämpötilavähetteet ovat siellä enemmänkin sääntö kuin poikkeus. Eroa selittää suurelta osin se, että Suomessa tai Suomen lähialueilla ei ole olemassa laajaa ylänköaluetta, jossa hurja instabiilisuus voisi muodostua ja liukua lopulta pinnan tuntumassa majailevien kosteiden ilmakerrosten ylle.

Ilmastollisesti mielenkiintoinen näkökulma saadaan, kun tarkastellaan instabiilisuuden kesäkuukausien (kesä-elo) aikasarjaa. Alla olevasta kuvasta nähdään, että keskimääräinen lämpötilavähetteiden vuosittain vaihtelu on absoluuttisella tasolla melko pientä. Aikasarjasta on vaikea erottaa merkittäviä trendejä.

Alatroposfäärin kosteus on suurimmillaan heinä-elokuun vaihteessa

Toisen tarkasteltavan ainesosan vuodenkierto on jokseenkin päinvastainen kuin instabiilisuuden. Ei ole mikään yllätys, että pienimmät kosteusmäärät havaitaan keskitalvella. Suurimmillaan kosteuden määrä on keskimäärin heinäkuun loppupuoliskolla ja elokuun ensimmäisellä viikolla. Lisäksi kesäaikaan kosteuden vaihtelu on suurempaa kuin talvella, mitä selittää yksinkertaisesti kylmän ilman huonompi kyky sitoa kosteutta.

Kesän kosteimpaan aikaan tyypillinen vesihöyryn sekoitussuhde on luokkaa 9 g/kg. Poikkeuksellisen korkea kosteusmäärä tähän aikaan vuodesta on noin 12 g/kg, kun ennätyslukemat yltävät lähes 16 g/kg:aan. Itse olen pitänyt jonkinlaisena merkittävänä tilanteen peukalosääntönä 10 g/kg:aa. Luotausaineisto osoittaa, että näitä lukemia voidaan Suomessa saavuttaa vapusta aina syyskuun loppuun asti. 12 g/kg on puolestaan mahdollisuuksien rajoissa kesä-elokuun ajan.

Jos verrataan kosteusjakaumaa ukkosen esiintymiseen Suomessa (ei kuvaa), huomataan välittömästi, että suurimmat vuorokautiset salamamäärät ja suurimmat kosteusmäärät löytävät melko tarkalleen toisensa. Tästä voisi yksinkertaistaen päätellä, että ukkospilvet pomppivat Suomessa taivaalle ensisijaisesti kosteuden pillin mukaan. Ukkoskauden laidoilla olevien kuukausien (touko- ja syyskuu) aikana kosteusolosuhteet ovat likimain samat, mutta salamointi on hieman yleisempää toukokuussa. Tässä osaselitys voi olla keskimäärin parempi instabiilisuus alkukesän aikana. Myös tämän tutkimuksen ulkopuolelle jäänyt ainesosa (laukaiseva tekijä) saattaa selittää eroa.

Mikäli kosteudella on instabiilisuutta hallitsevampi rooli ilmastossamme, on erityisen kiinnostavaa tarkastella, kuinka kesän keskimääräiset kosteusolot ovat vaihdelleet viime vuosikymmeninä. Alla olevasta aikasarjasta nähdään, että 2000-luvulla on ollut useita varsin kosteita kesiä. Tätä ennen jakaumassa on instabiilisuuden tavoin pieni aallonpohja. Vielä aiemmin eli 60- tai 70-luvuilla kosteat kesät olivat myös melko yleisiä olettaen, että tämän aikaisiin kosteusmittauksiin voi luottaa. Kokonaisuutena tästäkään aikasarjasta on vaikea löytää selvää trendiä. Sen sijaan yhteys voimakkaisiin ukkoskesiin on selvempi kuin lämpötilavähetteellä. Aktiiviset ukkoskesät 1972, 1988, 2003 ja 2010 nousevat aikasarjasta esiin. Kesä 1972 on koko aikasarjan kostein, mitä seuraa hyvänä kakkosena kesä 2010. Salamamäärien ja alatroposfäärin kosteuden välinen korrelaatio ei silti ole kaksinen. Tarkastelin testimielessä heinäkuita ja sain heinäkuiden salamamäärien ja kosteuksien väliseksi korrelaatioksi olemattomat 0,38. Huonoa korrelaatiota selittää tunnettu tosiasia, että kokonaissalamäärissä yksittäiset päivät saavat usein erittäin suuren painoarvon. Niinpä pari runsassalamaista kosteaa päivää muuten kuivan kuukauden aikana nakertaa kuukausitason korrelaatiota tehokkaasti.

Tuuliväännettä riittää

Myös tuuliväänteen jakauma on jokseenkin odotetunlainen. Talviajan voimakkaampi barokliinisyys (eli horisontaaliset lämpötilaerot) johtaa luonnollisesti voimakkaampiin tuuliin etenkin vapaassa ilmakehässä ja sitä kautta voimakkaampaan tuuliväänteeseen. Jakauma käyttäytyy pitkälti lämpötilavähetteen tavoin, jolloin suurimmat lukemat ja vaihteluväli havaitaan talvella. Pienimmät lukemat ja vaihteluväli osuvat puolestaan hyvin lähelle kiivainta ukkossesonkia. Tällöin tyypillinen päivittäinen tuuliväänteen maksimiarvo on noin 15 m/s, eivätkä 20-30 m/s lukematkaan ole kovin harvinaisia. Vuosittaisessa aikasarjassa kesäkausien keskimääräinen tuuliväänne on reilut 10 m/s. Lisäksi aikasarjassa nähdään hyvin heikosti laskeva suuntaus.

Ukkostilanteita ajatellen jo keskimääräinenkin tuuliväänteen lukema 15 m/s olisi kovaa valuuttaa eli tuuliväänteestä ei pitäisi meidän leveysasteilla olla pulaa. Asia ei kuitenkaan ole aivan näin yksinkertainen. Käytännössä voimakkaan tuuliväänteen alueet pyrkivät rajoittumaan fysiikan lakien ahdistamina pintarintamien kylmille puolille, jotka eivät taas ole tyypillisiä runsaan alatroposfäärin kosteuden alueita. Eli toisin sanoen runsas kosteus ja voimakas tuuliväänne kohtaavat perin harvoin. Tämä järkeily oli yksi syy siihen, miksi en voinut jättää kuvaajien piirtämistä tähän. Seuraava blogimerkintä kertookin lisää siitä, kuinka usein otolliset ainesosat löytävät toisensa.

Mitä opimme tästä?

Tämänkertaisessa pöytälaatikkotutkimuksessa tarkastelin 45-50 vuoden pituisia ilmakehäluotausaikasarjoja Suomen kolmelta luotausasemalta. Tutkimuksen ensimmäisessä osassa tarkastelin erikseen instabiilisuuden (tässä 850 ja 500 hPa:n välinen lämpötilavähete), alatroposfäärin kosteuden (tässä alimman 500 metrin ilmakerroksen vesihöyryn sekoitussuhde) ja paksun kerroksen tuuliväänteen (tässä pinnan ja 500 hPa:n välinen tuuliväänne) esiintymistä vuoden eri aikoina sekä 50 vuoden aikajaksolla.

Merkittävimmät tulokset olivat seuraavanlaisia:

·         Instabiilisuus ja sen vaihtelu on suurinta talvikaudella. Pienimmät lämpötilavähetteen arvot havaitaan juuri vilkkaimman ukkossesongin aikana. Tällöin 7 K/km on poikkeuksellisen suuri lämpötilavähetelukema.

·         Alatroposfäärin kosteus ja sen vaihtelu on suurinta ukkosten esiintymishuipun aikoihin heinäkuussa sekä elokuun alussa. Tällöin keskimääräinen vesihöyryn sekoitussuhde on 9 g/kg ja poikkeuksellisen korkean lukeman suuruus 12 g/kg.

·         Paksun kerroksen tuuliväänne käyttäytyy instabiilisuuden tavoin eli on minimissään ukkossesongin aikana. Tuolloinkin keskimääräinen tuuliväänne on kuitenkin luokkaa 15 m/s, mikä on riittävä lukema vaarallisten ukkospilvien muodostumiselle.

·         50 vuoden aikasarjoissa ei näy selviä kesäkuukausien trendejä tutkituissa parametreissa.

·         Instabiilisuuden ja kosteuden yhteys havaittuihin salamamääriin on varsin heikko. Jälkimmäisen kohdalla korrelaatio on vahvempi mutta silti alhainen.

·         Kosteuden vuodenaikaisjakauma on vahvasti yhteydessä ukkosaktiivisuuden kanssa, mikä antaa vihiä sen instabiilisuutta hallitsevammasta roolista Suomen ilmastossa.

·         Ainesosien ja osatekijöiden tarkastelu toisistaan irrallisina ei kerro mitään siitä, kuinka yleisiä otolliset ainesosien syvälle kostealle (ja vaaralliselle) konvektiolle otolliset yhdistelmät ovat. Kokemuksesta tiedetään, että voimakas tuuliväänne ja suuri alatroposfäärin kosteus esiintyvät usein eri alueilla.