Säähavaintojen laatu syntyy kokonaisuudesta
Havaintoaseman huoltoa. Kuva: Aulis PeltomaaSäähavainnot ovat sääennusteen perusta. Ilmatieteen laitoksen havaintoasemat pyritään pitämään samoilla paikoilla, jotta pitkät, paikoin yli sata vuotiaat aikasarjat eivät katkea.
Luotettavan sääennusteen tekoon tarvitaan mahdollisimman tarkka alkutilan kuvaus ilmakehästä. Alkutilan kartoittamiseksi tarvitaan säähavaintoja, joita tehdään jatkuvasti ympäri maapalloa. Eri maat huolehtivat itse havaintojen teosta, mutta kuten meteorologia muutenkin, myös havaintotoiminta on kansainvälistä, ja havaintoja hyödynnetään avoimesti eri toimijoiden kesken. Suomessa säähavaintojen teosta vastaa Ilmatieteen laitos.
Ilmatieteen laitoksen ylläpitämään havaintoasemaverkostoon kuuluu noin 400 havaintoasemaa. Pintasäähavaintoja tehdään kattavasti koko Suomessa, Itämeren merellisiltä mittauspisteiltä Utsjoelle. Havaintoverkosto koostuu pääosin automaattiasemista, mutta osalla asemista sääsuureita havainnoidaan edelleen myös manuaalisesti. Havaintoasemien lisäksi säätä havainnoidaan esimerkiksi tutkien ja satelliittien avulla.
Ilmatieteen laitoksen Havaintopalvelut-yksikössä työskentelevä meteorologi Maria Santanen selventää, että havaintoasema perustetaan usein tiettyä tarkoitusta varten, ja aseman vaatimukset määräytyvät tämän tarkoituksen pohjalta. Esimerkiksi lentokentälle sijoitettavan havaintoaseman tulee täyttää lentoliikenteen sille asettamat turvallisuusvaatimukset. Synoptiseen eli kansainvälisesti sovittujen käytäntöjen mukaiseen havaintoverkkoon kuuluvan aseman täytyy edustaa hyvinkin laajaa, jopa sadan kilometrin kokoista aluetta. Sadehavaintoaseman ympäristön täytyy puolestaan olla sopiva juuri sateen mittaamista ajatellen.
”Viime aikoina on tullut myös tarpeita havainnoida säätä lähellä kaupunkien keskustaa, joissa suurin osa ihmisistä elää ja viettää aikaansa”, Santanen sanoo.
Havaintoaseman edustavuusvaatimukset pohjautuvat Maailman ilmatieteen järjestö WMO:n ohjeistukseen. Edustavuudella pyritään siihen, että eri puolilla maailmaa havainnot olisivat vertailukelpoisia, eivätkä paikalliset, pienen mittakaavan olosuhteet vaikuta niihin.
Ympäristö vaikuttaa asemapaikan valintaan
Ilmatieteen laitos mittaa havaintoasemillaan mm. lämpötilaa, ilmanpainetta, ilman kosteutta, tuulta, auringon säteilyä, näkyvyyttä, pilvisyyttä, sademäärää ja lumensyvyyttä.
Sääaseman paikka on yleensä noin 10 x 10 metrin alue, jossa on lyhyt nurmipeite ja havaintolaitteita ympäröivä aitaus. Kaikki mittalaitteet pyritään asentamaan havaintopaikalla melko lähelle toisiaan.
Asemapaikkaa valittaessa otetaan huomioon seuraavat seikat:
Maanpinnan tulee olla mahdollisimman tasainen. Muusta ympäristöstä poikkeavat maastonkohdat, kuten mäen harjat, jyrkät rinteet tai notkelmat eivät ole ihanteellisia sijoituskohteita.
Havaintopaikan läheisyydessä ei saa olla puita tai isoja rakennuksia. Etäisyys mistä tahansa esteestä pitää olla vähintään kaksi kertaa esteen korkeus.
Erityisesti sademittari, lumensyvyysmittari, auringon säteilymittarit ja tuulimittari vaativat tietynlaista ympäristöä edustavien havaintojen saamiseksi, joten näitä antureita ei voi sijoittaa jokaiselle havaintopaikalle.
Jos ihanteellista paikka ei löydy, voidaan asema sijoittaa paikkaan, joka on edellä mainittujen kriteerien kompromissi.
”Laadukkaiden havaintojen taustalla on oikean sijainnin lisäksi säännöllinen huolto. Sääasemat sijoitetaankin niin, että mittalaitteille on helppo päästä ja asemaa on helppo huoltaa”, Maria Santanen sanoo.
Aikasarjojen jatkuvuutta vaalitaan
Suomessa on monia vanhoja havaintoasemia. Suomen pitkäikäisimmällä asemalla Helsingin Kaisaniemessä on havainnoitu säätä jo vuodesta 1844 lähtien, ja muun muassa Utön, Siikajoen Ruukin ja Sodankylän Tähtelän asemat ovat olleet toiminnassa yli sata vuotta.
”Pyrimme säilyttämään säähavaintoasemat samoilla paikoilla, jotta pitkät aikasarjat havainnoissa eivät katkeaisi”, selittää suunnittelija Juho-Pekka Kaukoranta Ilmatieteen laitokselta.
Joskus havaintoasemia on kuitenkin pakko siirtää tai jopa lopettaa teknisten syiden tai ulkopuolisen pakotteen takia; aseman vuokrasopimus voi päättyä tai ympäristö muuttua niin paljon, ettei paikalla kannata enää tehdä havaintoja. Lopettavan aseman tilalle pyritään perustamaan uusi mahdollisimman lähelle vanhaa asemapaikkaa.
”Asemaa voidaan siirtää siten, että pienilmastolliset olosuhteet pysyvät mahdollisimman samankaltaisina”, Kaukoranta korostaa.
Vanha ja uusi asema toimivat yleensä jonkin aikaa rinnakkain, jotta saadaan selville paikan vaihdoksen aiheuttamat vaikutukset havaintoihin.
Ilmatieteen laitos on evaluoinut jokaisen havaintoaseman ilmastollisen aikasarjan ja sen homogeenisuuden. Kaikkien merkittävän pitkien ja homogeenisten aikasarjojen jatkuvuus pyritään turvaamaan. Jos havaintoaseman ilmastollinen aikasarja ei ole merkittävä eikä asemalle ole laajempaa tarvetta, päätetään tapauskohtaisesti siirretäänkö asemaa vai onko ympäristön asematiheys niin suuri, että aseman voi lopettaa. Vaihtoehtona on myös varustaa lähiasemat laajemmalla havaintolaitevalikoimalla.
Mittausten meteorologista edustavuutta valvotaan
Säähavaintoasemat huolletaan määräajoin laadukkaiden havaintojen turvaamiseksi. Havaintoasemilla käytetään kalibroituja mittalaitteita ja -antureita. Mittaukset ovat jäljitettäviä.
”Havaintoasemien mittausten meteorologista edustavuutta valvotaan määräajoin suoritettavin edustavuusarvioinnein. Jos arvioinnissa huomataan jotain poikkeavaa, tilanne korjataan mahdollisimman pian”, Maria Santanen sanoo.
Havaintojen laadun varmistamiseksi on käytössä automaattinen havaintodatan laadunvalvonta, joka tarkastaa jokaisen saapuvan havaintoarvon ja testaa havaintoarvojen luotettavuuden. Jos automaattinen laadunvalvonta huomaa havaintoarvossa jotain epäilyttävää, tarkastetaan havainto vielä manuaalisesti.
”Havaintoarvojen laatu syntyy kuitenkin kokonaisuudesta, joka alkaa meteorologisesti edustavan ja mittaustarvetta vastaavan havaintopaikan etsimisellä, laatuvaatimukset täyttävien anturien asianmukaisella asentamisella ja kalibroinnilla sekä luotettavien tiedonkeruujärjestelmien rakentamisella ja ylläpidolla”, Santanen korostaa.
Hetkittäin havaintoasemilla on teknisistä tai inhimillisistä syistä johtuvia katkoksia. Ovatpa merimetsot ja talitiaisetkin häirinneet tuuli- ja näkyvyysmittauksia. Maria Santanen korostaa, että yksittäisen aseman puuttuvat havainnot eivät kuitenkaan suuresti vaikuta oman paikkakunnan sääennusteeseen, vaan kyseessä on monen tekijän kokonaisuus.
”Havaintoarvon laadussa yhdistyy monen tekijän työ, aina havaintoaseman perustamisesta sen ylläpitoon ja havaintoarvojen laadunvalvontaan. Yhteistyön tuloksena saamme parhaita mahdollisia havaintoja käyttäjien tarpeisiin.”
Lisätietoja:
Miten säätä havainnoidaan Ilmatieteen laitoksessa? Havaintosuureet: Mitä havainnoimme? Ilmatieteen laitoksen havaintoasemat
Tämä artikkeli on julkaistu alun perin Atmos-verkkolehdessä 22.5.2020.