Yleiskuvaus lentosäähavainnoista

Mitä tahansa pintasäähavaintoa käytettäessä on huomioitava, että säähavainto kuvaa - tai ainakin pyrkii kuvaamaan - ainoastaan senhetkistä säätilannetta havaintoasemalla. Tilanteesta riippuen sää voi vaihdella huomattavan paljon sekä ajallisesti että alueellisesti. Vaikka säähavaintoasemia olisi maantieteellisesti tiheässä, näiden havaintojen perusteella ei tule tehdä päätelmiä koko alueen säätilanteesta.

Valtaosa lentosääsanomissa mukana olevista sääparametreista kuvaa vain pistemäisesti tehtyä havaintoa kiitotien läheisyydessä – tämä pätee myös manuaalisesti tehtäviin säähavaintoihin. METARin pilvet tai kentän välittömässä läheisyydessä olevat merkittävät sääilmiöt (VC-alkuiset sääkoodit) raportoidaan ICAOn (International Civil Aviation Organisation) sääntöjen mukaan korkeintaan noin 15 kilometrin säteellä kentästä.

Lentosäähavainnot tuotetaan ICAO Annex 3:n (Meteorological Service for International Air Navigation) sekä lakien ja asetusten mukaan.

Lentosääasemilta tuotetaan tässä aineistokuvauksessa kuvattujen virallisten METAR-sanomien lisäksi 10 minuutin välein päivittyviä hetkellisiä säähavaintoja. Näitä säähavaintoja voi hakea säähavainnot -aineistosta.

Erilaiset lentosäähavaintosanomat

Suomessa tehdään erilaisia lentosäähavaintoja, joita ovat rutiinisanoma METAR sekä paikallissanomat MET REPORT ja SPECIAL. METARia käytetään lennonsuunnitteluun ja paikallissanomia käytännön operointiin kentällä.

Koska Suomessa METAR/AUTO METAR tehdään puolen tunnin välein, meillä ei julkaista operatiivisesti merkittävistä säämuutoksista tehtäviä SPECI-sanomia. Tästä syystä METAR-havaintohetkien välissä mahdollisesti tapahtuvat säämuutokset eivät ilmene muutoin kuin ns. paikallissanomissa, joita ei välitetä ilmailun viestiverkossa eikä siten julkaista myöskään avoimessa datassa.

METAR

ICAOn Annex 3 määrittelee lentosäähavaintojen sisällön, sanomamuodon sekä julkaisuajat. Päämääränä ovat yhdenmukaiset lentosäähavainnot kaikkialla maailmassa. Säähavainnoissa kuuluu ilmoittaa vain operatiivisesti merkittävä sää.

METAR on tarkoitettu lennonsuunnitteluun yhdessä muiden lentosääpalvelutuotteiden, erilaisten ennusteiden ja mahdollisten varoitusten kanssa.  

METAR on ns. lopputuote, joka on tuotettu tietyistä pintasäähavainnoista, se ei anna arvoja suoraan anturilta vaan havaintodatalle on tehty erilaisia keskiarvoistuksia ja laskutoimituksia. METAR sanomia ei tulisi muokata, vaan ne pitäisi julkaista juuri sellaisina kuin ne ovat.

METAR-sanoman sisältö:

Ohjeita METAR-sanoman aukaisuun löytyy myös Ilmatieteen laitoksen julkaisemasta säähaitarista http://www.ilmailusaa.fi/saapalvelu.pdf sekä Lentosääpalvelut Suomessa -oppaasta http://www.ilmailusaa.fi/lentosaapalvelut.pdf

Manuaali- ja automaattihavaintoja

Suomessa ainoastaan Helsinki-Vantaalla lentosäähavainnot tehdään aina manuaalisesti. Osalla kentistä kaikki havainnot perustuvat automaattisesti tehtyihin mittauksiin. Em. vaihtoehtoehtojen lisäksi on kenttiä, joilla manuaalinen havaintotoiminta perustuu joko lennonjohtotornin aukioloaikoihin tai virka-aikaan.

Vaihtelevien käytäntöjen ja mahdollisten teknisten vikatilanteiden aiheuttamien muutosten vuoksi on hyvä aina tarkistaa havaintosanomasta, onko havainto tehty manuaalisesti vai automaattisesti. Tämä selviää siitä, onko METAR-sanoman alkupäässä heti aikaryhmän jälkeen sana AUTO. Mikäli ei ole, havainto on tehty manuaalisesti.

Käytännössä myös manuaalihavainto on "puoliautomaattinen", sillä tuuli, lämpötila, kastepiste, paine ja osalla kentistä myös kiitotienäkyvyys perustuvat aina automaattihavaintoon (poikkeuksena jotkin vikatilanteet). Näin ollen manuaaliseen havaintoon perustuvia parametreja ovat tyypillisesti näkyvyys, vallitseva sää ja pilvet.

Automaattinen säähavainto perustuu pistemäisiin havaintoihin ja mittauksissa käytetään joko keskiarvoja tai pitkähköä havaintoaikaa.

Lentosäähavaintoasemat ja niiden mittaukset

Asemapaikka

Lentokentälle sijoitettavan havaintoaseman tulee täyttää sille asetetut vaatimukset. Säälaitteiden sijoituspaikkoja määrittelevätICAOn edustavuus- ja turvallisuusmääräykset. Määräykset huomioiden laitteet sijoitetaan meteorologisesti mahdollisimman edustavaan paikkaan, kuvaamaan lentokentällä vallitsevia olosuhteita.

Havaintoajat

Säähavainnot kirjataan aina maailman standardiajassa, UTC-ajassa (Coordinated Universal Time). Suomen paikallinen aika on kesällä kolme tuntia UTC-aikaa edellä ja talvella kaksi tuntia. Vuorokausi vaihtuu 00:00 UTC. Lentosäähavainnot METAR/MET REPORT viestitetään Suomessa kahdesti tunnissa XX:20 ja XX:50.

Havaintoasemien tarkastukset, huollot ja mittalaitteiden kalibrointi

Lentosäähavaintoasemat huolletaan määräajoin laadukkaiden havaintojen turvaamiseksi. Havaintoasemilla käytetään kalibroituja mittalaitteita ja --antureita ja mittaukset ovat jäljitettäviä. Havaintoasemien mittausten meteorologista edustavuutta valvotaan määräajoin suoritettavin asematarkastuksin.

Havaintoasematunnukset

Ilmatieteen laitoksen havaintoasemilla on virallinen nimi ja asematunnuksia. Lisäksi lentosäähavaintoasemille on ICAO-tunnus.

ICAO-tunnus on kansainvälinen lentokentille tarkoitettu nelikirjaiminen tunnus. Kaksi ensimmäistä kirjainta (EF, EuropeFinland) identifioi aseman Suomen lentosääasemaksi. Kaksi viimeistä kirjainta muodostuu lentosääaseman nimestä, esimerkiksi Rovaniemi EFRO.

Havaintosuureet

Säähavainnot tuotetaan WMOn ja ICAOn määrityksiä noudattaen (World Meteorological Organisation-No.8, CIMO Guide (Commission for Instruments and Methods of Observations), ICAO Annex 3). ICAO Annex 3 määrittelee kaikille havaintosuureille keskiarvoistamisajat, ilmoitustarkkuudet sekä vaihteluvälit.

Lisätietoja havaintosuureista löytyy Lentosäähavaintopalvelut Suomessa -oppaasta https://www.ilmailusaa.fi/lentosaapalvelut.pdf sekä Avoimen datan säähavaintojen kuvauksista.

Tuuli

Tuulimittaus tehdään lentoasemilla 10 metrin korkeudessa olevalla anturilla, monilla kentillä on käytössä useampi tuulianturi. Tuulen nopeus ja suunta saattavat vaihdella merkittävästi kenttäalueella ja varsinkin eri korkeuksilla.

Lentosäähavaintosanomissa tuulen suunta ilmoitetaan asteina ja tuulen nopeus ilmoitetaan solmuina (1 kt = 0,5 m/s). Tuuli esitetään aina keskiarvona, tämä koskee sekä suuntaa että nopeutta. Mahdollisesti ilmoitettava puuskanopeus on hetkellinen arvo. Keskiarvoon perustuvaa tuulitietoa käytettäessä on syytä pitää mielessä, että tuuli ei ole juuri koskaan tasaista: suunta ja nopeus vaihtelevat yleensä hetkestä toiseen.

Näkyvyys

Lentosäähavainnon näkyvyystietoa käytettäessä pitää huomioida, että METAR-näkyvyydellä pyritään kuvaamaan vaakasuuntaista näkyvyyttä lähellä kentän pintaa. Näkyvyys ilmoitetaan metreinä.

ICAO-ohjeen mukaisesti METARissa tulisi ilmoittaa nk. vallitseva näkyvyys. Vallitseva näkyvyys on määritelmän mukaan paras näkyvyys, joka kattaa vähintään puolet kenttäalueesta.

Vallitsevan näkyvyyden lisäksi havaintosanomaan tulee tarvittaessa toinen näkyvyysryhmä, joka kuvaa huonointa havaittua näkyvyyttä. Sen yhteydessä voidaan ilmoittaa myös ilmansuunta, johon havaintopaikalta arvioituna näkyvyys on huonoin – painottaen operatiivisesti merkittävää suuntaa (yleensä kiitotien suunta). Tieto huonoimmasta havaitusta näkyvyydestä tulee sanomaan kuitenkin vain silloin, jos vallitsevan ja huonoimman näkyvyyden välillä on merkittävä ero. Ero katsotaan merkittäväksi, jos huonoin näkyvyys on alle 1500 m. Toisena vaihtoehtona on tilanne, jolloin huonoin näkyvyys on alle 50 % vallitsevasta näkyvyydestä ja lisäksi vielä alle 5 km.

Automaattisesti mitattava näkyvyys on ICAO-ohjeen mukaisesti keskiarvo, tyypillisimmin 10 minuutin keskiarvo. Automaattinen näkyvyysarvio perustuu pistemäiseen havaintoon noin 2,5 metrin korkeudella. Se on useimmiten edustava tilanteissa, joissa näkyvyysolosuhteet ovat koko kenttäalueella ja lähistöllä samanlaiset ja näkyvyydessä ei tapahdu nopeita muutoksia.

Manuaalihavainnossa näkyvyyshavainnon laatuun vaikuttavat luonnollisesti valoisuus, näkymän esteettömyys eri ilmansuuntiin (paikallisesti vaihtelevat sääolosuhteet, rakennukset, metsä jne.) sekä havainnontekijän kokemus ja muut henkilökohtaiset ominaisuudet. 

RVR eli kiitotienäkyvyys

Kiitotienäkyvyys, RVR (Runway Visual Range) pitäisi raportoida havainnoissa silloin, kun joko näkyvyys tai RVR on alle 1500 metriä.RVR-arvoja määritetään Suomen lentokentillä kolmella eri menetelmällä, joista kaksi perustuu automaattiseen mittaukseen.

RVR-arvojen automaattisessa määrityksessä käytetään kahta vaihtoehtoista menetelmää. Osalla kentistä mittauksessa käytetään nk. transmissiometrejä ja osalla kentistä samoja sirontamittareita, joilla määritetään myös näkyvyys ja vallitseva sää. Mittauskorkeus on molemmilla laitteilla noin 2,5 metriä.

Näiden menetelmien erona on mittaustilavuuden suuruus: pistemäisestä sirontamittauksesta poiketen transmissiometrillä mitattu RVR perustuu lasersäteen vaimenemiseen tyypillisesti 50 metrin matkalla. RVR-havainnon luotettavuuteen menetelmäerot voivat vaikuttaa etenkin tilanteissa, jolloin sään vuoksi näkyvyysolosuhteissa on erittäin suurta paikallista vaihtelevuutta.

Automaattisen määrityksen lisäksi RVR-havaintoja tehdään myös visuaalisin havainnoin, tällöin RVR määritetään lentoliikenteen tarpeen mukaan. Visuaalihavainnossa raportoitava RVR-arvo perustuu kiitotien reunassa olevien korkeateholamppujen laskemiseen.

Vallitseva sää (ja mahdollinen RE-ryhmä sanoman lopussa)

Vallitsevan sään ja nk. RE-ryhmien (Recent weather) käyttö perustuu aina siihen, onko havaintohetkellä tai edellisen METARin jälkeen havaittu ICAOn määrittämiä operatiivisesti merkittäviä sääilmiöitä.

Vallitseva sää määritetään tyypillisesti yhdestä pisteestä ja havainnot perustuvat käytännössä katsoen aina siihen, mitä havaitaan havaintohetken (10 minuuttia) aikana havaintopaikalla. Automaattihavainnossa vallitseva sää ja mahdollinen RE-ryhmä määritetään samoilla laitteilla kuin näkyvyys. Raportoitavat sääkoodit määräytyvät siis sen mukaan, minkälaisia olosuhteita juuri laitteen kohdalla on havaittu. Laite ei pysty arvioimaan, mitä säässä tapahtuu sen ulottumattomissa - joko pysty- tai vaakasuunnassa. Pistemäinen mittaus tapahtuu noin 2,5 metrin korkeudessa.

Ukkosen havainnointi perustuu manuaalihavainnossa kuulo- ja näköhavaintoon. Automaattihavainnoissa ukkostulkinta edellyttää erillistä, paikallista anturia tai salamanpaikannusverkoston hyödyntämistä.

Käytettävät sääkoodit löytyvät säähaitarista http://www.ilmailusaa.fi/saapalvelu.pdf ja lisätietoja koodien käytöstä Lentosääpalvelut Suomessa -oppaasta http://www.ilmailusaa.fi/lentosaapalvelut.pdf.

Pilvet

Pilvisyyttä mitataan pilvenkorkeusmittarilla, eli ceilometrillä. Pilvien kattavuutta kuvataan kahdeksasosina FEW (few, 1-2/8), SCT (scattered, 3-4/8), BKN (broken, 5-7/8) tai OVC (overcast, 8/8), näiden lisäksi käytetään myös lyhenteitä NSC (Nil significant cloud) = ei merkittäviä pilviä ja NCD (No cloud detected) = pilviä ei havaittu (vain automaattimittauksissa).  Pilven alarajan korkeus ilmoitetaan satoina jalkoina (100 ft = 30 m).

ICAO edellyttää ainoastaan operatiivisesti merkittävien pilvien ilmoittamista. Näitä ovat ICAO-ohjeistuksen mukaan ainoastaan 5000 jalan alapuolella olevat pilvet sekä kaikki havaitut TCU- (Towering Cumulus) ja CB-pilvet (Cumulonimbus) alarajan korkeudesta riippumatta.

Manuaalihavainnossa pilvenkorkeusmittaria käytetään etenkin arvioitaessa pilvikerrosten alarajan korkeutta tai vertikaalinäkyvyyttä. Valoisaan aikaan pilvikerrosten kattavuuden arviointi perustuu pääosin havainnontekijän visuaaliseen arvioon, mutta pimeällä ja esim. tiheässä lumisateessa turvaudutaan yhä enemmän laitteen arvioimaan pilvenkattavuuteen.

Automaattihavainnossa sekä pilvikerrosten alarajan korkeus että kattavuus perustuvat ceilometrin havaintoon. Ceilometri arvio pilvisyyttä aina pistemäisesti, jolloin vain laitteen yläpuolella olevat pilvet päätyvät havaintoon. Pilvisyyden määritysaika on tästä syystä melko pitkä, noin puoli tuntia. 

Osassa automaattihavainnoista on jo mukana järjestelmän ulkopuolelta tuleva, lähinnä säätutkan havaintoihin perustuva CB-syöte.

CAVOK-määritelmä

CAVOK-koodilla voidaan korvata näkyvyys-, vallitseva sää- ja pilvisyys -ryhmät. CAVOK-koodia voidaan käyttää tilanteissa, jolloin ei ole havaittu operatiivisesti merkittäviä pilviä eikä operatiivisesti merkittäviä sääilmiöitä. Lisäksi vallitsevan näkyvyyden on oltava vähintään 10 kilometriä siten, ettei havainnossa ole mukana huonomman näkyvyyden ryhmää.

Myös automaattihavainnoissa käytetään CAVOK-koodia. Tällöin tieto perustuu luonnollisesti siihen, mitä automaattilaitteet ovat havainneet. CAVOK-koodia voidaan käyttää automaattihavainnoissa myös niillä kentillä, joilla ei ole käytössä CB-tunnistetta.

Lämpötila ja kastepiste

Lämpötila- ja kastepistetietoja käytettäessä tulee huomioida, että ne kuvaavat vain mittauspisteen olosuhteita melko lähellä maanpintaa. Mittauskorkeus on noin 2 metriä. Lämpötila ilmoitetaan yhden Celsius-asteen tarkkuudella.

Paine

METAR-sanomassa ilmoitettava ilmanpaine on aina QNH-arvo eli ilmanpaine on redukoitu keskimääräisen merenpinnan tasolle. QNH-arvo ilmoitetaan kokonaisina hehtopascaleina (hPa) ja se pyöristetään aina alempaan kokonaislukuun.

Havaintosanoman lopussa mahdollisesti olevat koodit

TREND

Laskeutumisennuste eli TREND (Trend forecast) tehdään Suomessa ainoastaan Helsinki-Vantaalle. TRENDissä ennustettava ajanjakso on kaksi seuraavaa tuntia havaintohetkestä laskien. TRENDissä käytetään pitkälti samoja merkintöjä ja raja-arvoja kuin METARissa (lisätietoja: http://www.ilmailusaa.fi/lentosaapalvelut.pdf).

WS

Manuaalissa lentosäähavainnoissa voidaan ilmoittaa myös laskun tai nousun aikana havaitusta tuuliväänteestä (Wind Shear) kentän pinnan ja 1600 jalan välillä. Tällöin WS-lyhenteen perässä on maininta, mitä kiitotietä ilmoitus koskee (esim. WS R22L tai WS ALL RWY). 

Laadunvarmistus

Lentosäähavainnoille ei tehdä samanlaista laadunvarmistusta kuin tavallisille pintasäähavainnoille. Laatu perustuu antureiden kalibrointiin ja huoltoihin sekä niiden sijoituspaikkoihin lentokentillä. Automaattisia lentosäähavaintoja ei tarkasteta manuaalisesti ennen niiden julkaisua METAR-sanomana, joten sanoma saattaa perustua myös osin virheelliseen tietoon. Manuaalisen lentosäähavainnon automaattisesti päivittyvät osat tarkastaa havainnontekijä ennen lähetystä.

Suomen METAR-sanomat XML-muotoisina avoimen datan jakeluun

Suomen lentopaikoille tuotettavat METAR-sanomat jaetaan XML-muodossa IL:n avoimen data WFS-palvelun kautta. Jakelumuodoksi on valittu ICAO Meteorological Information Exchange Model (IWXXM) versio 1.0, joka tarjoaa XML-tietomuodon METAR-viestien lisäksi SPECI, TAF ja SIGMET-viesteille. 

WFS-rajapinnan kautta jaettavat IWXXM-muotoiset METAR-sanomat sisällytetään FMIAVI-skeeman mukaisiin elementteihin, jotka sisältävät standardin mukaisen IWXXM-viestin lisäksi viestin luomiseen liittyvää metadataa. Konvertoitavien viestien tapauksessa metadataan sisällytetään alkuperäinen tekstimuotoinen METAR-sanoma, tieto käytetystä konversiotyökalusta, muunnoksen suorittamisaika, sekä mahdollisesti digitaalinen allekirjoitus. Allekirjoituksen avulla voidaan myöhemmin tarkistaa, että ko. viesti on peräisin IL:stä, ja ettei sen sisältöä ole tahallisesti tai tahattomasti muutettu allekirjoittamisen jälkeen. Lentosääsanomien tapauksessa tällaisesta jälkikäteen tehtävästä tarkistusmahdollisuudesta voi olla merkittävää hyötyä esimerkiksi selvitettäessä onnettomuus- tai vaaratilanteissa käytettävissä olleita säätietoja.