Mainingin vaikutuksista merelliseen rajakerrokseen saatu yllättäviä tutkimustuloksia

Ilmatieteen laitos on ollut mukana tutkimassa merellisen rajakerroksen käyttäytymisestä mainingin vallitessa. Merellisten rajakerrosten tutkimuksessa ilmeni täysin uutena tuloksena, että nopean mainingin vallitessa merenpinnan kitka vastoin odotuksia kasvaa tietyssä tilanteessa. Aikaisemmin on oletettu, että tuulen kanssa samansuuntainen maininki ei vaikuta lainkaan tai aiheuttaa kitkan pienenemistä. Kitkan kasvaminen hidastaa tuulta.

Kun aallokko merellä kasvaa, meren ja ilman välinen rajakerros muistuttaa maan ja ilman välistä rajakerrosta. Sen sijaan siitä, mitä tapahtuu aallokon heikentyessä eli mainingin aikaan tiedetään paljon vähemmän. Maininki tarkoittaa aallokkoa, joka kulkee nopeammin kuin tuuli eli tällöin tuuli on heikentynyt, mutta aallokko kulkee edelleen edeltäneen voimakkaamman tuulen nopeudella.

–Mainingin aikaan tapahtuu siis jotakin erikoista, johon maan yläpuolella olevan rajakerroksen teoriat eivät päde. Kitkan kasvu tuulen suuntaisen mainingin vallitessa on yllättävä tulos, ja tutkimuksessa on pyritty selvittämään, missä tilanteissa näin tapahtuu, Ilmatieteen laitoksen tutkimusprofessori Kimmo Kahma kertoo.

Uusi tutkimus on jatkoa vuonna 2009 valmistuneelle Ilmatieteen laitoksen, Uppsalan yliopiston ja Miamin yliopiston yhteishankkeelle. Uudessa tutkimuksessa on analysoitu sekä Itämereltä että Tyyneltä valtamereltä mitattuja aineistoja. Tyynellä valtamerellä havaittiin samat ilmiöt kuin Itämerellä, mutta siellä esiintyi myös Itämerellä harvinaisia nopean mainingin tilanteita.

Meren ja ilman välisen rajakerroksen toiminnan ymmärtäminen mainingin vallitessa on tärkeää, koska maapallon pinnasta 70 % on valtamerten peitossa, ja maininki on valtamerillä yleisempää kuin kasvava aallokko. Rajakerroksen oikeampi malli parantaisi sääennustemalleja ja erityisesti merialueiden sääennusteita, ilmastomalleja sekä hiilidioksidin vaihdon globaalin taseen laskun tarkkuutta. Toistaiseksi mainingin vaikutusta ei vielä ole liitetty malleihin.

Bounday-Layer Meteorology -lehdessä tänä keväänä julkaistussa artikkelissa on ollut kirjoittajina Uppsalan yliopiston, Miamin yliopiston, John Hopkinsin yliopiston sekä Ilmatieteen laitoksen tutkijoita.

Lisätietoja:

Tutkimusprofessori Kimmo Kahma, puh. 029 539 6429, kimmo.kahma@fmi.fi