Drooneilla tehdyillä mittauksilla tuotettiin uutta tietoa alailmakehän rakenteesta talvella

Ilmakehän alimpien satojen metrien kerrosta tutkittiin etenkin useiden erityyppisten droonien avulla. Päähuomio oli tapauksissa, jolloin ilma oli kylmintä aivan lumen pinnan tuntumassa ja lämpeni ylöspäin mentäessä. Tällaisia tilanteita esiintyy talvella ja kesäöinä, kun tuuli on heikkoa ja taivas pilvetön. Näissä tilanteissa alailmakehän pystyrakenne voi muuttua nopeasti, mikä vaikuttaa lämpötilaan. Hailuodossa tehdyt mittaukset osoittivat, että muutoksien syyt liittyvät usein ilmakerrosten sekoittumiseen, jota aiheuttavat tuulen nopeuden ja suunnan erot ilmakerrosten välillä sekä ilmakehän sisäisten näkymättömien aaltojen murtuminen.

Ilmakehän alimpien kymmenien metrien kuvaus säänennustus- ja ilmastomalleissa on haasteellista nimenomaan kylminä tyyninä talvitilanteina, jolloin mallien virheet lämpötilan suhteen ovat tyypillisesti suurimmat. Hailuodon mittauskampanjat toivat paljon uutta yksityiskohtaista havaintoaineistoa, jota voidaan hyödyntää mallien parantamisessa.

Kaksi kuukauden mittaista mittauskampanjaa toteutettiin helmikuussa 2017 ja 2018. Niiden aikana mitattiin ilman lämpötilaa, kosteutta, tuulta, turbulenttista sekoittumista ja sen aiheuttamaa lämmön ja kosteuden kuljetusta, ilmakehässä esiintyviä aaltoja sekä auringonsäteilyä ja ilmakehän ja maapallon pinnan lämpösäteilyä. Mittauksissa käytettiin sekä lennokki- että kopteri-tyyppisiä drooneja, akustisia ja optisia kaukokartoituslaitteita sekä perinteisiä instrumentoituja säämastoja. Mittavat havaintoaineistot on nyt koottu yhteen, esikäsitelty ja analysoitu ensimmäisten tulosten osalta. Ne tarjoavat mahdollisuuksia myös jatkotutkimuksille, sekä rajakerroksen prosessien ymmärtämisen että säänennustusmallien kehittämisen näkökulmista.

Norjalaisten koordinoimaan tutkimushankkeeseen osallistui yli 20 tutkijaa Norjasta, Suomesta, Saksasta, Yhdysvalloista, Hollannista ja Venäjältä. Norja myös rahoitti mittauskampanjat sekä suurimman osan havaintojen analyyseistä. Yhteenveto tehdyistä mittauksista sekä tutkimuksen ensimmäisistä tuloksista on äskettäin julkaistu kansainvälisesti arvostetussa Bulletin of American Meteorological Society -lehdessä.

Lisätietoja:

Tutkimusprofessori Timo Vihma, Ilmatieteen laitos, puh. 050 412 6365, timo.vihma@fmi.fi

Ilmatieteen laitokselta artikkelin kanssakirjoittajina olivat myös Hada Ajosenpää, Rostislav Kouznetsov, Ewan O’Connor, Irene Suomi ja Gabin Urbancic.

Kral, S. T., J. Reuder, T. Vihma, I. Suomi, K. Flacké Haualand, G. H. Urbancic, B. R. Greene, G.-J. Steeneveld, T. Lorenz, B. Maronga, M. O. Jonassen, H. Ajosenpää, L. Båserud, P. B. Chilson, A. A. M. Holtslag, A. D. Jenkins, R. Kouznetsov, S. Mayer, E. A. Pillar-Little, A. Rautenberg, J. Schwenkel, A. Seidl and B. Wrenger. (2020). The Innovative Strategies for Observations in the Arctic Atmospheric Boundary Layer Project ISOBAR - Unique fine-scale observations under stable and very stable conditions. Bull. Am. Meteorol. Soc., doi: 10.1175/BAMS-D-19-0212.1.

Linkki tutkimukseen: https://www.researchgate.net/project/Innovative-Strategies-for-Observations-of-the-Artic-Atmospheric-Boundary-LAyeR-ISOBAR