Missä vika, kun kevät on kylmä mutta lumi sulaa etuajassa?

Lumen sulanta keväällä vaikuttaa suuresti maanpinnan lämpö- ja vesitaseeseen ja edelleen kevään sääoloihin. Lumen sulanta-ajankohdan vertailu ilmastomallin ja havaintojen välillä paljasti kehitystarpeita etenkin maanpinnan energiatalouden käsittelyssä.

Lumen sulanta voi aiheuttaa kevättulvia, ja sen ajankohdalla on suuri merkitys myös kevään sääolojen kannalta: paljas maa imee itseensä auringonsäteilyä paljon tehokkaammin kuin lumipinta, jolloin maanpinta ja ilma pääsevät lämpenemään nopeasti. Ilmatieteen laitoksella vertailtiin ECHAM5-ilmastomallin simuloimaa lumen sulanta-ajankohtaa havaintoihin. Mielenkiintoisin tulos oli näennäinen ristiriita mallin simuloiman sulanta-ajankohdan ja kevään lämpötilojen välillä: monin paikoin lumi suli etuajassa, vaikka alkukevät oli hieman havaittua kylmempi.

Tutkimuksessa verrattiin ECHAM5-mallin simuloimaa lumensulannan ajankohtaa Euraasian pohjoisosissa satelliitti- ja lumilinjamittauksien antamiin tuloksiin. Sulanta-ajankohdan alueellinen jakauma oli pääpiirteissään samanlainen sekä mallissa että havainnoissa. Itä-Siperiassa lumi kuitenkin suli mallissa liian myöhään ja alkukevät oli huomattavasti havaittua kylmempi. Toisaalta pohjois-Euraasian länsi- ja keskiosissa lumi suli hieman liian aikaisin. "Mielenkiintoista tässä oli se, että myös lännessä mallin kevätlämpötilat olivat hieman liian kylmiä", kertoo tutkija Petri Räisänen Ilmatieteen laitokselta. Ongelman pääsyyksi osoittautui se, ettei ECHAM5 ota riittävän hyvin huomioon lumipeitteen vaihtelua mallin hilaruutujen (esim. 200 x 200 km alue) sisällä: pinnan lämpötila oletetaan samaksi sekä hilaruudun lumisilla että lumettomilla alueilla, vaikka todellisuudessa lumettomat alueet voivat olla paljon lämpimämpiä. Parannettavaa löytyi myös siitä, miten lumipintaa varjostavan metsän vaikutus käsitellään.

Tutkimuksen tulokset ovat hyödyksi ilmastomallien jatkokehityksen kannalta. Ensi vaiheessa on tarkoitus tutkia sitä, kuinka yleisesti samantyyppiset ongelmat vaivaavat muita globaaleja ilmastomalleja. Tutkimus sai rahoitusta Suomen Akatemialta, ja siihen osallistui Ilmatieteen laitoksen lisäksi tukijoita Helsingin yliopistosta, Geodeettiselta laitokselta ja Venäjältä.

Lisätietoja:

Erikoistutkija Petri Räisänen, puh. 029 539 2224, petri.raisanen@fmi.fi

Räisänen, P., Luomaranta, A., Järvinen, H., Takala, M., Jylhä, K., Bulygina, O. N., Luojus, K., Riihelä, A., Laaksonen, A., Koskinen, J., and Pulliainen, J.: Evaluation of North Eurasian snow-off dates in the ECHAM5.4 atmospheric general circulation model, Geosci. Model Dev., 7, 3037-3057, doi:10.5194/gmd-7-3037-2014, 2014.

http://www.geosci-model-dev.net/7/3037/2014/gmd-7-3037-2014.html