Lumen pinnan hienokarkeus vaikuttaa sen heijastavuuteen

Lumen hienokarkeuden vaikutusta lumen heijastavuuteen tutkittiin sekä kokeellisin mittauksin että teoreettisesti mallintamalla. Koska lumi on maapallon pinnan kirkkaimpia materiaaleja ja se peittää suuria alueita maapallosta pitkiä aikoja, sen heijastavuuden luotettava mallinnus on tärkeää maapallon energiataseen sekä säätilan ja ilmaston tilan arvioinnin kannalta.

Tuloksena oli yksinkertainen ja helppokäyttöinen malli, jolla pinnan karkeus voidaan ottaa huomioon heijastavuudessa. Suurin vaikutus pinnan karkeudella on, kun aurinko on alhaalla ja lumi on vanhaa: Suomessa siis sulamiskauden lopussa sekä aamuisin ja iltaisin. Ilmiö voimistuu sulamiskauden aikaistuessa ilmastonmuutoksen seurauksena. Mittauksissa havaittiin hienokarkeuden tummentavan lumipintaa yli 10 %.

Tutkimuksessa käytettiin SNORTEX-kampanjassa Sodankylässä vuonna 2009 kerättyä mittavaa lumen ominaisuuksien aineistoa ja fotonin uudelleensiroamistodennäköisyyteen perustuvaa lähestymistapaa. Tuloksena oli yksinkertainen malli, jonka avulla voidaan helposti huomioida luonnon lumipinnan epätasaisuuden vaikutus kokonaisheijastukseen.

Työ toteutettiin yhdessä Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksen ja Météo-Francen/CNRS:n kanssa.

Lisätietoja:

Erikoistutkija Terhikki Manninen, puh. 0504077899, terhikki.manninen@fmi.fi

Tutkija Kati Anttila, puh. 0504412298, kati.anttila@fmi.fi

Manninen, T., Anttila, K., Jääskeläinen, E., Riihelä, A., Peltoniemi, J., Räisänen, P., Lahtinen, P., Siljamo, N., Thölix, L., Meinander, O., Kontu, A., Suokanerva, H., Pirazzini, R., Suomalainen, J., Hakala, T., Kaasalainen, S., Kaartinen, H., Kukko, A., Hautecoeur, O. and Roujean, J.-L., 2021, ”Effect of small-scale snow surface roughness on snow albedo and reflectance”, The Cryosphere, Vol. 15, No. 2, pp. 793 – 820. DOI = 10.5194/tc-15-793-2021, https://tc.copernicus.org/articles/15/793/2021/