Uusia menetelmiä tutkapohjaisten sade-ennusteiden tuottamiseen kaupunkiympäristössä

Luotettavat sade- ja tulvaennusteet ovat kriittisen tärkeitä etenkin tiheästi asutuilla kaupunkialueilla. Tutkimuksessa kehitettiin uusia menetelmiä sateen ennustamiseen käyttäen suurkaupunkialueella sijaitsevaa tutkaverkkoa.

Sateen lähihetkiennustamisella (nowcasting) tarkoitetaan lyhyitä, eli 1–3 tunnin päähän ulottuvia nopeasti päivittyviä ennusteita. Tällaiset ennusteet ovat tärkeitä etenkin tiheästi asutuilla kaupunkialueilla, joissa nopeasti kehittyvät rankkasateet voivat aiheuttaa tuhoisia tulvia. Lisäksi ennusteita on tuotettava korkealla paikkaresoluutiolla, koska kaupunkiympäristöissä olevat valuma-alueet voivat olla pieniä (alle 1 km2). Tutkimuksessa kehitettiin uusia laskennallisesti tehokkaita menetelmiä tähän tarkoitukseen.

Tutkimus tehtiin käyttäen Dallas-Fort Worthin alueella Yhdysvalloissa sijaitsevaa CASA-tutkaverkkoa. Verkko koostuu kahdeksasta X-alueen tutkasta kattaen yli kuuden miljoonan asukkaan suurkaupunkialueen. Uutta teknologiaa käyttävä tutkaverkko mahdollistaa sademittausten tekemisen tavanomaisia tutkia korkeammalla paikka- ja aikaresoluutiolla (250 metriä ja 1 minuutti). Tutkimuksessa saatiin siten arvokasta tietoa Ilmatieteen laitoksen tulevia tutkahankintoja varten. Kehitetyillä menetelmillä voidaan myös tuottaa syötedataa kaupunkitulvien ennustamisessa käytettäville hydrologisille malleille.

Tutkimus toteutettiin osana Yhdysvaltain kansallisen tiedesäätiön (NSF) HAZARD-SEES-ohjelmaa sekä Suomalaisen Tiedeakatemian ja säätiöiden Post doc-poolin myöntämällä apurahalla. Apuraha kattaa tutkija Seppo Pulkkisen kahden vuoden työskentelyjakson Colorado State Universityssa professori V. Chandrasekarin johtamassa tutkimusryhmässä.

Lisätietoja:

tutkija Seppo Pulkkinen, Ilmatieteen laitos, seppo.pulkkinen@fmi.fi

Pulkkinen, S., Chandrasekar, V., and Harri, A.-M., Fully Spectral Method for Radar-Based Precipitation Nowcasting, IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2019, https://doi.org/10.1109/JSTARS.2019.2908974

Pulkkinen, S., Chandrasekar, V., and Harri, A.-M., Stochastic Spectral Method for Radar-Based Probabilistic Precipitation Nowcasting, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, 2019, https://doi.org/10.1175/JTECH-D-18-0242.1