Tiedotearkisto: 2007

Väitöstyö parantaa vuoristojen käsittelyä säämallissa

17.10.2007 10:00

Ilmatieteen laitoksen tutkija Laura Rontu väittelee 26. lokakuuta. Väitöstyössä on kehitetty maanpinnan korkeusvaihtelujen käsittelymenetelmiä pohjoismaiseen HIRLAM-säänennustusmalliin.

Kuva: Laura Rontu

Ilmakehätutkimukseen sekä sään ja ilmaston ennustamiseen käytettävät numeeriset mallit kuvaavat ilmakehän tilaa maapallon vaihtelevien pinnanmuotojen yllä. Vuoristot, tunturit ja mäet synnyttävät ilmavirtaukseen erikokoisia ja eriluonteisia pyörteitä ja aaltoja, jotka voivat levitä pitkälle ilmakehän yläkerroksiin. Aurinkoiset rinteet lämpiävät ja jäähtyvät eri tavalla kuin varjoisat laaksot. Lämmityserot synnyttävät paikallisia tuulia. Pinnanmuodot vaikuttavat sateen jakautumiseen ja sääjärjestelmien liikkeeseen. Pinnan rosoisuus, pienemmät ja suuremmat mäet ja vuoret aiheuttavat ilmavirtaukseen erikokoisia ja eriluonteisia pyörteitä ja aaltoja. Kaikkia näitä ilmiöitä sääennustusmallin pitäisi osata käsitellä.

Väitöstyössä on kehitelty vuoristovaikutusten laskentamenetelmiä pohjoismaista HIRLAM-sääennustusmallia varten. Mallin tarvitsemat maanpinnan korkeustiedot johdetaan tarkasta digitaalisesta karttatiedosta. Väitöstyössä käsitellään orografian kuvausta, mallinnuksen skaalariippuvuuksia sekä eri prosessien vuorovaikutuksia. Työssä kehitellään myös mallitulosten todentamis- ja arviointimenetelmiä. Nyt kehitettyjä, sovellettuja ja arvioituja menetelmiä otetaan parhaillaan Ilmatieteen laitoksen päivittäiseen ennustuskäyttöön HIRLAM-mallissa.

Tehdäkseen hyviä sääennusteita ilmakehämallit tarvitsevat tarkkaa tietoa maanpinnan muodoista. Mallin perusyhtälöt eivät pysty suoraan käsittelemään kaikkia maanpinnan vaihtelun yksityiskohtia. Siksi mallin hilaväliä pienemmät piirteet tavallisesti suodatetaan pois. Pienimpien esteiden vaikutukset ilman liikkeisiin pitää mallintaa erikseen. Ilmakehämallin kannalta tällaisia pienilmiöitä sanotaan alihilaisiksi. Niiden käsittelyyn tarvitaan monenlaisia käsitteitä ja teorioita, koska ilmiöt ovat erikokoisia ja erilaatuisia. Pienimmät vuoriston ilmakehään synnyttämät aallot ovat toisille malleille alihilaisia, toisille suoraan perusyhtälöistä ratkaistavissa. Tiheähilaisten mallien toivotaan antavan yksityiskohtaisempaa tietoa paikallissäästä, vaikkapa vuoristoseutujen tuuli- ja lämpöoloista, mutta harvahilaistenkin mallien pitää keskimäärin kuvata oikein pinnan ja ilmakehän vuorovaikutusta.

FL Laura Rontu kirjoitti ylioppilaaksi Roihuvuoren yhteiskoulusta 1974. Hän on suorittanut FM-tutkinnon Helsingin yliopiston meteorologian laitoksessa vuonna 1980 ja FL-tutkinnon vuonna 1985.

Rontu väittelee 26.10. kello 12 Helsingin yliopiston matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan Ilmakehätieteiden laitoksessa. Väitöstilaisuus järjestetään Exactumin salissa CK112. Väitöksen englanninkielinen otsikko on "Studies on orographic effects in a numerical weather prediction model". Vastaväittäjänä on prof. Branko Grisogono Zagrebin yliopistosta Kroatiasta.

Lisätietoja:

Tutkija Laura Rontu, puh. (09) 1929 4134,
laura.rontu@fmi.fi