Tiedotearkisto: 2009

Väitös: Kevään tulvahuippuja voidaan ennustaa uudella mittausmenetelmällä

11.5.2009 8:30

Tutkamenetelmän tulkitsema suhteellinen lumenpeittoala Pohjois-Suomessa 15.5.2008.

Ilmatieteen laitoksen tutkija Kari Luojus väittelee 15. toukokuuta. Väitöstyössä on kehitetty uusia mittaustapoja seurata lumipeitteen muutoksia havumetsävyöhykkeellä. Uudet mittausmenetelmät helpottavat lumipeitteen seurantaa etenkin keväisin, jolloin tietoja tarvitaan tulvaennusteiden tekemisessä.

Väitöskirjatutkimuksessa on kehitetty operatiivisia menetelmiä lumipeitteen seurantaan käyttäen hyväksi satelliitti-tutkainstrumenttien mittaamaa informaatiota. Tutkimuksen keskeisin saavutus on operatiiviseen käyttöön soveltuvan lumenpeittoalan arviointimenetelmän kehittäminen. Uuden tutkamenetelmän käyttö paikkaa optisen menetelmän jättämiä havaintoaukkojen niin ajallisesti kuin alueellisestikin.

Mittaustietoja myös yöllä ja pilvisellä säällä
Optisiin satelliittikuviin perustuvan lumenpeittoalan arviointimenetelmän suurin heikkous on mittaustiedon saatavuus vain päiväkuvista pilvettömien olosuhteiden vallitessa. Väitöksessä kehitetty menetelmä hyödyntää tutkainstrumenttien mittausdataa, jolloin lumenpeittoalaa voidaan arvioida pilvipeitteestä riippumatta ja mittaustietoja saadaan niin päivällä kuin yölläkin. Tutkainstrumentteja hyväksikäyttäen lumipeitteen tilan muutoksia voidaan seurata entistä tiheämmällä ajallisella ja alueellisella kattavuudella.
- Etenkin kevään sulamiskauden aikana voi tyypillisesti kulua päiviä tai viikkoja ilman optisille menetelmille soveltuvia mittausolosuhteita. Toisaalta päivittäiset havainnot ovat elintärkeitä tulvaennusteiden ja esivoimatuotannon optimoinnin kannalta varsinkin sulamiskauden huipun aikana, Ilmatieteen laitoksen tutkija Kari Luojus kertoo. Väitöskirjassa kehitetty menetelmää hyödynnetään jo osana Suomen ympäristökeskuksen operatiivista jokien virtaama- ja tulvaennustusjärjestelmää. Lumen suhteellinen peittoala on yksi ennustusjärjestelmän keskeisistä muuttujista.

Tuloksista hyötyä myös ilmastotutkimuksessa
Lumipeitteellä on vahva kytkentä sekä paikalliseen että globaaliin ilmastoon. Lumipeitteen seuranta mantereen laajuisessa tai globaalissa mittakaavassa on käytännössä mahdollista vain kaukokartoitusmenetelmiä hyväksikäyttäen. Väitöskirjatyössä kehitetty tutkamenetelmä soveltuu näihin tarkoituksiin; toistaiseksi satelliittitutkadatan saatavuus on kuitenkin rajoittanut menetelmän hyödyntämistä globaalissa mittakaavassa. Tulevaisuudessa kaukokartoitussatelliittien tutkainstrumenteilla saavutetaan koko maapallon kattava peittävyys, jolloin kehitettyä menetelmää voidaan hyödyntää globaalissa ilmastotutkimuksessa.

Lumipeitteen seuranta tutkakuvista perustuu kuivan lumen, märän lumen sekä paljaan maanpinnan erilaisiin vasteisiin tutkainstrumenttien mittaustuloksissa. Väitöskirjatyön tuloksena eri olosuhteiden tuottamat vasteet voidaan tunnistaa ja erottaa toisistaan, jolloin maanpinnalla vallitsevat lumiolosuhteet voidaan määritellä tutkakuvien perusteella. Kehitetty menetelmä pystyy hyödyntämään nykyisten operatiivisten satelliittien yleisimpien tutkainstrumenttien havaintoaineistoja. Väitöskirjatyössä kehitetyn lumenpeittoalan seurantamenetelmän tarkkuuden on havaittu olevan lähellä vastaavan optisen menetelmän suorituskykyä.

Kari Luojus (s. 1978 Vantaalla) kirjoitti ylioppilaaksi Martinlaakson lukiosta vuonna 1997. Luojus väittelee 15.5. kello 12 Teknillisessä Korkeakoulussa Espoossa, Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunnnassa, luentosalissa S4, Otakaari 5A.
Väitöksen englanninkielinen otsikko on Remote Sensing of Snow-Cover for the Boreal Forests Zone Using Microwave Radar. Vastaväittäjä on Dr. Jiancheng Shi, Institute for Computational Earth System Science (ICESS) University of California, Santa Barbara, USA

Lisätietoja:

Kari Luojus, puh. 040 505 8417, kari.luojus@fmi.fi