Tutkimusta kolmella toimialalla

Meteorologian ja meritieteen tutkimusohjelmassa tehdään meteorologista, ilmakehätieteellistä ja fysikaalista meritieteellistä perus- ja soveltavaa tutkimusta. Tutkimuskohteina ovat muun muassa eri aikaskaalojen ennustemallit, tutkimusaloihin liittyvät tieteelliset sovellukset ja kaukokartoitushavainnot sekä ilmastonmuutoksen vaikutukset ja niihin sopeutuminen.
 
Ilmastontutkimusohjelmassa tehdään ilmastojärjestelmän eri osiin liittyvää perus- ja soveltavaa tutkimusta. Tutkimuksen kohteina on erityisesti mennyt, nykyinen ja tuleva ilmasto sekä ilmakehän koostumus ja sen vaikutukset ilmastonmuutokseen ja ilmanlaatuun. Osa ohjelman työntekijöistä työskentelee Kuopion toimipisteessä.
 
Avaruus- ja kaukokartoituskeskus vastaa polaarialueiden ja lähiavaruuden tutkimuksesta ja toimintaan liittyvästä teknologian kehittämisestä. Tutkimuksen kohteina ovat erityisesti arktinen tutkimus sekä kaukokartoitus, uudet havaintomenetelmät ja avaruus. Avaruus- ja kaukokartoituskeskukseen kuuluvat Arktinen avaruuskeskus ja Sodankylän toimipiste.

Tiedeuutiset

Vuosittain julkaisemme noin 300 kansainvälisesti ennakkotarkastettua julkaisua.

Tiedeuutisissa kertomme Ilmatieteen laitoksen tutkimuksista ja niiden tärkeimmistä tuloksista kansantajuisesti.

« Takaisin

Lumikiteiden muodolla merkittävä vaikutus ilmastosimulaatioihin

Lumikiteiden muodolla merkittävä vaikutus ilmastosimulaatioihin

Lumi koostuu muodoltaan vaihtelevista, usein epäsäännöllisistä lumikiteistä. Ilmastomallilla simuloitu ilmasto riippuu yllättävän paljon siitä, mikä oletetaan lumikiteiden muodoksi laskettaessa lumen aiheuttamaa auringonsäteilyn heijastumista.

Puhdas lumi on valkoista, joten se heijastaa takaisin suurimman osan auringonsäteilystä, etenkin näkyvän valon aallonpituuksilla. Prosessi on kuitenkin monimutkainen: lumen heijastus on seurausta lukemattomien, kooltaan ja muodoltaan suuresti vaihtelevien lumikiteiden aiheuttamasta säteilyn sironnasta. Useimmissa tutkimuksissa lumen aiheuttama sironta on laskettu olettamalla lumikiteet yksinkertaisuuden vuoksi pallonmuotoisiksi. Tiedetään kuitenkin hyvin, että ei-pallomaisten kappaleiden (siis myös lumikiteiden) aiheuttama sironta poikkeaa systemaattisesti pallojen aiheuttamasta.

Ilmatieteen laitoksen johtamassa tutkimuksessa korvattiin NorESM-ilmastomallissa pallomaisiin lumikiteisiin perustuva lumen heijastuskyvyn eli albedon laskentatapa ei-pallomaisiin lumikiteisiin perustuvalla. Kun lumikiteet oletettiin ei-pallomaisiksi, lumen albedo kasvoi hieman, n. 2-3 prosenttiyksiköllä. Näin ollen lumeen imeytyi vähemmän auringonsäteilyä. Tämän seurauksena mallin simuloima ilmasto muuttui huomattavasti kylmemmäksi: esim. maapallon keskilämpötila oli yli asteen alempi kuin kokeessa, jossa lumikiteet oletettiin pallonmuotoisiksi.  Suurehko muutos lämpötilassa selittyy alkuperäistä muutosta voimistavolla palauteilmiöillä: lumen albedon suurentuminen myöhensi lumen ja merijään sulamista keväällä, mikä entisestään suurensi eroa auringonsäteilyn heijastumisessa verrattuna kokeeseen, jossa lumikiteet oletettiin pallonmuotoisiksi.

Kaiken kaikkiaan tutkimus osoittaa, että lumen albedon käsittelytapa voi vaikuttaa huomattavasti ilmastomallin simuloimaan ilmastoon. Lumen albedo riippuu lumikiteiden muodon lisäksi muistakin tekijöistä, kuten kiteiden koosta ja lumessa olevista epäpuhtauksista. Mallien tarkentamiseksi tarvittaisiin siksi entistä perusteellisempia havaintoja sekä lumen albedosta että lumen muista fysikaalisista ominaisuuksista.

Tutkimus sai rahoitusta mm. Suomen Akatemialta ja siihen osallistui Ilmatieteen laitoksen lisäksi tukijoita Helsingin yliopistosta ja Norjasta.

Lisätietoja:

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

 

Räisänen, P., Makkonen, R., Kirkevåg, A., and Debernard, J. B.: Effects of snow grain shape on climate simulations: sensitivity tests with the Norwegian Earth System Model, The Cryosphere, 11, 2919-2942, https://doi.org/10.5194/tc-11-2919-2017, 2017.

https://www.the-cryosphere.net/11/2919/2017/


Lisää tiedeuutisia arkistossamme

Yhteyshenkilöt

Tieteellinen johtaja Ari Laaksonen
puh. 029539 5530

Meteorologia ja meritiede:
Toimialajohtaja Sami Niemelä
puh. 029 539 4172

Ilmastontutkimus:
Toimialajohtaja Hannele Korhonen
puh. 029 539 2135

Avaruus- ja kaukokartoitus:
Toimialajohtaja Jouni Pulliainen
puh. 029 539 4701

Tiedeuutiset:
viestintäasiantuntija Eija Vallinheimo
puh. 029 539 2231