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

Suomenlahden keskivirtauksia tutkittaessa huomioitava myös kumpuamiset

Suomenlahden keskivirtauksia tutkittaessa huomioitava myös kumpuamiset

Ilmatieteen laitoksen tutkijat ovat selvittäneet laskennallisten merimallien kykyä simuloida virtauksia Suomenlahdella. Merimallien kyky kuvata virtauksia on tärkeää arvioitaessa esimerkiksi ravinteiden leviämistä Suomen merialueilla tai öljyn kulkeutumista.

Suomenlahti on monipuolisuutensa vuoksi erinomainen laboratorio merimallien suorituskyvyn tutkimiseen. Tutkimuksessa havaittiin, että suhteellisen lyhytaikaiset ilmiöt kuten kumpuamiset voivat näkyä Suomenlahden keskivirtauskentässä merkittävällä tavalla. "Siksi onkin tärkeää, että mallit kykenevät kuvaamaan niitä mahdollisimman hyvin ", toteaa Ilmatieteen laitoksen tutkija Antti Westerlund.

Tutkimuksessa selvitettiin, miten fysikaaliset prosessit, kuten kumpuaminen, näkyvät Suomenlahden keskivirtauskenttää mallinnettaessa. Kumpuamisessa kylmempää vettä nousee rannikolla alemmista kerroksista pintaan sopivien tuuliolojen vallitessa. Tutkimuksessa kävi ilmi, että kumpuaminen, ja yleisemminkin samankaltaiset suhteellisen lyhytaikaiset ilmiöt, saattavat merkittävästi näkyä Suomenlahden keskivirtauskentässä. Näin ollen on tärkeää, että tämän kaltaiset ilmiöt on malleissa kuvattu hyvin. Kumpuamisiin liittyy lämpötilamuutosten lisäksi hieman kauempana rannikolta voimakas rannikonsuuntainen virtaus.Tutkimuksessa löydettiin myös kehityskohteita, joihin paneutumalla mallien kykyä simuloida virtauksia voidaan parantaa.

Monien merten ympäristöongelmien taustalla on fysikaalisten ja biologisten ilmiöiden monimutkaisia vuorovaikutuksia. "Jos meren virtausten malleja saadaan parannettua, voidaan esimerkiksi arvioida entistä tarkemmin miten Itämereen joutuvat ravinteet leviävät", Westerlund toteaa. Näin myös virtausennusteisiin pohjautuvien biokemiallisten mallitulosten luotettavuus kohenee. Tästä hyötyvät kaikki merten ympäristöongelmista kiinnostuneet tutkijoista kansalaisiin ja päättäjiin.

Ilmatieteen laitoksen tutkijat ovat selvittäneet yhteistyössä Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) ja Venäjän valtion hydrometeorologisen yliopiston (RSHU) kanssa virtauskenttien mallinnusta Suomenlahdella. Suomenlahti on erinomainen laboratorio merimallien suorituskyvyn arvioimiseen. Monimutkainen rantaviiva, vaihtelevat sääolot ja suuret jokivirtaamat tekevät Suomenlahdesta haastavan ympäristön kaikille merimalleille. Laskennalliset merimallit ovat tärkeä työkalu merten tutkimuksessa. Ne ovat yleensä supertietokoneilla ajettavia monimutkaisia ohjelmistoja, jotka pyrkivät kuvaamaan meren tilaa. Perusrakenteeltaan ne ovat samankaltaisia kuin ilmakehämallit, joita Ilmatieteen laitos hyödyntää sääennusteiden tuottamisessa. Laskennallisia merimalleja voidaan käyttää esimerkiksi merten ympäristöongelmien kartoittamiseen. Eräs merimallien keskeisistä sovelluskohteista on ainesten kulkeutumisen arviointi. Jotta laskennalliset merimallit kykenevät arvioimaan oikein esimerkiksi ravinteiden, kemikaalien tai öljyn kulkeutumista meressä, niiden pitää mallintaa merten virtauksia riittävällä tarkkuudella.

Tutkimuksessa hyödynnettiin Suomenlahti-vuonna 2014 kerättyä kattavaa mittausaineistoa suolan ja lämpötilan jakautumisesta Suomenlahdella. Tällaisten laajojen, kansainvälisenä yhteistyönä tuotettujen mittausaineistojen hyödyllisyys näkyi tutkimuksessa selvästi. Tutkimuksessa korostui myös virtausmittausaineistojen tarpeellisuus. Tutkimuksessa käytettiin eurooppalaisena yhteistyönä kehitettyä avoimen lähdekoodin NEMO-mallia. Tutkimus julkaistiin Oceanologia -lehdessä. Ilmatieteen laitoksen osuutta tutkimuksesta rahoittivat Maj ja Tor Nesslingin säätiö sekä Euroopan unionin ja Venäjän yhteistyötä kehittävän ERA.Net –ohjelman EXOSYSTEM-projekti.

Lisätietoa:

Tutkija Antti Westerlund, puh. 050 465 4613, antti.westerlund@fmi.fi

Ryhmäpäällikkö Laura Tuomi, puh. 040 861 7967, laura.tuomi@fmi.fi

Westerlund A., Tuomi L., Alenius P., Miettunen E., Vankevich R. E.. Attributing mean circulation patterns to physical phenomena in the Gulf of Finland. Oceanologia, 60(1):16-31, 2018. doi.org/10.1016/j.oceano.2017.05.003

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0078323417300623


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