Tutkassa näkyy muutakin kuin sadetta

Säätutka mittaa mikroaaltojen sirontaa, jonka ominaisuuksista tulkitaan, sataako jossain vai ei. Aina tämä tulkinta ei osu kohdalleen. Ilmatieteen laitos on mukana useissa kansainvälisissä hankkeissa, joissa näitä ongelmia yritetään ratkaista. Seuraavassa on yleisimpiä ongelmatilanteita.


Selkämerellä näkyvät tutkakaiut aiheutti todellisuudessa häiriölähetin, joka lähetti 18.10.2014 mikroaaltoja Ikaalisten tutkan käyttämällä taajuudella. Häiriö kesti vain lyhyen aikaa eikä sitä ole voitu paikallistaa. Kuva on peräisin verkkopalvelumme zoomattavasta tutkakartasta.

Mikroaallot heijastuvat muualta kuin sadepisaroista

Mikroaaltojen heijastukset kukkuloista, tuntureista ja rakennuksista voidaan yleensä tunnistaa, koska havaitaan aaltojen siroavan liikkumattomasta kohteesta. On kuitenkin huomattu, että esimerkiksi Rokua Pohjois-Suomessa näkyy kuvissa kovalla tuulella, mikä johtuu mäen päällä olevien puiden ja mastojen heilumisesta. Myös tuulivoimaloiden roottorien liike vaikeuttaa kappaleen tunnistamista.

Tietyissä olosuhteissa saadaan heijastuksia myös meren aalloista, laivoista ja muuttolintuparvista. Niitä yritetään vähentää kaksoispolarisaatioteknologian avulla. Sirottavan kappaleen nopeus voi olla hyvin samanlainen kuin sadepisaroiden nopeus, mutta niiden muoto on erilainen, ja kaksoispolarisaation avulla saadaan tietoa kappaleen muodosta.

Muut mikroaaltojen lähteet

Kansainvälisin sopimuksin on päätetty, mitä taajuusalueita saa käyttää mihin tarkoituksiin. Lähialueen tutkankäyttäjät valitsevat taajuuden sopimusten rajoissa, niin että naapuritutkat eivät häiritse toisiaan. Joskus kuitenkin havaitaan tietoliikennelähetyksiä luvattomilla taajuuksilla. Myös auringosta tulee pieni määrä tutkan käyttämän taajuuden aaltoja.

Koska tutka käyttää signaalin saapumisaikaa kohteen etäisyyden määrittämiseen, jatkuvasti lähettävät kohteet näyttävät olevan kaikilla etäisyyksillä ja näkyvät kuvissa viivoina tai sektoreina. Pulsseja lähettävä kohde luo kaarevia raitoja tai viivanpätkiä.

Vieraiden lähettimien kaikuja koetetaan poistaa kuvankäsittelymenetelmillä, ja taajuushallintoasioissa teemme yhteistyötä kotimaisten ja ulkomaisten viranomaisten kanssa.

Kaukaiset rajuilmat

Jos tutkan 250 kilometrin mittausalueen ulkopuolella, esimerkiksi Baltiassa, on voimakkaita korkeita sadekuuroja, ne voivat aiheuttaa sektorinmuotoisen heijastuman 250 km lähemmäksi - 270 km päässä oleva sade näyttää olevan 20 km päässä. Tällainen siirtymä on niin paljon aitoa kaikua heikompi, että se näkyy kuvissa vai kovimpien rajuilmojen aikana, tyypillisesti helteisinä kesäpäivinä.

Mittauskorkeuden vaikutus

Maapallon kaarevuuden takia tutkasäde nousee etäisyyden myötä yhä korkeammalle maanpinnasta. Kaukana antennista mittaus tehdään niin korkealla, että siellä mitattu sade saattaa mittauskorkeuden alapuolella haihtua tai ajelehtia tuulen mukana kauas, jolloin samassa kohdassa maanpinnalla ei sadakaan. 

Jos sade tulee matalasta pilvestä kaukana tutkasta, tutka voi mitata pelkkää kuivaa ilmaa sateen yläpuolella, ja kuvassa näyttää siltä, ettei sada. Erityisesti tämä on ongelma tihkusateessa ja matalissa lumisateissa, joita esiintyy etenkin alkutalvesta järvien ja meren läheisyydessä. Tilannetta voidaan parantaa vain tihentämällä tutkaverkkoa.

Matalia keväisiä sadekuuroja. Tutkakuvassa (vasemmalla) ne näkyvät vain lähellä Luoston ja Utajärven tutkia, satelliittikuvasta (oikealla) nähdään että kuuroja on myös kauempana. Tutkakuvan valkoinen pohja näyttää mihin asti on yritetty mitata - reunoilla mittaus on tehty kuuropilvien yläpuolella.
Monet ilmakehän ilmiöt vaikuttavat siihen, mitä tutkakuvassa näkyy.