Uutinen 13.1.2011

Sääennustusmallit sääennusteiden perusta

Sääennustusmallit toimivat sääennusteiden pohjana jäljitellen ilmakehän toimintaa ja kehitystä. Ilmakehän kaoottisuuden takia sääennusteisiin liittyy aina epävarmuuksia.

Sääennustusmallit ovat ilmakehän käyttäytymistä kuvaavia laskentamalleja. Näiden avulla pyritään saamaan kattava kokonaiskuva sään kehityksestä muutamasta tunnista aina useiden päivien päähän. Mallit eivät ole täydellisiä vaan ne ovat aina yksinkertaistuksia todellisuudesta. Säämalleja kuitenkin kehitetään koko ajan ja ne edustavat tällä hetkellä olevaa parasta tietämystä ilmakehän toiminnasta.

Mallien erottelukyky tarkentuu

Sääennustemallit perustuvat ilmakehän dynamiikan ja fysiikan perusyhtälöiden ratkaisemiseen, eli luonnon lainalaisuuksiin. Numeerisessa laskennassa ilmakehä jaetaan joukoksi erillisiä pisteitä. Ilmakehän tilaa ja kehitystä kuvaavat yhtälöt ratkaistaan mahdollisimman tarkasti kussakin pisteessä erikseen. Ilmakehää kuvaavat matemaattiset yhtälöt ovat monimutkaisia ja toisiinsa hankalasti kytkeytyneitä, minkä takia niitä ei voida ratkaista täydellisesti. Sääennusteen perustiedoksi ja lähtötilanteeksi tarvitaan mahdollisimman tarkka tieto ilmakehän nykytilasta. Ennusteen alkutila muodostetaan mallissa siten, että otetaan pohjaksi aiemmin laskettu ennuste kyseiselle ajanhetkelle ja korjataan sitä tuoreimmilla havainnoilla.

Laskentapisteiden välimatkaa nimitetään mallin paikalliseksi erottelukyvyksi. Mitä parempi mallin erottelukyky on, sitä paremmin saadaan todellisen ilmakehän käyttäytyminen kuvattua kaikkine piirteineen. Nykyään sääennustusmalleja voidaan laskea huomattavasti tarkemmin kuin kymmenen vuotta sitten, jolloin laskentapisteiden etäisyys oli 50 kilometriä, kun nykyisin se on maailman laajuisesti 15 kilometrin ja alueellisesti jopa 2-3 km luokkaa. Rajan erottelukyvyn parantamiselle asettaa käytettävissä oleva tietokoneteho.

Mallit kuvaavat erilaisia vaihtoehtoja

Eri mallien väliset erot perustuvat lähinnä mallin pohjana oleviin erilaisiin fysikaalisiin olettamuksiin, joilla jokaisella on omat hyvät ja huonot puolensa. Erilaiset olettamukset heijastavat sitä, että ilmakehä on kaoottinen systeemi. Eri mallit kuvaavatkin erilaisia ilmakehän käyttäytymismahdollisuuksia tai-todennäköisyyksiä.

Euroopassa käytetyt rajoitetun alueen mallit käyttävät reuna-arvoina Euroopan keskipitkien ennusteiden keskuksen ECMWF:n globaalimallia. Myös Suomessa käytössä oleva yhteiseurooppalainen ECMWF -malli on todistetusti osoitettu maailman parhaaksi.

Sääennusteiden laatua parannetaan jatkuvasti

Sääennustetta tekevällä meteorologilla on yleensä käytössä useiden eri mallien tuloksia, joita vertailemalla ja omaan kokemukseensa ja tietoonsa nojaten hän laatii sääennusteen. Mallitulosten ollessa keskenään samansuuntaisia luottamus niihin kasvaa ja lopulliseen yleisölle annettavaan ennustukseen sisältyy vähemmän epävarmuutta. Säämallien tietojen lisäksi meteorologi käyttää hyväkseen tuoreimpia tutkan ja satelliitin tietoja sekä säähavaintoja.

Sääennusteen ja havaintojen erot voivat johtua esimerkiksi niiden ajoituksesta ja maantieteellisestä sijainnista. Ennusteita katsottaessa tulee muistaa, että lämpötilassa voi esiintyä suuria paikallisia vaihteluja, joita malli ei rajallisen erottelukyvyn puitteissa pysty kuvaamaan. Lämpötilaerot voivat samallakin paikkakunnalla olla pilvisyydestä ja tuulesta riippuen helposti yli kymmenen astetta. Myös pienen mittakaavan sääilmiöt, kuten kesäiset sadekuurot ovat tarkan ennustamisen kannalta haastavia. Yleensä sään ennustettavuus on esimerkiksi matalapaineiden osalta melko hyvä viitisen päivää eteenpäin, mutta parhaimmillaan jopa viikon. Ennusteiden osuvuutta seurataan ja kehitetään jatkuvasti.

Lisätietoja:Säämallit: ilmatieteenlaitos.fi/saamallit-ennusteen-apunaSääennusteiden luotettavuus: ilmatieteenlaitos.fi/saaennusteet-parantuvatSääennusteiden vaihtelu: ilmatieteenlaitos.fi/saaennuste-vaihtelee-paivasta-toiseen