Sääsatelliitit meteorologin apuna – satelliittidata auttaa ennustamaan vaaraa aiheuttavia sääilmiöitä
Sääsatelliitin ottama kuva maapallon säätilanteesta kesällä 2024. Satelliitti sijaitsee päiväntasaajan yläpuolella noin 36 000 kilometrin korkeudessa. Kuva: EUMETSAT.Satelliitit kiertävät maapalloa ja ottavat jatkuvasti kuvia ja mittaavat ilmakehän eri kerroksissa erilaisia meteorologisesti merkittäviä ilmiöitä, kuten pilvien liikettä, lämpötilaa, kosteutta ja tuulia. Satelliitti-instrumenteilla pystytään tarkkailemaan myös sellaisia alueita, joista maan päällä sijaitsevat havaintolaitteet eivät pysty keräämään dataa tai joissa havaintoverkko on harva – esimerkiksi haja-asutusalueilta tai valtamerien päältä.
Sään ennustamisen näkökulmasta näiltäkin alueilta on tärkeää saada satelliittihavaintoja, koska satelliittien keräämä data toimii numeeristen sääennustemallien syötteenä. Toisin sanoen sää, joka tapahtuu kaukana asuttamattomilla alueilla, vaikuttaa säähän myöhemmin siellä, missä ihmiset asuvat.
Lisäksi satelliittidata on tärkeää vuoristoisilla seuduilla, missä sadetutkien käyttö on rajoittunutta sen takia, että tutkasäde osuu helposti vuorten seinämiin.
Polaarisatelliitit ovat tärkeitä datalähteitä pohjoisessa
Sääsatelliitteja on pääasiassa kahdenlaisia: geostationäärisiä satelliitteja ja polaarisatelliitteja. Geostationääristen satelliittien kiertonopeus radallaan päiväntasaajan yllä vastaa maapallon pyörimisnopeutta, joten ne kuvaavat aina samaa aluetta, mikä mahdollistaa esimerkiksi yksittäisen ukkospilven kehityksen seuraamisen. Näistä satelliiteista kuvia saadaan jopa joka viides minuutti Euroopan alueella.
Polaarisatelliitit puolestaan kiertävät maapallon ympäri sen napojen kautta, joten ne kuvaavat ainoastaan kapeahkon kaistaleen maapallon pintaa joka kierroksellaan. Polaarisatelliiteista saadaan kuvia suunnilleen saman alueen päältä epäsäännöllisesti, muutaman kerran päivässä.
Erityisesti pohjoisilla alueilla, kuten meillä Suomessa, polaarisatelliitit ovat tärkeitä datalähteitä, koska geostationääristen satelliittien kuvanlaatu on sitä huonompi, mitä pohjoisempana kuvattava kohde sijaitsee. Tämä johtuu satelliitin vinosta katselukulmasta päiväntasaajan yltä. Polaarisatelliitit kuvaavat lähes kohtisuoraan alaspäin, ja niiden kiertorata sijaitsee huomattavasti matalammalla kuin geostationääristen satelliittien: polaarisatelliitit kiertävät noin 800 kilometrin korkeudessa, geostationääriset satelliitit noin 36 000 kilometrissä.
Ilmatieteen laitoksella vastaanotetaan sekä geostationääristen että polaarisatelliittien havaintoja. Satelliittivastaanottimet sijaitsevat Helsingissä ja Sodankylässä. Ilmatieteen laitos saa reaaliaikaista dataa esimerkiksi Euroopan sääsatelliittijärjestö EUMETSATilta, jonka jäsen Suomi on. EUMETSATilla on useita eri sääsatelliitteja, joista esimerkiksi Meteosat-satelliitit tarjoavat tärkeää tietoa ilmakehän sääilmiöistä.
Kesällä satelliittikuvat kertovat ukkosten riskistä, talvella tienpintojen jäätymisestä
Satelliittien tuottamaa dataa hyödynnetään Ilmatieteen laitoksen sääpäivystyksessä ennustetyössä monin eri tavoin. Esimerkiksi kesäaikaan meteorologit seuraavat kumpupilvien kasvua ajallisesti peräkkäisten satelliittikuvien avulla. Kumpupilvien kasvaessa tarpeeksi korkeiksi ne voivat kehittyä voimakkaiksi ukkospilviksi. Erilaisista satelliittituotteista voidaan nähdä, milloin pilven huippu alkaa jäätyä, mikä kielii pilven riskistä salamoida.
Satelliittidataa hyödynnetään sääpäivystyksessä monin eri tavoin.
Syksyisin satelliittidataa hyödynnetään muun muassa sumujen seurannassa. Esimerkkinä voi käydä tilanne, jossa säämalli on laskenut sumutilanteen väärin Uudenmaan rannikolla. Satelliitista meteorologi näkee, että meren päällä on kuitenkin sumupilvi, joka on liikkumassa kohti Helsinki-Vantaan lentoasemaa. Tällöin meteorologi voi antaa lentoasemalle paremman ennusteen kuin pelkän säämallidatan avulla, jolloin lentokentällä pystytään varautumaan sumun saapumiseen asianmukaisesti tarpeeksi ajoissa.
Talvella eräs tärkeä käyttökohde satelliittidatalle on alapilvien repeilyriskin tarkkailu, jos on olemassa riski tienpintojen jäätymiselle. Alapilvet heijastavat säteilyä tehokkaimmin takaisin maanpinnalle, joten alapilvipeitteen repeily johtaa tienpintojen lämpötilojen nopeampaan laskuun verrattuna täysin pilviseen tilanteeseen.
Ilmatieteen laitoksella satelliittien keräämää pilvisyysdataa käytetään myös satelliittipohjaisen pilvisyyden lähihetkiennusteen tuottamiseen muutamalle seuraavalle ennustetunnille. Ennusteen tuottamiseksi satelliittidatan avulla on koulutettu neuroverkkoon perustuva seuraavan kolmen tunnin pilvisyysennuste.
Tulevaisuudessa on mahdollista, että myös vaarallisten ukkospilven varalle saadaan tarkempi lähihetkiennuste, kun ilmakehän pystyluotaukset eli pystysuuntaiset mittaukset eri kerroksissa yleistyvät.
Petteri Pyykkö
Kirjoittaja on Ilmatieteen laitoksen meteorologi
Tutustu satelliittikuviin verkkopalvelussa
Pohjoismaiden pilvianimaatio geostationäärisestä satelliitista Euroopan pilvianimaatio geostationäärisestä satelliitista
Teematietoa satelliiteista ja meteorologin työstä
Sään havainnointi satelliiteilla Satelliittikuvien vastaanotto Ilmatieteen laitoksella Satelliittikuvien tulkitseminen Millaista on meteorologin työ?