Polaaripyörteen muutosten havainnointi voi parantaa talven kuukausiennusteita

Ilmatieteen laitoksen tutkija Irene Erner selvitti tutkimuksessaan, kuinka muutokset stratosfäärissä, erityisesti stratosfäärin polaaripyörteessä, voivat parantaa talviajan kuukausiennusteita ennusteita pohjoisella pallonpuoliskolla.

Tutkimuksessa tarkasteltiin erityisesti vuoden 2018 stratosfäärin lämpenemistapahtumaa, joka aiheutti ankaran kylmän jakson. Tulokset osoittavat, että tämän ilmiön tarkka ennustaminen vaati tietyn ilmakehän tapahtumaketjun oikeaa mallintamista: ensin laajan ilmakehän aaltoliikkeen hajoamisen, jota seurasi pitkäkestoinen korkeapaine Uralin vuoristossa, mikä johti ennätykselliseen energiansiirtoon stratosfääriin. Sekä tapahtumien ajoituksen että voimakkuuden ennustaminen oikein oli ratkaisevan tärkeää, jotta stratosfäärin äkillinen lämpeneminen voitiin ennustaa luotettavasti.

Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että heikentynyt stratosfäärin polaaripyörre voi lisätä kylmien sääjaksojen ennustettavuutta keskimäärin kolmesta viiteen päivään. Haasteena kuitenkin on, että joskus stratosfäärin signaali voi olla harhaanjohtava ja aiheuttaa vääriä hälytyksiä kylmästä säästä. Tämä tapahtuu silloin, kun stratosfääri dynaamisesti irtautuu troposfääristä ja paikalliset sääilmiöt maanpinnan läheisyydessä alkavat hallita sään kehittymistä.

Tutkimuksen tulokset tuottavat hyödyllistä tietoa säänennustusmenetelmien kehittämiseen osoittamalla, kuinka kaukaiset ilmakehän ilmiöt voivat vaikuttaa säähän jopa viikkoja etukäteen.

Polaaripyörteen heikkeneminen lisää kylmyyttä Pohjois-Euraasiassa

Polaaripyörre on voimakas tuulivyöhyke korkealla ilmakehässä. Talvella sen voimakkuus voi vaihdella, ja äärimmäinen heikkeneminen voi johtaa äkillisiin stratosfäärin lämpenemistapahtumiin. Kun polaaripyörre heikkenee, myös lähempänä maanpintaa sijaitseva suihkuvirtaus usein heikkenee ja muuttuu mutkittelevammaksi, mikä puolestaan lisää kylmien sääjaksojen todennäköisyyttä Pohjois-Euraasiassa.

Sään ennustaminen muutaman viikon päähän on haastavaa mutta tärkeää monille aloille, kuten maataloudelle, energiasektorille ja liikenteelle. Keskipitkän aikavälin ennusteet perustuvat tarkkaan ajankohtaiseen säähavaintotietoon, pitkän aikavälin kausiennusteissa puolestaan hyödynnetään laajempia ilmastollisia ilmiöitä. Tässä tutkimuksessa keskityttiin sääennusteisiin, jotka ulottuvat muutamasta viikosta parin kuukauden päähän (engl. subseasonal-to-seasonal). Nämä ennusteet sijoittuvat keskipitkien sääennusteiden ja pitkän aikavälin kausiennusteiden väliin, ja niiden tekeminen on erityisen haastavaa, koska ennustettavuuteen vaikuttavat sekä lyhyen että pitkän aikavälin sääilmiöt. Kuitenkin tietyissä olosuhteissa kaukaiset ilmakehän ilmiöt voivat tarjota arvokkaita vihjeitä, kuten tämä tutkimus osoittaa.

Lisätietoja:

tutkija Irene Erner, Ilmatieteen laitos, irene.erner@fmi.fi

Väitöskirja on saatavilla Heldassa.

Irene Ernerin väitöskirja “Subseasonal Weather Predictions in Northern Hemisphere Winter” tarkastettiin Helsingin yliopistossa perjantaina 21. helmikuuta 2025. Vastaväittäjä oli professori Gabriele Messori (Uppsalan yliopisto), ja kustoksena toimi professori Heikki Järvinen.