Väitöksessä tutkittiin lumisateen tutkamittausten tulkintaa

Ilmatieteen laitoksen tutkija Jussi Leinonen väittelee sateen ja hydrometeorien rakenteen vaikutuksesta monitaajuustutkahavaintoihin.

Väitöksessä tutkittiin korkeiden leveysasteiden sateen, erityisesti lumisateen, tutkamittausten tulkintaa ja laskennallista mallinnusta monitaajuustutkien näkökulmasta.

Sään ja ilmaston sekä niissä tapahtuvien muutosten seurantaan tarvitaan jatkuvia ja tarkkoja havaintoja, myös alueilta, joille ei ole pysyvää mittausverkostoa. Sateen mittaamiseen tällaisilla alueilla voidaan käyttää satelliiteissa olevia sadetutkia. Varsinkin napa-alueilla ja niiden lähistöllä tutkamittauksia hankaloittavat sateen keskimääräinen heikkous ja lumisateen yleisyys. Lumihiutaleiden monimutkaisen ja vaihtelevan rakenteen vuoksi on lumisateen tarkkaa voimakkuutta vaikea päätellä tutkan vastaanottamista signaaleista. Lumihiutaleiden muotoa on tämän vuoksi yritetty mallintaa erilaisilla yksinkertaistetuilla, keskimääräistä lumihiutaletta kuvaavilla malleilla. Näiden soveltamisessa millimetrialueen aallonpituuksien tutkiin, joita käytetään satelliiteissa, on kuitenkin ollut ongelmia.

Väitöstutkimuksessa selvitettiin, miten pohjoisten alueiden sateen tyypilliset ominaisuudet vaikuttavat sen voimakkuuden mittaamiseen sadetutkilla, painottaen erityisesti kahta tai useampaa taajuutta samanaikaisesti käyttäviä tutkia. Lumihiutaleiden erilaisten muotomallien käyttökelpoisuuden rajoja tutkittiin yhdistämällä lumihiutaleiden rakenteen fysiikkaa sähkömagneettisen sironnan laskennalliseen mallinnukseen, sekä analysoimalla sadetutkamittauksia teoriaa mallinnustuloksia soveltaen. Osoittautui, että yleisimmät muotomallit toimivat riittävän pitkillä aallonpituuksilla, mutta niistä ei saada yksiselitteisiä tuloksia lyhyemmillä aallonpituuksilla. Väitöstutkimuksessa annettiin yksinkertaistettua sähkömagneettista mallia käyttäen selitys sille, miksi näin on, ja esitettiin uudenlainen, laajemmin soveltuva tapa mallintaa lumihiutaleiden muotoa tutkasovellutuksissa.

Diplomi-insinööri Jussi Leinonen väittelee perjantaina 17. toukokuuta klo 12 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa, salissa L, Otakaari 1, Espoo. Vastaväittäjä: Assistant Professor Tristan L'Ecuyer, University of Wisconsin-Madison, USA.

Väitöskirja "Impact of the microstructure of precipitation and hydrometeors on multi-frequency radar observations" »» (pdf)

Lähde: Ilmatieteen laitos

0 kommenttia:

Lähetä kommentti