Väitös: Itämeren erityispiirteet huomioimalla tarkempia aaltoennusteita

Väitöksessä kehitettiin menetelmiä, joilla pystytään parantamaan aaltoennusteiden tarkkuutta Itämerellä sekä tulevaisuudessa tuottamaan aaltoennusteita myös Saaristomerelle sekä muille Suomen rannikkoalueille.

Väitöskirjatyössä tutkittiin, miten Itämeren erityispiirteet vaikuttavat aallokon mallintamiseen. Tutkimuksessa tuotettiin mallilaskelmiin perustuvia aaltotilastoja Itämeren avovesialueille. Aaltomallilaskelmiin perustuen arvioitiin myös aallokon osuutta meren pintakerroksen pystysuuntaisessa sekoittumisessa

Itämeren aallokko avomerellä ja rannikkoalueilla

Itämeren suurimmilla altailla aallokko voi olla kovaa. Itämeren suurin mitattu merkitsevä aallonkorkeus on 8,2 metriä. Korkein yksittäinen aalto oli tuolloin noin 14 metriä. "Mallilaskelmien mukaan Itämerellä voi esiintyä jopa kovempaa aallokkoa. Tammikuussa 2005 pohjoisella Itämerellä mallilaskelmiin perustuen arvioitiin merkitsevän aallonkorkeuden olleen jopa yli 9,5 metriä", Ilmatieteen laitoksen tutkija Laura Tuomi kertoo. Näin kovat aalto-olosuhteet ovat kuitenkin harvinaisia. Itämeren kovimmat aalto-olosuhteet ovat Varsinaisella Itämerellä ja ne esiintyvät tyypillisimmin syksyllä ja talvella.

Suomen rantaviivan rikkonaisuus ja rannikon edustan saaristo suojaavat rannikkoalueita avomeren kovemmilta aalto-olosuhteilta. Tutkimusten mukaan aallokko vaimenee nopeasti kulkeutuessaan Varsinaisen Itämeren pohjoisosista Saaristomerelle. Saariston sisällä vallitseva aallokko on pääasiassa paikallista tuulen kehittämää aallokkoa.

Itämeren erityispiirteet vaikuttavat mallintamiseen

"Suuri osa työtä oli selvittää erilaisten osatekijöiden vaikutusta malliennusteiden tarkkuuteen Itämerellä", tutkija Laura Tuomi kertoo. Itämeren pieni koko, monimutkainen merenpohjan topografia sekä pohjoisosien rantaviivan rikkonaisuus ja saaristo tekevät mallintamisesta haastavaa. Vapaasti saatavilla olevien merenpohjan topografiatietojen erottelukyky ja tarkkuus eivät väitöksen mukaan riitä Suomen rannikon kuvaamiseen mallinnuksen kannalta riittävän tarkasti. "Tätä ongelmaa varten kehitettiin erilaisia menetelmiä, joilla merikartoilla oleva syvyystieto saatiin yhdistettyä olemassa oleviin Itämeren topografioihin ja maa-alueiden ja saarten osuus ja sijainti mallihilassa pystyttiin arvioimaan tarkemmin."

Itämerellä talvisen jääpeitteen laajuus vaihtelee vuosittain, mutta leudoimpinakin talvina jäätä on Pohjanlahdella ja Suomenlahden itäosissa. Jääpeite vaikuttaa aallokon kasvuun, sillä se mm. muuttaa matkaa, jolla tuuli pääsee kasvattamaan aallokkoa. Jääpeite on huomioitava myös tehtäessä tilastoja aalto-olosuhteista. Väitöstyössä esiteltiin viisi erilaista tapaa tehdä aaltotilastoja jääpeitteisillä merillä. Erilaiset tavat tehdä tilastoja vaikuttivat merkitsevän aallonkorkeuden vuosikeskiarvoihin ja ylittymistodennäköisyyksiin.

Aallokon vaikutus meren pintakerroksen sekoittumiseen

Aallokko vaikuttaa meren pintakerroksen sekoittumiseen suoraan aaltojen murtumisen vaikutuksesta ja epäsuorasti Langmuirin virtauksen kautta. Tutkimuksessa arvioitiin aallokon osuutta meren pintakerroksen sekoittumiseen ja tulosten perusteella näyttää siltä, että esimerkiksi Suomenlahdella aallokon osuus pintakerroksen sekoittumiseen voi ajoittain olla huomattava. Tulevaisuudessa merimallien kehitystyössä pitäisikin panostaa kytkettyjen aalto – jää – 3D merimallien kehittämiseen ennustetarkkuuden parantamiseksi.

Ilmatieen laitoksen tutkija, FM Laura Tuomen väitöskirja On modelling surface waves and vertical mixing in the Baltic Sea (Aallokon ja pystysuuntaisen sekoittumisen mallinnusta Itämerellä) tarkastetaan Helsingin yliopistossa 12. maaliskuuta. Vastaväittäjänä on professori Søren Larsen Tanskan teknillisestä yliopistosta ja kustoksena professori Matti Leppäranta Helsingin yliopistolta. Väitöstilaisuus järjestetään Helsingin yliopistolla Kumpulassa 12.3.2014 klo 12. (Exactum, sali CK112)

Lähde: Ilmatieteen laitos

0 kommenttia:

Lähetä kommentti