 |
|
|
|
Tutkimus | Ilmakehämallit
Ilmakehämallit
Ilmakehämallit ovat tietokoneohjelmistoja, joiden avulla jäljitellään ilmakehän toimintaa. Oikea ilmakehä on niin monimutkainen, että malleissa joudutaan asioita yksinkertaistamaan. Malleilla voidaan arvioida sääilmiöiden käyttäytymistä lähitulevaisuudessa (sääennustusmallit), ilmastoa menneisyydessä tai tulevaisuudessa (ilmastomallit) tai kemiallisten aineiden liikkeitä ja käyttäytymistä ilmakehässä (leviämis-, kulkeutumis- ja reaktiomallit).
Ilmakehämallit ovat ainoa keino, jonka avulla voidaan laatia sääennusteita useiksi vuorokausiksi eteenpäin alueilla, joilla sää vaihtelee nopeasti, kuten esimerkiksi Suomessa. Ilmakehämallit ovat ainoa keino myös silloin, kun halutaan saada arvio siitä kuinka maapallon ilmasto muuttuu ilmakehässä olevan hiilidioksin määrän lisääntyessä. Ilmakehämallien avulla voidaan myös esimerkiksi arvioida minne mahdollisessa ydinvoimaonnettomuudessa ilmakehään joutuvat radioaktiiviset hiukkaset kulkeutuvat.
Lähtötilanne on tiedettävä
Mallit tarvitsevat lähtöarvoikseen tietoja ilmakehän tilasta laskennan alkuhetkellä. Nämä tiedot voivat olla ympäri maapalloa tehtyjä säähavaintoja, satelliittimittauksia tai arvioita ilmakehän kaasujen ja hiukkasten pitoisuuksista.
Laskennan aikana tietokoneella ratkaistaan suuri joukko fysiikkaan (ja kemiaan) liittyviä yhtälöitä, joista saadaan selville ilmakehän tila hetkeä myöhemmin. Uutta tilannetta käytetään alkuarvona seuraavaan laskentaan ja niin edelleen, kunnes ollaan päästy halutun jakson loppuun.
Malleissa eri mittakaavoja
Ilmakehämalleja on hyvin eri mittakaavaisia yhden savupiipun päästöjen leviämistä kuvaavista malleista aina koko maapallon ilmakehää tuhansien vuosien ajan seuraaviin malleihin asti. Pieniä malleja voi ajaa mikrotietokoneessa, mutta sääennustus- ja ilmastomallit tarvitsevat tehokkaita supertietokoneita. Niinpä Ilmatieteen laitos käyttää noin viidesosan Suomen supertietokoneiden laskentatehosta.
Sivun alkuun Takaisin etusivulle
|
|
|
|
| 
Kuvassa on esimerkki numeerisen ilmakehämallin tulosteesta, jota päivystävä meteorologi voi käyttää apunaan säätä ennustaessaan. Siinä näkyy tuulen nopeus väreinä ja suunta viivoina Ilmatieteen laitoksen hienohilamallin ennustamana. Kuva esittää ennustettua tilannetta 23.9.2003 kello 18 UTC-aikaa, joka on Suomen kesäajasta kolme tuntia jäljessä. Tällaiset kuvat paljastavat meteorologille tuulikentän hienorakenteen ja nopeat muutokset.
Kuvan tilanteessa ennustetaan jopa maa-alueille keskituulen nopeudeksi yli 10 m/s Etelä-Suomessa (vaaleanvihreät alueet). Suomenlahdelle, Selkämerelle ja osittain myös Pohjanlahdelle ennustetaan kovaa tuulta (punaiset ja tummansiniset alueet). Maanpinnan rosoisuudesta johtuen tuuli on yleensä heikompaa maalla kuin merellä ja suurilla järvenselillä.
|
|
|
|