Sääennustusmallien maailmassa on tapahtumassa paljon loppuvuoden aikana. Seuraavassa hieman asiaa mistä on kyse ja mitä tämä tarkoittaa käytännön sääennustuksien kannalta.

Sääennustusmallit laskevat tietylle maantieteelliselle alueelle erilaisia sääsuureita horisontaali- ja vertikaalisuunnassa lähekkäin oleviin ns. hilapisteisiin. Jokaiselle hilapisteelle siis lasketaan muuttujan uusi arvo lyhyin aika-askelin ja näin syntyy karkeasti ottaen numeerinen sääennuste.

Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskuksen (ECMWF) sääennustusmalli on käytössä esimerkiksi Ilmatieteen laitoksella ja se tuottaa ennusteita tällä hetkellä 10 vuorokauden päähän. Mallissa on nykyisellään pystysuunnassa hilatasoja 91 kappaletta maanpinnasta ylöspäin mentäessä n. 80 km saakka. Horisontaalisuunnassa puolestaan mallissa on nykyisellään hilapisteitä n. 25 km etäisyydellä toisistaan. Tämä tilanne on ollut voimassa aina vuoden 2006 alusta, mutta tämän vuoden lopulla tilanteeseen on tulossa muutos. Näillä näkymin marraskuussa ollaan kyseisen mallin hilaväliä pienentämässä 16 kilometriin. Mitä tämä sitten tarkoittaa? Hilaväliä pienentämällä on mahdollista mallintaa pienempien mittaskaalojen ilmiöitä ja samalla nähdä esimerkiksi sadealueiden rakenteita ja piirteitä tarkemmin itse ennustekenttien kuvista.

Nykyään tuotetaan niin deterministiä malliajoja (yhdestä alkutilanteesta mallia ajetaan tyypillisesti mallin tarkimmalla hilavälillä) kuin parviajoja (alkutilaa muutetaan hieman ja näistä ajetaan mallia karkeammalla hilavälillä useita kertoja). Parviajojen avulla saadaan tietää kuinka hyvä ennustettavuus on esimerkiksi viiden päivän päähän. Mikäli eri parviajojen tulokset alkavat poikkeamaan toisistaan merkittävästi esimerkiksi neljännen päivän kohdalla, kertoo se, että pienikin mallin alkutilan virhe voi kasvaa merkittävästi niin, että ennusteeseen ei enään neljännestä päivästä eteenpäin voi luottaa. Parviajoja ajetaan karkeammalla resoluutiolla verrattuna ns. deterministiseen ajoon sen takia, että tällöin laskenta-aika on inhimillisissä rajoissa ja parviennuste saadaan hyvissä ajoin valmiiksi. Euroopan keskuksen parviajoja on tähän asti ajettu noin 50 km hilavälillä ensimmäisen 10 päivän osalta ja 80 km hilavälillä tästä eteenpäin. Päivityksen myötä 10 päivän parviajot suoritetaan n. 30 km resoluutiolla ja tästä eteenpäin n. 60 km hilavälillä. Toisin sanoen, loppuvuodesta ensimmäisen 10 ennustepäivän osalta parviajot ajetaan lähestulkoon samalla resoluutiolla kuin tähän asti ns. pääajo. Tämä tarkoittanee, että karkeasti ottaen 3-5 päivästä eteenpäin olevat ennusteet saattavat parantua merkittävästikin kun parviajot omaavat paremman resoluution.

On kuitenkin tärkeää muistaa, että pelkkä horisontaalisen resoluution päätön lisääminen ei paranna sääennusteita mikäli malli ei muutoin kuvaa ilmakehää oikein. Lisäksi erityisen suuren vaikutuksen sääennusteisiin tuo nykyään mallin alkutilan kuvaaminen oikein. Itseasiassa jopa 90% supertietokoneen laskenta-ajasta menee ilmakehän alkutilan "kasaamiseen" ja kuvaamiseen ja noin 10% itse deterministisen ennusteen tuottamiseen. Jokatapauksessa ECMWF mallin resoluution muuttamisessa on kyseessä merkittävä muutos.

Samanaikaisesti kun Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskuksessa ollaan malliajojen resoluutioita väsäämässä uusiksi, ollaan samaan ryhtymässä myös Ilmatieteen laitoksella. Uusi supertietokone otetaan käyttöön loppuvuodesta ja sen kapasiteetti on nykyiseen noin 20 kertainen. Ilmatieteen laitoksella on tällä hetkellä operatiivisessa käytössä ns. HIRLAM RCR (referenssiversio), jota ajetaan n. 16 km hilavälillä. Kun Euroopan keskuksen determinististä mallia aletaan loppuvuodesta ajamaan samaisella 16 km resoluutiolla, muuttuu tämä RCR-versio käytännössä turhaksi. Näin ollen siitä vapautuva laskentateho voidaan suunnata tarkemman resoluution rajoitetun alueen ennustemalleihin. IL:llä on myös ollut käytössä HIRLAMista n. 7,5 km resoluution versio, jota nyt ollaan laajentamassa kattamaan koko Eurooppa. Samalla uuden supertietokoneen myötä mallin ajoaika puolittuu ja ennusteet saadaan käyttöön nopeammin.

Uuden supertietokoneen hulppea laskentakapasiteetti mahdollistaa myös 2,5 km hilavälin omaavan hienohilamalli AROMEn ottamisen operatiiviseen käyttöön. AROMEn hyvin pienen hilavälin myötä sitä on erittäin raskas ajaa, mutta se pystyy esimerkiksi mallintamaan yksittäisten ukkossolujen rakenteita ja liikkeitä. AROMEn avulla voidaan kesäisten rajuilmojen ennusteita parantaa, sillä sen avulla saadaan arvio esimerkiksi kehittyvien ukkosten tyypeistä (yksittäiset pulssisolut, järjestäytyneet konvektiosolut, supersolut jne.). Tulevaisuudessa kasvaneen laskentatehon myötä voidaan entisestään mennä pienemmän mittakaavan erottaviin tietokonemalleihin ja niitä voidaan ajaa pidemmälle tulevaisuuteen. Tämä kuitenkin kehittää joukon uusia ongelmia, sillä mitä pienempi hilaväli, sitä pienemmän skaalan pinnanmuodot tulee kuvata malliin. Jotta mallin alkutila olisi hyvin kuvattu, tulisi käytössä olla myös hyvin tiheä havaintoverkko, josta ilmakehän alkutila voidaan hienohilamallille antaa.

Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskuksen mallipäivityksen ja Ilmatieteen laitoksen uuden supertietokoneen myötä on odotettavissa mielenkiintoisia aikoja sääennusteiden osalta mentäessä ensi vuoteen. Vaikka tietokonemallien tuottamat numeeriset sääennusteet edelleenkin kaipaavat meteorologin tulkintaa, ovat korkeamman resoluution deterministiset ennusteet ja parviennusteet tuomassa paljon apukeinoja tuottaa tarkempia sääennusteita lähipäiville ja parantaa ennustettavuutta keskipitkien sääennusteiden osalta. Edellä mainittujen muutosten lisäksi AROME-mallin operatiivinen käyttöönotto parantaa erityisesti vaarallisten sääilmiöiden ennusteita.

 

Hieman asiaa säärintamalta. Viime päivinä Suomi on kuulunut viileään polaari-ilmamassaan ja laajalti on saatu sade- tai lumikuuroja. Paikoin on myös esiintynyt ukkosta ja rakeita. Torstaina saadaan vielä sadekuuroja melko yleisesti, ukkostakin voi esiintyä merialueilla. Yöt ovat lähipäivinä kylmiä koko maassa ja yöpakkasiin on syytä alkaa varautua aivan eteläisintä Suomea myöten. Seuraava merkittävämpi sääilmiö saapuu sunnuntaina, jolloin lännestä on tulossa melko voimakas matalapaine. Numeeriset sääennustusmallit ovat viime päivinä välillä näyttäneet, että merialueilla saattaisi olla jopa myrskytuulia, mutta tilanne on vielä epävarma. Matalapaineeseen kuitenkin liittyy näillä näkymin runsaampia sateita, mutta paljon riippuu matalan reitistä mihin sateet painottuvat. GFS malli on esimerkiksi tuomassa runsaampia räntäsateita maan keskiosiin. Sekä GFS, että Euroopan keskuksen malli ovat näyttäneet mahdollista myrskymatalaa ensi viikon alkupuoliskolle, mutta koska sunnuntaisen matalankin reitti ja voimakkuus on vielä epävarma, on ensi viikosta vielä turha sen enempää puhua.

Lisää kuvia alla olevasta linkistä

116270376.jpg