Jäätämismallin verifiointi ja mallinnuksen epävarmuustekijät

Numeerisissa säämalleissa lämpötila ja tuulen nopeus on yleisesti hyvin mallinnettu, ja näistä kahdesta suureesta on kattavat havaintoverkot. Pilvien havaitseminen ei kuitenkaan ole yhtä yksinkertaista, jonka vuoksi myös pilvifysiikan mallintaminen on haasteellisempaa. Numeerisissa ilmakehäsimulaatioissa haastavinta onkin saada pilvet mallinnettua juuri oikeaan aikaan ja paikkaan. Lyhytaikaisessa jäätämisen mallinnuksessa pilviennusteen paikkavirheellä on suuri merkitys jäätämisen osuvuuden kannalta. Pilvien paikkavirhe on kuitenkin luonteeltaan satunnainen, jolloin laskettaessa klimatologisia arvoja yli usean vuoden voidaan olettaa, että eroavuudet hetkellisten arvojen ja havaintojen välillä eivät pitkänajan keskiarvossa tule näkyviin.

Jäätämismallin verifioinnissa on käytetty hyväksi jo olemassa olleita jäätämishavaintoja kolmelta eri paikkakunnalta: Luosto, Puijo sekä Riutunkari. Luostolta on ollut käytettävissä kertyneen jään massan havaintoja. Jäätämismalli kykeni hyvin ennustamaan jäämassan suuruuden sekä jäätämistapahtuman alku- ja loppuhetken.

Kuvasta 1 nähdään että Luoston havaintoasemalla viiden metrin korkeudessa mitatut jään kertymät vastaavat ajallisesti hyvin AROME + jäätämis-mallin yhteistä näkemystä jäänkertymästä. Mallin näkemys tilanteesta on kuvassa esitetty alimman mallipinnan (30m) sekä 50m korkeuksilta. Erot havainnon ja mallitulosten välillä on osittain selitettävissä havainnon ja mallituloksen korkeuserolla. Nestemäisiä pilvipisaroita voidaan olettaa esiintyvän enemmän 30m - 50m korkeudessa kuin lähempänä maanpinta (5m), mistä havainto on.

Puijolta ja Riutunkarilta on saatavilla on - off tyyppisiä havaintoja, jotka kertovat jäätävien olosuhteiden alku ja loppu hetken, mutta eivät anna tietoa jäätämisen intensiteetistä tai jään massan kumulatiivisesta määrästä. Näitä havaintoja on verrattu mallin eri pilvisuureiden esiintymisajankohtaan samalla hetkellä, kun jäätämistä on havaittu. Näiden kokeiden perusteella pystyttiin määrittämään mitkä ovat ne mallin simuloimat pilvisuureet, jotka todellisuudessa aiheuttavat jäätämistä. Näiden verifiointien pohjalta päädyttiin mallinnuksessa ottamaan huomioon vain veden nestemäiset faasit eli pilvipisarat sekä vesisade.



Kuva 1. Havainto jäänmassan kertymästä (vaaleansininen) standardisylinterille Luoston havaintoasemalta 13. - 16.10.2007. Kaksi tummemman sinistä viivaa kuvastavat AROME + jäätämismallin näkemystä jään kertymästä kahdella eri korkeudella.