Tuuliatlaksen mallinnus

Suomen Tuuliatlas perustuu Ilmatieteen laitoksen numeeriseen AROME-säänennustemallin ja tuuliatlassovelluksissa yleisen tilastollisen WAsP-mallin yhteiskäyttöön.

Säämallit HIRLAM ja AROME, ovat ennustavia dynaamisia malleja, jotka kuvaavat ilmakehän fysiikkaa mahdollisimman hyvin. Tilastollinen WAsP-malli antaa AROME-mallilla tuotetusta tuulihavaintojen aikasarjasta tuulen ilmastollisen kuvauksen. Se ottaa huomioon maaston rosoisuuden ja maanpinnanmuotojen vaikutukset.

Säämallilla simuloidusta 48 kuukauden perusaineiston säätilanteista on laskettu tuulet ja muut arvot 2,5 x 2,5 neliökilometrin hilaruutuihin, ja näistä edelleen valituilla alueilla 250 x 250 neliömetrin hilaruutuihin WAsP-mallilla.

AROME-mallilla simuloitiin lisäksi 24 valittua kuukautta, joista 12 edustaa kovatuulista vuotta ja 12 heikkotuulista vuotta. Näitä tuuliarvoja ei ole otettu huomioon varsinaisessa tuuliatlaksessa, vaan ne on annettu 2,5 x 2,5 km2 hilaruudukossa erillisinä arvoina dynaamisten karttojen taulukoissa.

Atlasta varten AROME-mallia on ajettu peräkkäisissä kuuden tunnin jaksoissa, joista on talletettu tietoa kolmen ja kuuden tunnin kohdalla. Kuuden tunnin välein määrätyt laskennan alkuarvot ja laskenta-alueen reunoilla tarvittava tieto on tuotettu säähavainnoista. Siinä on käytetty hyväksi Ilmatieteen laitoksen HIRLAM-säämallia, jota on ajettu 7,5 kilometrin pistevälillä Pohjois-Euroopan alueella. Alueen reunoilla tarvittava tieto on tällöin saatu kansainvälisen Euroopan keskipitkän kantaman sääennustuskeskuksen (ECMWF) tuottamista ERA-interim -aineistosta, joissa käytetty pisteväli on 80 km, ja laskenta-alue kattaa koko maapallon.

Tuulista tietoa 50 metristä 400 metriin

Tuuliatlaksessa on kuukausittaiset tuulitiedot ja kolmelle teholtaan eri voimalatyypille (1, 3 ja 5 MW) lasketut tuotantoarviot (MWh) kaikkiaan 63550 pisteessä, jotka kukin edustavat 2,5 x 2,5 neliökilometrin maa-alaa, korkeuksilla 50 m, 75 m, 100 m, 125 m, 150 m, 200 m ja 400 m. Rannikolla, saaristossa, tunturialueilla ja valituilla sisämaa-alueilla tuulen keskinopeus on lisäksi annettu 250 x 250 neliömetrin resoluutiolla. Tuulen nopeuden kuukausikeskiarvot 250 x 250 neliömetrin ruutuihin on laskettu AROMElla tuotetuista tuulitiedoista mesoskaalan Lib-ohjelmiston ja WAsP-mallin avulla.

Tuuliatlaksen tuulitiedot kuvaavat 50 viimeisimmän vuoden keskimääräisiä kuukausittaisia ja vuotuisia tuulioloja. Yksittäisten vuosien tuuliolot voivat poiketa huomattavasti keskimääräisistä oloista. Myös rakennettavan tuulivoimalan käyttöiän aikana tuuliolot voivat poiketa tuuliatlaksella kuvatuista. Ilmastonmuutos vaikuttaa myös tuuliin. Sen mahdollista vaikutusta ei ole otettu huomioon tuuliatlaksen arvoissa, vaan sitä on kuvattu erillisessä osiossa näillä sivuilla.

Vaadittu tietokonekapasiteetti

Säätilanteiden simuloimiseen säämallilla käytettiin 96:a prosessoria Ilmatieteen laitoksen SGI Altix 3700 supertietokoneesta. Prosessorien määrä vastaa n. 30 % koko laskentakapasiteetista. Yhden simulointivuorokauden tuottaminen vei aikaa n. 3 h ja vastaavasti koko jakson mallittaminen säämallilla kesti kaikkiaan n. 8 kk. Mikäli koko tuuliatlasaineisto olisi simuloitu numeerisella säämallilla 1 km erotuskyvyllä, olisi sen tuottamiseen vaadittu aikaa n. 10 vuotta.

WAsP-ajot on tehty Ilmatieteen laitoksen ja Risö DTU:n supertietokoneilla, joista käytetty 60 (IL) ja 57 (Risö) prosessoria, sekä useammalla moniprosessorisella Windows-tietokoneella. WAsP-ajot suoritettiin kahdessa kuukaudessa.



Suomalainen Tuuliatlas perustuu Ilmatieteen laitoksen numeerisen AROME-säänennustusmallin ja tuuliatlassovellutuksissa yleisen WAsP-mallin yhteiskäyttöön.