Maaston rosoisuus tuuliatlasmallinnuksessa

AROME- säämallissa käytetty maaston rosoisuus

AROMEssa yhden hilaruudun rosoisuus lasketaan sen sisällä esiintyvien eri pintatyyppien rosoisuuksien painotettuna hilaruutukeskiarvona. AROMEssa eri pintatyyppejä on neljä: meri, järvi, luonto ja kaupunki. Meren pinnan ja järvien rosoisuus lasketaan Charnookin yhtälön avulla, jolloin rosoisuuteen vaikuttaa tuulen kitkanopeus. Tällä tavalla otetaan huomioon tuulen voimakkuuden vaikutus aallonkorkeuteen ja siten rosoisuuteen. Vesipintojen jääpeitteelle on AROMEssa vakio arvo z0ice=10-3m.

Luontotyyppejä AROMEssa on 12. Nämä ns. ISBA (Interaction between Soil Biosphere and Atmosphere) pintatyypit kattavat alustan ominaisuudet paljaasta maasta ja kalliosta erilaisiin metsätyyppeihin, peltoihin, aroihin sekä pysyvään lumipeitteeseen (taulukko 1). Erikasvustojen rosoisuudet ovat riippuvaisia kahdesta eri tekijästä:
1.) lehtipinta-ala (LAI), joka vaihtelee vuodenajan mukaan kymmenen vuorokauden resoluutiolla. Se on klimatologinen arvo, joka on määritelty globaalisti kullekin hilaruudulle vuosien 1999 - 2005 satelliittikuvista.
2.) kasvuston korkeus (HT), joka vaihtelee päiväntasaajan 30 metristä lauhkean vyöhykkeen 15 metrisiin metsiin sekä 2m korkeisiin pensasalueisiin.

Taulukko 1. ISBA kasvillisuustyyppejä vastaavat rosoisuusarvoja.

Pintatyyppi Z0
Paljas maa 0,1
Paljas kallio 1
Pysyvä lumi 0,01
Lehtimetsät HT
Havumetsät HT
Ikivihreät lehtimetsät HT
Viljapellot MIN(1, e(LAI-3.5)/1.3))
Muut viljelyalueet, esim. maissi tai sokeri MIN(2.5, e(LAI-3.5)/1.3))
Märät viljelyalueet, esim. riisipellot MIN(2.5, e(LAI-3.5)/1.3))
Lauhkean vyöhykkeen ruohomaat LAI/6
Trooppiset ruohomaat LAI/6
Suot, puistot, puutarhat LAI/6
  • LAI = Leaf Area Index
  • HT = Height of Trees
Kaupungit on AROMEssa jaettu yhdeksään eri pintatyyppiin. Suomessa näistä pintatyypeistä esiintyy vain pintatyyppiä esikaupungit, jonka rosoisuuden arvo z0town=1m.

WAsP-mallinnuksessa käytetyt rosoisuudet

WAsP-mallinnuksessa on käytetty CORINE-maastotyyppejä vastaavia z0:n arvoja.

Suomen ympäristökeskukselta on vuonna 2004 valmistunut koko Suomen kattava maankäytön paikkatietokanta CORINE Land Cover 2000. Tämä rasterimuotoinen paikkatietoaineisto antaa maankäyttötiedot 25 x 25 neliömetrin pinta-alan tarkkuudella. Suomen tuuliatlaksessa näiden maankäyttökarttojen eri maaperäluokituksille on kullekin määritetty oma aerodynaaminen rosoisuus. Rosoisuuden määritykset on tehty alan kirjallisuuteen ja Ilmatietetn laitoksella mastoissa tehtyihin tuulimittauksiin pohjautuen. Kirjallisuuden perusteella määritetyt CORINE-maastotyyppejä vastaavat rosoisuutta kuvaavat z0-arvot on esitetty alla olevassa taulukossa 2.

Taulukko 2. CORINE-maastotyyppejä vastaavat rosoisuutta kuvaavat z0-arvot

CORINE -luokitus z0 kesä z0 talvi Maastotyyppi
111 1.5 1.5 Tiiviisti rakennetut asuinalueet
112 0.6 0.6 Valjasti rakennetut asuinalueet
121 0.7 0.7 Teollisuuden ja palveluiden alueet
122 0.1 0.1 Liikennealueet
123 0.5 0.5 Satama-alueet
124 0.02 0.02 Lentokenttaalueet
131 0.1 0.1 Maa-aineisten ottoalueet
132 0.1 0.1 Kaatopaikat
133 0.3 0.3 Rakennustyöalueet
141 0.4 0.4 Taajamien viheralueet ja puistot
142 0.5 0.5 Kesamökit
142 0.5 0.5 Urheilu- ja vapaa-ajan toiminta -alueet
211 0.03 0.001 Pellot
222 0.3 0.3 Hedelmapuu- ja marjapensasviljelmat
231 0.03 0.001 Laidunmaat
243 0.1 0.01 Pienipiirteinen maatalousmosaiikki
311 1.4 1.4 Lehtimetsat kivennaismaalla
311 1.4 1.4 Lehtimetsat turvemaalla
312 1.4 1.4 Havumetsat kivennaismaalla
312 1.4 1.4 Havumetsat turvemaalla
312 1.4 1.4 Havumetsat kalliomaalla
313 1.4 1.4 Sekametsat kivennaismaalla
313 1.4 1.4 Sekametsat turvemaalla
313 1.4 1.4 Sekametsat kalliomaalla
321 0.05 0.001 Luonnonniityt
322 0.05 0.001 Varvikot ja nummet
324 1.4 1.4 Harvapuustoiset alueet . cc <10%
324 1.4 1.4 Harvapuustoiset alueet. cc 10-30%. kivennaismaalla
324 1.4 1.4 Harvapuustoiset alueet. cc 10-30%. turvemaalla
324 1.4 1.4 Harvapuustoiset alueet. cc 10-30%. kalliomaalla
324 1.4 1.4 Harvapuustoiset alueet havumetsarajan ylapuolella
324 1.4 1.4 Harvapuustoiset alueet. sahkölinjan alla
331 0.01 0.001 Rantahietikot ja dyynialueet
332 0.05 0.05 Kalliomaat
333 0.2 0.2 Niukkakasvustoiset kangasmaat
411 0.1 0.1 Sisamaan kosteikot maalla
411 0.1 0.1 Sisamaan kosteikot vedessa
412 0.03 0.001 Avosuot
412 0.03 0.001 Turvetuotantoalueet
421 0.1 0.03 Merenrantakosteikot maalla
421 0.1 0.03 Merenrantakosteikot vedessa
511 0.01 0.001 Joet
512 0.0004 0.001 Jarvet
523 0.0003 0.0007 Meri