SALAMAHAVAINNOT 2013 LIGHTNING OBSERVATIONS IN FINLAND, 2013

Transkriptio

1 RAPORTTEJA RAPPORTER REPORTS 20:5 SALAMAHAVAINNOT 20 LIGHTNING OBSERVATIONS IN FINLAND, 20 ANTTI MÄKELÄ

2

3

4

5 3 Julkaisija Ilmatieteen laitos Erik Palménin aukio 1 PL Helsinki Tekijä(t) Mäkelä, Antti Julkaisusarjan nimi ja numero Raportteja 20:5 Julkaisuaika Joulukuu 20 Projektin nimi Toimeksiantaja Nimeke Salamahavainnot 20 Tiivistelmä Ilmatieteen laitos on koonnut ja julkaissut salamanlaskijoiden havainnot vuosilta Vuodesta 1 lähtien kaikki järjestelmälliset maasalamahavainnot perustuvat salamanpaikantimeen, jonka nykyinen malli aloitti toimintansa elokuussa 17 Se käsitti 20 kahdeksan anturia, pohjoisin Lokassa Vuodesta 2002 mukana ovat olleet lisäksi Norjan ja Ruotsin anturit, joiden ansiosta koko Lappi on katettu ja suorituskyky on parantunut myös muualla Suomessa, sekä yksi anturi Virossa Laitteisto paikantaa maasalamoista erikseen jokaisen osaiskun ja ryhmittelee ne kokonaisiksi salamoiksi Paikannettu salama voi sisältää 1- iskua; keskiarvo Suomessa on vajaa kaksi iskua/salama Tilastoinnin pohjana käytetään salama- eikä iskumääriä, koska salama on ilmastollisesti edustavampi suure Kesän 20 aikana paikannettiin Suomen alueella noin 500 maasalamaa, mikä on % keskiarvosta Kuukausista ainoastaan kesäkuu ylsi yli keskiarvon Julkaisijayksikkö Tutkimus ja kehitys / Uudet havaintomenetelmät Luokitus 5501 : (40) Avainsanat salama, salamanpaikannin, ukkonen ISSN ja avainnimeke ISSN Raportteja, ISSN 35- Salamahavainnot Kieli suomi englanti Myynti Ilmatieteen laitos PL Helsinki kirjasto@fmifi ISBN ISBN Sivumäärä 5 Hinta Yhteydet p , f 3 anttimakela@fmifi

6

7 5 Sisällys Contents 1 Johdanto 7 1 Introduction 2 Salamahavaintojen yhteenveto 2 Summary of lightning 20 observations in 20 3 Kesän 20 tärkeimmät 23 3 Main thunderstorm periods ukkosjaksot in summer 20 4 Salamoiden kerrannaisuudet 31 4 Flash multiplicities and ja voimakkuudet strengths 5 Salama- ja iskutiheydet 33 5 Flash and stroke vuosina densities in Lähdeviitteet 35 References Liite 1: Salamanpaikannin 3 Appendix 1: Lightning location system Liite 2: Ukkosten pitkän jakson tilastot 40 Appendix 2: Long-period time series of thunderstorms Liite 3: Salamatiheys km 41 Appendix 3: Flash density on a ruudukossa -km grid p

8

9

10

11

12

13

14

15

16 Taulukko 1 Paikannetut salamat ja ukkospäivät 4-numeroisilla karttaruuduilla 20 Table 1 Numbers of located flashes and thunder days on 4-digit map squares in 20 2 No km May Jun Jul Aug Sep Total May Jun Jul Aug Sep Tot 20 Hanko Jussarö Mariehamn Föglö Korppoo Nauvo Kemiö Tammisaari Espoo Helsinki Geta Kumlinge Iniö Turku Salo Suomusj Lohja Kerava Porvoo Kotka Vehmaa Mynämäki Marttila Somero Karkkila Hyvinkää Lapinjärvi Anjkoski Hamina Uusikaup Yläne Loimaa Forssa Hämeenl Kärkölä Lahti Kouvola Luumäki Ylämaa Rauma Kokemäki Huittinen Toijala Hauho Lammi Heinola Jaala Savitaip Lappeenr Imatra Luvia Pori Vammala Tampere

17 21 Kangasala Padasjoki Sysmä Mäntyharju Ristiina Puumala Ruokolahti Parikkala Ahlainen Pomarkku Ikaalinen Teisko Orivesi Kuhmoinen Joutsa Hirvens Mikkeli Sulkava Pihlvesi Punkaharju Merikarvia Honkajoki Parkano Kuru Mänttä Jämsä Korpilahti Kangasn Haukivuori Juva Savonlinna Kerimäki Kitee Kristiina Isojoki Karvia Virrat Keuruu Petäjävesi Jyväskylä Hankasalmi Pieksämäki Varkaus Savonranta Rääkkylä Tohmajärvi Kaskinen Kauhajoki Jalasjärvi Alavus Ähtäri Multia Äänekoski Rautalampi Suonenjoki Leppävirta Heinävesi Joensuu Kiihtv Petkelj

18 1 42 Korsnäs Jurva Seinäjoki Kuortane Soini Saarijärvi Keitele Karttula Kuopio Vehmers Outokumpu Kontiol Eno Ilomantsi Vaasa Laihia Kauhava Alajärvi Kyyjärvi Kivijärvi Viitas Vesanto Siilinj Juankoski Sivakkav Koli Koitere Naarva Raippal Oravainen Alahärmä Evijärvi Perho Kinnula Pihtipudas Pielavesi Lapinlahti Nilsiä Yläluosta Juuka Lieksa Vexala Pietars Kaustinen Lestijärvi Reisjärvi Pyhäjärvi Kiuruvesi Iisalmi Rautavaara Nurmes Savijärvi Kokkola Kannus Sievi Nivala Kärsämäki Lapinsalo Vieremä Pirttimäki

19 Hiidenp Mujejärvi Ulvinsalo Kalajoki Ylivieska Haapavesi Piippola Pyhäntä Kajaani Sotkamo Katerma Kuhmo Kotajärvi Pyhäjoki Vihanti Rantsila Kestilä Oulujärvi Ristijärvi Hirsijärvi Lentiira Raahe Ruukki Tyrnävä Utajärvi Puokiov Paljakka Hyrynsalmi Alavuokki Oulu Ylikiim Sanginkylä Puolanka Joukokylä Suomuss Kianta Haukipudas Kiiminki Kipinä Jonku Siikavaara Piispaj Anttila Kuivaniemi Yli-Ii Pudasjärvi Iinattij Taivalk Jokijärvi Hossa Kemi Simo Oijärvi Haarahilt Rytinki Loukusa Kuolio Poussu Karunki Runkaus

20 Rovaho Ranua Simojärvi Posio Vasaraperä Kuusamo Ylitornio Törmäsj Muurola Inginkiv Vanttausk Pirttik Perä-Posio Kitka Ruka Turtola Meltosj Sinettä Rovaniemi Misi Luusua Karhujärvi Aholanv (Pello) Pello Meltaus Perunkaj Nampa Kemijärvi Kursu Salla Sieppij Pasmajärvi Lohiniva Unari Luosto Pelkosenn Ahvenselkä Saija Kolari Kurtakko Kaukonen Syväjärvi Sodankylä Kelujärvi Savukoski Maltiot Sorsat Kihlanki Ylläs Kittilä Tepsa Petkula Tanhua Seitajärvi Ruuvaoja Värriöt Muonio Keimiöt Kiistala

21 Pomokaira Pomovaara Lokka Alaponku Naltiot Nuorttit Ounast Raattama Pulju Pokka Porttip Vuotso Sokosti Talkkunap (Karesuv) Kaaresuv Enontekiö Peltovuoma Korsat Jänispää Kuttura Saariselkä Raja-Joos Ropi Tarju Urtivaara Jierstiv Porrast Kietsimä Lemmenjoki Menesjärvi Ivalo Sarmijärvi Kilpisj Tsaibma Kautokeino Lavvuoaivi Galmat Kaisavarri Palloaivi Inari Nellimä Muotka Peltot Paksumaa Partakko Surnujärvi Outakoski Kuivi Mieras Iijärvi Sevettij Kevo Utsjoki Kalddoaivi Koko maa

22 Kuva 5 Taulukosta 1 korjatut ukkospäiväluvut 20 Fig 5 Thunder day numbers corrected from Table 1 in Touko - May Kesä - June Heinä - July Elo - Aug Syys - Sept Kuva Vuorokautiset paikannettujen salamoiden määrät Suomessa (kuvan 5 kartalla) 20 Fig Daily numbers of located flashes in Finland (the area shown in Fig 5) in 20

23 Kuva 7 Paikannetut salamat/0 km 2 v 20 Kartan alueella paikannettiin 501 salamaa Fig 7 Located flashes per 0 km 2 in 20 The total number of located flashes on the map is,501

24

25

26 24 Kuva Päivä 05, 54 salamaa Fig Day 05, 54 flashes Kuva Päivä 0531, 2301 salamaa Fig Day 0531, 2301 flashes Kuva Päivä 001, 3523 salamaa Fig Day 001, 3523 flashes Kuva Päivä 003, 7 salamaa Fig Day 003, 7 flashes UTC

27 25 Kuva Päivä 004, 47 salamaa Fig Day 004, 47 flashes Kuva Päivä 005, 543 salamaa Fig Day 005, 543 flashes Kuva Päivä 00, 352 salamaa Fig Day 00, 352 flashes Kuva Päivä 007, 3 salamaa Fig Day 007, 3 flashes UTC

28 2 Kuva 1 Päivä 00, 3701 salamaa Fig 1 Day 00, 3701 flashes Kuva 17 Päivä 00, 4450 salamaa Fig 17 Day 00, 4450 flashes Kuva 1 Päivä 0, 52 salamaa Fig 1 Day 0, 52 flashes Kuva 1 Päivä 027, salamaa Fig 1 Day 027, flashes UTC

29 27 Kuva 20 Päivä 030, 03 salamaa Fig 20 Day 030, 03 flashes Kuva 21 Päivä 0701, 0 salamaa Fig 21 Day 0701, 0 flashes Kuva 22 Päivä 0705, 3770 salamaa Fig 22 Day 0705, 3770 flashes Kuva 23 Päivä 072, 50 salamaa Fig 23 Day 072, 50 flashes UTC

30 2 Kuva 24 Päivä 072, 40 salamaa Fig 24 Day 072, 40 flashes Kuva 25 Päivä 007, 232 salamaa Fig 25 Day 007, 232 flashes Kuva 2 Päivä 00, 3720 salamaa Fig 2 Day 00, 3720 flashes Kuva 27 Päivä 0, 3573 salamaa Fig 27 Day 0, 3573 flashes UTC

31 Kuva 2 Paikannustarkkuuden mediaani (km) 20 Ruutujen keskiarvo on 0 km Fig 2 Median location errors (km) in 20 The mean value of the squares is 0 km

32 30 KERTYMÄ % CUMULATIVE (normal) NEGATIVE POSITIVE VOIMAKKUUS PEAK CURRENT (ka) Kuva 2 Voimakkuuksien (ka) kertymäjakautumat: osuus (%) jolla arvo ylitetään Ehyt viiva: ensimmäiset osaiskut; katkoviiva: myöhemmät osaiskut Fig 2 Cumulative distributions of strengths (ka): percentage of value exceeded Solid line: first strokes; dashed line: subsequent strokes

33 31 4 Salamoiden kerrannaisuudet ja voimakkuudet Koska paikannin havaitsee salaman osaiskut erikseen, se käsittelee kokonaista salamaa toissijaisena suureena, joka saadaan ryhmittelemällä iskuja tiettyjen ehtojen puitteissa Paikannusvirheiden takia samaan pisteeseen maassa osuvat iskut paikantuvat hieman eri kohtiin, mutta usein salaman eri iskut myös todella haarukoituvat ja voivat osua jopa kilometrien päähän toisistaan Paikantimessa on etäisyysrajaksi asetettu km Paikkaeron lisäksi tärkeä on aikaero: peräkkäisille iskuille oletetaan enintään 0,5 sekuntia Haarukoitumista on käsitelty vuosikirjassa (Salamahavainnot 1) Maasalamat ovat napaisuudeltaan negatiivisia tai positiivisia riippuen siitä, kumman merkkisestä pilven varausalueesta ne tuovat varausta Negatiivinen päävaraus on pilven keskellä syntyvissä (lumi)rakeissa ja positiivinen pilven huipussa pienissä jääkiteissä Jonkin verran positiivista varausta on myös aivan pilven alaosassa Erinapaisten salamoiden purkausmekanismi on hieman erilainen, ja niinpä negatiivinen on usein moni-iskuinen kun taas positiivinen salama on useimmiten vain yksiiskuinen Osaiskujen lukumäärää salamassa sanotaan kerrannaisuudeksi Salamoissa esiintyy toisinaan kummankin merkkisiä osaiskuja, jolloin napaisuuden määrää ensimmäinen osaisku Salamasuureiden tilastot vuodelle 20 näkyvät taulukossa 2 Tunnusluvut on laskettu ensimmäisille osaiskuille Salaman voimakkuutta kuvataan osaiskun (pääsalaman) sähkövirran huippuarvolla, yksikkönä kiloampeeri (ka) Mittaus ei ole suora vaan se perustuu anturien havaitseman salamasignaalin 4 Flash multiplicities and peak currents Because the location system detects the strokes separately, it treats a whole flash as a secondary quantity, which is obtained by grouping strokes under certain conditions Due to location errors, strokes to the same point at the ground are located slightly separated, but often different strokes of a flash indeed undergo forking and may hit at points several kilometres apart In the location system, km has been set as a limit for a flash In addition to the strike-point separation, the interstroke interval is assumed to be at most 05 seconds Forking has been dicussed in Lightning Observations 1 Ground flashes are negative or positive depending on the polarity of their source region in the cloud The main negative charge resides on graupel particles in the middle of the cloud, and the main positive charge is carried by small ice crystals at the cloud top There is also some positive charge near the lower edge of the cloud The discharge mechanisms of negative and positive lightning are slightly different, and a negative flash is often multiple while a positive flash usually consists of only one stroke The number of strokes in a flash is called the multiplicity Sometimes, strokes of both polarities may occur in a flash; then the polarity of the flash refers to that of its first stroke Statistics for flash (ie, first stroke) parameters for year 20 are shown in Table 2 The strength of a lightning discharge is described as the peak electric current of the (return) stroke, in units of a kiloampere (ka) The measurement is an estimate based on the characteristics of

34

35

36

37

38 Taulukko 2 Keskimääräiset salamatiheydet (sataa neliökilometriä kohti) ja ukkospäivät Table 2 Mean flash densities (per one hundred square kilometres) and thunder days 3 Vuosi Touko Kesä Heinä Elo Syys Kausi Ukkospv Year May June July Aug Sept Season Th days

39 Ukkospäivät (pinta-alakorjatut) Keskiarvo on 1 Thunder days (area-corrected) The mean is, Salamat sataa neliökilometriä kohti Flashes per one hundred square kilometres Touko - May Kesä - June Heinä - July Elo - Aug Syys - Sept Salamoita vuorokaudessa kartan alueella Flashes per day in the map area Kuva 30 Vuosikeskiarvoja jaksolta 1-20 (kokonaismäärä 1 salamaa vuodessa) Fig 30 Annual means for the period 1-20 (total number 1 flashes per year)

40

41

42

43

44

45 Kuva 32 Salamat km x km ruuduilla 20 Fig 32 Flashes on km x km squares in 20

46 Kuva 33 Salamat km x km ruuduilla 1-20 Fig 33 Flashes on km x km squares in 1-20

47 North (km) East (km) Kuva 34 Pohjoismainen salamanpaikannusverkko Katkoviiva kuvaa havaintoaluetta Fig 34 Nordic lightning location network Dashed line indicates the area of detection

48 järvi Kilpisj Tsaibma Kautokeino Lavvuoaivi NorjaaGalmat Kolari Sorsatunt Kihlanki Ylläs Nuorttit Ounastunt Raattama Pulju Kittilä Sieppij Pasmajärvi Lohiniva Tepsa Petkula järvi Outakoski Kuivi Mieras Kaisavarri Palloaivi Inari Kevo Utsjoki Kalddoaivi Nellimä järvi Ivalo Sarmi- Ropi Tarju Urtivaara Jierstiv Porrast Kietsimä Lemmenj Menes- Joos Talkkunap (Karesuv) Kaaresuv Enontekiö Peltovuoma Korsatunt Jänispää Kuttura Saariselkä Raja- Iijärvi Sevettij Muotka Peltot Paksumaa Partakko Surnu- Pokka Porttip Vuotso Sokosti Unari Luosto Pelkosenn Ahvenselkä Saija Muonio Keimiöt Kiistala Pomokaira Pomovaara Lokka Alaponku Naltiotunt Tanhua Seitajärvi Ruuvaoja Värriöt Kurtakko Kaukonen Syväjärvi Sodankylä Kelujärvi Savukoski Maltiot Geta Vaasa Laihia Petkeljärvi Korsnäs Jurva Luvia Pori Rauma Vehmaa Helsinki Kumlinge Iniö Turku Salo Tohmajärvi Kaskinen Kauhajoki Jalasjärvi Alavus Ähtäri Multia Punkaharju Merikarvia Honkajoki Parkano Kuru Mänttä Jämsä Parikkala Ahlainen Pomarkku Ikaalinen Teisko Mynämäki Marttila Somero (Pello) Pello järvi Kokkola Kannus Sievi Nivala Raippaluoto Oravainen Alahärmä Evijärvi Perho Seinäjoki Kuortane Soini Ylämaa Kokemäki Huittinen Toijala Hauho Lammi Kemi Simo Oulu Raahe Ruukki Suomusjärvi Lohja Kerava Anttila Kuivaniemi Yli- Ii Keitele Joutsa Sysmä Heinola Jaala Lahti Haukipudas Kiiminki Kipinä Jonku Porvoo Kotka Aholanv Meltaus Perunkaj Nampa Kemijärvi Kursu Salla Kinnula Pihtipudas Pielavesi Lapinlahti Nilsiä Korpilahti Kangasniemi Haukivuori Juva Karkkila Hyvinkää Lapinjärvi Anjal- koski Hamina Kuusamo Ylitornio Törmäsjärvi Muurola Inginkivalo Vanttausk Pirttikoski Perä- Posio Kitka Ruka Oijärvi Haarahilt Rytinki Loukusa Kuolio Poussu Turtola Meltosjärvi Sinettä Rovaniemi Misi Luusua Karhujärvi Savitaip Lapp- ranta Uusikaup Yläne Loimaa Forssa Hämeenlinna Kärkölä Kouvola Luumäki Pudasjärvi Iinattij Taivalkoski Jokijärvi Hossa Alavuokki Ylikiim Sanginkylä Puolanka Joukokylä Suomussalmi Kianta Ulvinsalo Kalajoki Ylivieska Haapavesi Piippola Pyhäntä Kajaani Sotkamo Katerma Kuhmo Karunki Runkaus Rov- aho Ranua Simojärvi Posio Vasaraperä Yläluosta Juuka Lieksa Ilomantsi Kauhava Alajärvi Kyyjärvi Kivijärvi Viitasaari Vesanto Siilinjärvi Juankoski Sivakkav Koli Koitere Naarva Orivesi Kuhmoinen Hirvensalmi Mikkeli Sulkava Pihl- vesi Siikavaara Piispajärvi Lentiira Tyrnävä Utajärvi Puokiovaara Paljakka Hyrynsalmi Kotajärvi Pyhäjoki Vihanti Rantsila Kestilä Oulujärvi Ristijärvi Hirsijärvi Vexala Pietarsaari Kaustinen Lestijärvi Reisjärvi Pyhäjärvi Kiuruvesi Iisalmi Rautavaara Nurmes Savi- Saarijärvi Karttula Kuopio Vehmersalmi Outokumpu Kontiolahti Eno Savonlinna Kerimäki Kitee Imatra Vammala Tampere Kangasala Padasjoki Mäntyharju Ristiina Puumala Ruokolahti Kärsämäki Lapinsalo Vieremä Pirttimäki Hiidenportti Mujejärvi Äänekoski Rautalampi Suonenjoki Leppävirta Heinävesi Joensuu Kiiht- vaara Kristiina Isojoki Karvia Virrat Keuruu Petäjävesi Jyväskylä Hankasalmi Pieksämäki Varkaus Savonranta Rääkkylä Jussarö Mariehamn Föglö Korppoo Nauvo Kemiö Tammisaari Espoo Hanko Nelinumeroisten karttaruutujen nimitykset Names of four-digit map squares

49 Nelinumeroisten karttaruutujen numerot Numbers of four-digit map squares

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62 Ilmatieteen laitos Erik Palménin aukio 1, Helsinki tel (0) 1 21 wwwfmifi ILMATIETEEN LAITOS, RAPORTTEJA 20:5 ISBN (NID) ISSN (Raportteja - Rapporter - Reports) ISSN 35- (Salamahavainnot -Lightning Observations in Finland) Unigrafia Helsinki 20