HARJOITUS 1: SADANTA JA HAIHDUNTA

Transkriptio

1 HARJOITUS 1: SADANTA JA HAIHDUNTA Harjoituksen DL: klo 18:00 Myöhästyneestä palautuksesta harjoituksen pistemäärästä vähennetään 50%. Koko kurssin harjoituspistekertymästä pitää saada vähintään 50% hyväksyttyyn suoritukseen. Huom! Ensimmäisen harjoituksen palautus määräaikaan mennessä vahvistaa kurssille osallistumisen. Tämä on tärkeätä, jotta hydrauliikkaosuuden ryhmä- ja parityökokoonpanot saadaan luotettavasti muodostettua. Opiskelijat, jotka eivät ole palauttaneet ensimmäistä harjoitusta määräaikaan mennessä (eivätkä ole erikseen ilmoittaneet syytä palautuksen puuttumiseen), poistetaan kurssin osallistujalistalta. Kurssikirjat 1. Elements of Physical Hydrology (2nd edition): Chapter 2, pp > Publications -> Open Access to Teaching Material -> Computational Methods for Water Resources Assessments, Chapter 5 (Precipitation) Tehtävä Tehtävänäsi on laskea vuorokautinen aluesadanta Vantaanjoen Myllymäen virtausmittauspisteen yläpuoliselle valuma-alueelle käyttäen Thiessenin polygoni -menetelmää. Käytössäsi on päivittäiset sadannat ajanjaksolta kuudelta Ilmatieteen laitoksen ylläpitämältä mittausasemalta. Mittausasemat ovat: Vihti Siippoo, Nurmijärvi Rajamäki, Hausjärvi Lavinto, Helsinki Vantaa, Hyvinkää Hyvinkäänkylä ja Vihti Hiiskula. Laskettuasi aluesadannan vastaa seuraaviin kysymyksiin: 1) Miten aluesadanta jakaantuu tällä ajanjaksolla eri kuukausien kesken? Kirjaa kuukausiarvot aluesadannalle taulukkoon ja laske niistä keskimääräiset kuukausisadannat ajanjaksolle Huom! Laske jokaisen vuoden jokaisen kuukauden aluesadanta, vaikka automaattisesti tarkastettavaan MyCourses-kyselyyn syötetään vain pari arvoa. Huom! Käytä aluesateen laskennassa Thiessenin polygoneihin perustuvia painokertoimia kahden desimaalin tarkkuudella. Käytä MyCourses Quiz-visassa tarkastettuja arvoja (ks. alla), jotta mahdollisesti virheellisten painokertoimien vuoksi aluesadanta-arvot eivät mene väärin. 2) Tukevatko Ilmatieteenlaitoksen kuukausitilastot omaa tulostasi? 3) Mikä on yksittäisen mittausaseman vuorokauden maksimisadanta? Missä ja milloin se tapahtui? Mikä tuon vuorokauden maksimisadannan keskimääräinen toistumisaika voisi suunnilleen olla ( Entäpä mikä on maksimi viiden vuorokauden sadantasumma yksittäiselle asemalle? Missä ja milloin se tapahtui? Mikä viiden vuorokauden maksimisadannan keskimääräinen toistumisaika suunnilleen on? Haihdunnan aluearvon määrittäminen sääaineiston perusteella on hyvin haastavaa ja arvioituihin haihdunta-arvoihin kannattaa suhtautua varauksella. Saatavilla olevaa energiaa kuvaavalla aineistolla voidaan kuitenkin arvioida haihdunnan suuruutta. Selvää on, että kirkkaana ja aurinkoisena päivänä voi haihtua enemmän kuin kylmänä ja pilvisenä, joten eri ajanhetkien välisestä suhteellisesta erosta

2 haihduntalaskut kertovat varsin luotettavasti. Absoluuttisissa haihdunta-arvoissa on sitten enemmän epävarmuutta. Haihdunnan laskemiseksi on kehitetty useita empiirisiä yhtälöitä, jotka arvioivat haihduntapotentiaalia auringonsäteilyn perusteella. Tässä tehtäväsi on arvioida Vantaanjoen valuma-alueen haihduntapotentiaalia Turcin yhtälöllä. Se löytyy MyCoursesista dokumenttina nimellä Turcin yhtälö. 1) Laske ensiksi vuorokautiset haihduntapotentiaalin arvot. Kokoa sitten taas taulukkoon kuukausiarvot ja tarkastelujakson yli lasketut keskimääräiset kuukausiarvot. 2) Vertaa saamiasi arvoja Suomen ympäristökeskuksen Hydrologisista vuosikirjoista löytyviin astiahaihduntoihin ( FI/Kartat_ja_tilastot/Hydrologiset_havainnot/Hydrologiset_vuosikirjat). Pohdi, mistä erot omissa tuloksissasi ja astiahaihduntatuloksissa johtuvat. Aineistot Käytettävissäsi on sadeasemien sijainnit sekä Vantaanjoen valuma-alueen rajaus paikkatietoaineistoina sekä meteorologiset aikasarjat Excel-taulukkona. Huom! Meteorologiset aikasarjat satunnaistetaan kullekin opiskelijalle, minkä vuoksi on tärkeätä käyttää ainoastaan MyCourses-tehtävästä löytyvästä linkistä ladattua aineistoa. Mitä ja miten palautetaan? Tehtävä palautukseen kuuluvat seuraavat osiot: - MyCourses:ta löytyvän automaattisesti tarkastettavan visailun (Quiz) täyttäminen. - Tekstidokumentti (Word tai pdf), josta löytyvät vastaukset kaikkiin pyydettyihin kysymyksiin. Kannattaa lukea tarkoin alla olevasta Arviointi -kappaleesta, mitä vastauksiin tulisi sisältyä. Lukijaa helpottaa, mikäli vastaukset on numeroitu Arviointi -kappaleessa esitetyn jaottelun mukaisesti. - Excel-työkirja, joka sisältää kaikki laskut paikkatieto-osuutta (ArcGIS) lukuun ottamatta. - Tekstidokumentti ja Excel-työkirja palautetaan MyCoursesista löytyvään palautuslaatikkoon. MyCoursesin visailu -tehtävät Quiz: Thiessenin polygonit - Kirjaa tänne paikkatieto-ohjelmassa laskemasi painokertoimet suuruusjärjestyksessä pienimmästä suurimpaan - Kun palautat tehtävän, niin järjestelmä antaa oikean vastauksen. Käytä oikeita arvoja jatkolaskuissa (kahden desimaalin tarkkuus). - Aluesadannan määrittämiseen Thiessenin polygonien avulla liittyvän osuuden arviointi perustuu laskenta-ajatuksen kuvaamiseen (ks. Arviointi -kappale alla, kohdat S1 ja S2), numeroarvojen oikeellisuutta ei arvioinnin yhteydessä enää tarkasteta. Jotta jatkokysymysten vastaukset menisivät oikein, on tärkeää käyttää oikeita painokertoimia. Quiz: Sadanta & haihdunta - Sadantakysymykset

3 o Check-napilla voit tarkastaa, että olet antanut vastauksen pyydetyllä yhden desimaalin tarkkuudella. Huom! Jos kysymyssarjan palautuksessa vastaus on väärällä tarkkuudella, niin vastaus tulkitaan vääräksi. Check-napin painaminen oikean tarkkuuden tarkastamiseksi ei sen sijaan vähennä pisteitä. Oikeaa vastausta ei tämän kysymyksen kohdalla esitetä Checknapin painamisen yhteydessä. o Kunkin kysymyksen yhteydessä on annettu yksikkö, missä vastaus tulee antaa. - Turcin yhtälö kysymys o Huom! Tämän kysymyksen kohdalla Check-napin painaminen paljastaa oikean vastauksen! Niinpä voit vastata vain kerran, toinen vastaus vie pisteet nollille tämän kysymyksen osalta. Poikkeuksena vastauksen antaminen väärällä tarkkuudella. Tällöin järjestelmä antaa Checknapin painamisen yhteydessä mahdollisuuden korjata tarkkuus oikeaksi ilman pistevähennyksiä. Kuten edellä, vastauksen palauttaminen väärällä tarkkuudella tulkitaan vääräksi vastaukseksi. o Kysymyksen yhteydessä on annettu yksikkö, missä vastaus tulee antaa. - Haihduntakysymykset o Näihin kannattaa vastata vasta, kun olet saanut Turcin yhtälön oikein. Mikäli yhtälössä on virhe, menevät kuukausiarvotkin väärin. o Haihduntakysymyksissä periaate on sama kuin sadantakysymyksissä. Eli Check-napilla voit tarkastaa, että olet antanut vastauksen pyydetyllä yhden desimaalin tarkkuudella. Huom! Jos kysymyssarjan palautuksessa vastaus on väärällä tarkkuudella, niin vastaus tulkitaan vääräksi. Check-napin painaminen oikean tarkkuuden tarkastamiseksi ei sen sijaan vähennä pisteitä. Oikeaa vastausta ei tämän kysymyksen kohdalla esitetä Check-napin painamisen yhteydessä. o Kunkin kysymyksen yhteydessä on annettu yksikkö, missä vastaus tulee antaa. Suositeltu toimintajärjestys Quiz-tehtävien palautuksessa 1. Laske paikkatieto-ohjelmassa Thiessenin polygoneihin perustuvat sadeasemien painokertoimet aluesadannan määrittämiseksi. Tarkasta painokertoimien arvot Quiz: Thiessenin polygonit - visailussa. 2. Lataa tarvitsemasi meteorologinen aineisto Quiz: Sadanta & haihdunta -visailun yhteydestä löytyvästä linkistä. Huom! On tärkeää käyttää ainoastaan tämän linkin kautta ladattua aineistoa, sillä aineistot satunnaistetaan kullekin opiskelijalle. Kun avaat tiedoston Excelissä, niin Excel valittaa File Error. Some number formats may have been lost. Tästä ei tarvitse välittää, vaan voi vaan klikata OK. Date -sarakkeen saa näyttämään päivämäärältä, kun valitsee Format Cells (valikosta tai ctrl-1) ja haluamansa tyylin Date -ryhmän alta. 3. Laske kuukausittaiset aluesadannat (esim. Excelissä) ja täytä Sadantakysymykset -osio Quiz: Sadanta & haihdunta -visailussa. Tarkasta Check-napilla, että olet antanut kaikki vastaukset pyydetyllä yhden desimaalin tarkkuudella. Älä palauta koko visailua alalaidasta löytyvällä FInish attempt -napilla ennen kuin olet vastannut sivun kaikkiin kysymyksiin (sadantakysymykset, Turcin yhtälö, haihduntakysymykset)! 4. Vastaa Turcin-yhtälö -kysymykseen. Huom! Paina Check-nappia vasta, kun olet varma ettet halua enää muuttaa vastaustasi! Tämän kysymyksen yhteydessä paljastetaan oikea vastaus Check-napin painamisen yhteydessä, joten arvon muuttaminen Check-napin painalluksen jälkeen vie pisteet nollille. Poikkeuksena tähän on vastauksen antaminen väärällä tarkkuudella. Tällöin järjestelmä antaa Check-napin painamisen yhteydessä mahdollisuuden korjata tarkkuus oikeaksi ilman pistevähennyksiä (tällöin ei myöskään oikeaa vastausta näytetä).

4 5. Kun olet saanut Turcin haihduntakaavan oikein, voit edetä kuukausihaihduntojen laskentaan ( Haihduntakysymykset -osio). Tarkasta taas Check-napilla, että olet antanut kaikki vastaukset pyydetyllä yhden desimaalin tarkkuudella. 6. Palauta koko visailu Finnish attempt -napilla 7. Sallittuja suorituskertoja on vain yksi. Sen jälkeen kun olet palauttanut kysymyssarjan, et voi enää muuttaa vastauksia tai yrittää uudelleen. Arviointi (8 p.) Huom! Tarkastaja ei etsi perusteluja, kuvia/taulukkoa Excel-työkirjasta. Ne täytyy siirtää palautettavaan tekstidokumenttiin. Ainoat poikkeukset ovat alla erikseen mainitut kohdat S4, H2 ja H3. Huom! Tehtävän pisteytys on allaolevan listauksen mukainen. MyCourses Quiz helpottaa meidän tarkastusurakkamme ja antaa teille välittömän palautteen tehtävän ratkaisusta. Sen antamia pisteytyksiä ei kuitenkaan käytetä sellaisenaan. Sadanta S1. Kuvattu omin sanoin, miten Thiessenin polygoneilla arvioidaan aluesadantaa (0.7 p). miten Thiesseninin polygonit rajataan? kuinka aluesadanta-arvo lasketaan, kun Thiessenin polygonit on muodostettu? S2. Selvitetty omin sanoin, kuinka polygonit muodostettiin paikkatieto-ohjelmistolla (esim. ArcGIS) (0.5 p). S3. Selvitetty omin sanoin, kuinka aluesadannan kuukausiarvot laskettiin (esim. Excelissä) (0.5 p). S4. Kuukausiarvot ja niiden keskimääräiset arvot laskettu oikein taulukkoon. Jokaisen vuoden jokaisen kuukauden aluesadanta tulee laskea, vaikka automaattisesti tarkastettavaan MyCourses-kyselyyn syötetään vain pari arvoa (1.0 p). Huom! Tämän kohdan arvioimiseksi riittää, että MyCourses Quiz-tehtävään on täytetty pyydetyt arvot ja loput arvot löytyvät Excelistä. Palautettavaan tekstidokumenttiin ei tarvitse kirjata mitään S5. Laskettuja kuukausiarvoja verrattu Ilmatieteenlaitoksen kuukausitilastoihin (0.7 p). perustelu, mistä vertailumittaus otettu esitetty kuvana tai taulukkona vertailumittauksen ja tehtävän datasta laskettujen kuukausiarvojen väliset erot S6. Selvitetty omin sanoin, kuinka yksittäisen aseman maksimisadanta (1 ja 5 vrk kertymät) on laskettu (esim. Excelissä) (0.5 p). S7. Maksimisadannat laskettu oikein ja niiden tapahtumapaikat ja ajankohdat ilmoitettu oikein (0.5 p). S8. Maksimisadantojen toistuvuutta arvioitu ilmasto-oppaan avulla (0.7 p). selitetty, miten toistuvuusarvo on ilmasto-oppaasta valittu toistuvuusarvo kirjattu palatukseen Haihdunta H1. Selvitetty mihin suuntaan ja miksi käytössä olevien säämuuttujien arvot vaikuttavat potentiaalisen haihdunnan arvioimisessa (0.5 p). H2. Potentiaalinen haihdunta (Turcin yhtälö) laskettu oikein (0.5 p).

5 Huom! Tämän kohdan arvioimiseksi riittää, että MyCourses Quiz-tehtävään on täytetty pyydetty arvo ja loput arvot löytyvät Excelistä. Palautettavaan tekstidokumenttiin ei tarvitse kirjata mitään. H3. Kuukausihaihdunnat ja niiden keskimääräiset arvot laskettu oikein. Jokaisen vuoden jokaisen kuukauden haihdunta tulee laskea, vaikka automaattisesti tarkastettavaan MyCourses-kyselyyn syötetään vain pari arvoa (0.5 p). Huom! Tämän kohdan arvioimiseksi riittää, että MyCourses Quiz-tehtävään on täytetty pyydetyt arvot ja loput arvot löytyvät Excelistä. Palautettavaan tekstidokumenttiin ei tarvitse kirjata mitään. H4. Omia tuloksia verrattu Hydrologisten vuosikirjojen astiahaihduntoihin (0.7 p). perustelu, mistä vertailumittaus otettu esitetty kuvana tai taulukkona vertailumittauksen ja tehtävän datasta laskettujen kuukausiarvojen väliset erot H5. Pohdittu, mistä erot tehtävän datasta laskettujen kuukausiarvojen ja vertailuksi valittujen astiahaihduntojen välillä johtuvat (0.7 p).