Testbed data in climate applications - Climate service - Applied climate research Testbed Course 12-16 Feb 2007 Reija Ruuhela 13.2.2007
Weather >< Climate Climate statistics Operational climate service Statistics of 30-years normal period, (1971-2000) Records and extreme weather events www.ilmatieteenlaitos.fi -> Sää ja ilmasto -> Ilmastotilastot Ilmastokatsaus Monthly press release Press release in extreme weather situations - How exceptional, how often? - climate change? 13.2.2007 2
Operational climate service Data delivery For commercial purposes - Ecomet rules For research, authorities - free of charge Variety of needs; - parameters, length of the time series, spatial resolution - both measured and value-added data (e.g. heating day degrees) Data quality control!! Expert s statements 13.2.2007 3
Feasibility of Testbed data in Climate Service long time series no spatial resolution OK time resolution OK continuity no data base and interface OK no data quality no parameters OK? always use for more case studies YES expert s statement 13.2.2007 4
Useful especially in case studies of heavy rain(showers) Case - Water damages in a row house Daily precipitation - HKI-Vantaa 19 mm - HKI-Kaisa 18 mm - Oulunkylä 27 mm (Testbed) - Max. intensity 100 mm/h - 1,7 mm/min Sademäärä (mm), Sateen intensiteetti (mm/h Oulunkylä 26.8.2005 120 100 80 60 40 20 0 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 Aika (utc) RA mm RI mm/h - Instructions for dimensioning 1,0 mm/min! 13.2.2007 5
Heavy rain in Finnish Climate Time Rain (mm) 5 min 2,5 30 min 5,5 60 min 7,0 4 h 10 12 h 15 24 h 20 13.2.2007 6
How often can this happen? 13.2.2007 7
Testbed and radar data complete each other 160 70 140 60 120 100 80 60 40 20 50 40 30 20 10 RI mm/h RA mm 0 0 13:00:00 14:00:00 15:00:00 16:00:00 17:00:00 18:00:00 19:00:00 20:00:00 21:00:00 22:00:00 HKI-Van 11 mm/d HKI-Kaisa 25 mm/d 13.2.2007 8
Climate variability and climate change Climate risks are changing in changing climate Risks should be updated in many sectors of society 13.2.2007 9
Climate change and extremes 13.2.2007 10
Seasonal forecasting in Finland? No ENSO teleconnection in Finland but seasonal forecasting is gradually developing Feasibility depends on the needs of the users Spatial downscaling using statistical methods T c 13.2.2007 11
Applied climate research Potentially interesting in many applications E.g. inter-disciplinary research Impacts of weather and climate on human health Slipping accidents Remarkable differences in pavement conditions in Testbed area Heat stress 13.2.2007 12
Heat Exchange respiration Infra-red radiation Sweat evaporation clothing Direct radiation Sun or other radiation source M convection External work Reflected radiation infra-red radiation conduction Havenith, 2003 13.2.2007 13
The human heat budget M + W + Q* + QH + QL + QSW + QRe + S = 0 M Metabolic rate W Mechanical power Q* Radiation budget (Tmrt,v) QH Turbulent flux of sensible heat (Ta,v) QL Turbulent flux of latent heat (diffusion water vapour) (e,v) QSW Turbulent flux of latent heat (sweat evaporation) (e,v) QRe Respiratory heat flux (sensible and latent) (Ta,e) S Storage 13.2.2007 14
Simple thermal comfort indices http://www.ilmatieteenlaitos.fi/tuotteet/kauppa_14.html 13.2.2007 15
Mortality depends on temperature People acclimatize in certain limits behaviour and physiological acclimatization Finns have acclimatized to cold climate better than e.g. Greeks and suffer from hot weather in lower temperatures than Southern Europeans Näyhä, 2005 Keatinge et el. 2000 13.2.2007 16
and season daily mortality in Finland 1991-2000 220 200 180 160 140 lkm/vrk 30-vrk KA 120 100 80 1.1.91 1.7.91 1.1.92 1.7.92 1.1.93 1.7.93 1.1.94 1.7.94 1.1.95 1.7.95 1.1.96 1.7.96 1.1.97 1.7.97 1.1.98 1.7.98 1.1.99 1.7.99 1.1.00 1.7.00 13.2.2007 17
30 000 extra deaths in Europe, 15 000 in France during the heat wave 2003 13.2.2007 18
Daily mortality and max and min temperature in Helsinki, July-August 2003 Päivittäinen kuolleisuus Helsingissä heinä-elokuu 2003 Lämpötila 40 Kuolleisuus 30 35 25 30 25 20 20 15 min-lt max-lt Kuolleisuus 15 10 10 5 5 0 1. heinäkuuta 4. heinäkuuta 7. heinäkuuta 10. heinäkuuta 13. heinäkuuta 16. heinäkuuta 19. heinäkuuta 22. heinäkuuta 25. heinäkuuta 28. heinäkuuta 31. heinäkuuta 3. elokuuta 6. elokuuta 9. elokuuta 12. elokuuta 15. elokuuta 18. elokuuta 21. elokuuta 24. elokuuta 27. elokuuta 30. elokuuta 13.2.2007 19
Heat Health Warning System who needs it in Finland? Risk groups Children Elderly People with cardiovascular on pulmonary diseases Outdoor employees Health care in their preparedness Other authorities HHWS before and after 2003 13.2.2007 20
Lämsä-project, Finnish Institute of Occupational Health 17 roof and asphalt workers Health control and fitness tests Heat stress tests in laboratory Tests during the working days - Cool days - Hot days 13.2.2007 21
Lämsä-project, FIOH Measurements in field Heart rate + variation Skin temperature (7) and internal body temperature Cortisol hormone Changes in weight, amount of food and drinks Measurements of temperature, humidity and wind Comparison to Testbed and FMI weather station data 13.2.2007 22
Lämsä-tutkimus tutkimuskohde päivä säämittauspiste Lämsä-project and Testbed W Soukka 30. 5. 2006 Kirkkonummi Ingels, WXT, testbed Espoo Suvisaaristo, WXT, testbed Kirkkonummi, MCN Helsinki Kaisaniemi, FMI Viikki 5. 6. 2006 Malmin lentoasema, WXT, testbed Helsinki Kumpula, FMI Myyrmäki 6. 6. 2006 Vantaa Vantaanlaakso, WXT, testbed Helsinki Malminkartano, MCN Helsinki-Vantaa la FMI Tikkurila 6. 6. 2006 Vantaa Tikkurila, WXT, tesdbed Vantaa Malminiitty, MCN Lassila 7. 6. 2006 Helsinki Ilmala, WXT, testbed Helsinki Malminkartano, MCN Helsinki Pitäjänmäki, MCN Käpylä 7. 6. 2006 Helsinki Ilmala, WXT, testbed Helsinki Kumpula, FMI Lauttasaari 7. 6. 2006 Helsinki Kaisaniemi, FMI Helsinki Kaivopuisto, WXT, testbed Kannelmäki 13. 6. 2006 Vantaa Vantaanlaakso, WXT, testbed Helsinki Malminkartano, MCN Helsinki Pitäjänmäki, MCN Viikki 13. 6. 2006 Malmin lentoasema, WXT, testbed Helsinki Kumpula, FMI Käpylä 13. 6. 2006 Helsinki Ilmala, WXT, testbed Helsinki Kumpula, FMI Järvenpää 13. 6. 2006 Nurmijärvi, FMI Järvenpää Sorto, WXT, tesdbed Lauttasaari 14. 6. 2006 Helsinki Kaisaniemi, FMI Helsinki Kaivopuisto, WXT, testbed Kruununhaka 14. 6. 2006 Helsinki Kaisaniemi, FMI Helsinki Kruununhaka, MCN Järvenpää 16. 6. 2006 Nurmijärvi, FMI Järvenpää Sorto, WXT, tesdbed Myyrmäki 19. 6. 2006 Vantaa Vantaanlaakso, WXT, testbed Helsinki Malminkartano, MCN Helsinki-Vantaa la FMI Tikkurila 19. 6. 2006 Vantaa Tikkurila, WXT, tesdbed Vantaa Malminiitty, MCN Tikkurila 20. 6. 2006 Vantaa Tikkurila, WXT, tesdbed Vantaa Malminiitty, MCN Järvenpää 20. 6. 2006 Nurmijärvi, FMI Järvenpää Sorto, WXT, tesdbed Käpylä 20. 6. 2006 Helsinki Ilmala, WXT, testbed Helsinki Kumpula, FMI Viikki 20. 6. 2006 Malmin lentoasema, WXT, testbed Helsinki Kumpula, FMI Kaisaniemi 20. 6. 2006 Helsinki Kaisaniemi, FMI Helsinki Kruununhaka, MCN Kannelmäki 21. 6. 2006 Vantaa Vantaanlaakso, WXT, testbed Helsinki Malminkartano, MCN Helsinki Pitäjänmäki, MCN Tikkurila 21. 6. 2006 Vantaa Tikkurila, WXT, tesdbed Vantaa Malminiitty, MCN Myyrmäki 21. 6. 2006 Vantaa Vantaanlaakso, WXT, testbed Helsinki Malminkartano, MCN Kallio 21. 6. 2006 Helsinki Kaisaniemi, FMI Helsinki Talvipuutarha, MCN Missing TB-data FMI WXT, testbed MCN Ilmatieteen laitos testbed-projekti pääkaupunkiseudun ilmastollinen verkosto 13.2.2007 23
Looking forward - Thermal stress mapping of Helsinki area - Case studies of heat wave - And cold spell episodes 13.2.2007 24
July 2006 temperatures in Helsinki Asema T T-min T-max *T-min* *T-max* Hellevrk Harmaja 17,0 12,2 24,5 14,6 20,2 0 Kaivopuisto ¹ 18,7 12,0 26,8 14,8 22,0 4 Bulevardi 19,3 12,5 29,5 16,0 22,9 7 Mannerheimintie 7 19,9 12,3 30,6 16,0 24,5 10 Kaisaniemi 18,9 9,6 29,2 14,0 23,3 7 Hietaniemi 18,7 10,1 29,4 14,0 23,5 7 Sörnäinen 19,9 12,3 29,4 15,7 24,0 10 Roihupelto - - - - - - Juho-Pekka Kaukoranta, 2006 13.2.2007 25
February 2006 temperatures in Helsinki Asema T T-min T-max *T-min* *T-max* Jäävrk x Harmaja -7,6-20,9 0,4-10,2-5,1 27 Kaivopuisto ¹ ² -7,9-1,8-10,7-5,6 - Bulevardi ³ -7,0-21,2 - -9,6-4,5 - Mannerheimintie 7-6,5-20,6 2,1-9,1-4,1 23 Kaisaniemi -7,9-22,8 2,4-10,9-5,1 26 Hietaniemi -7,6-22,2 2,4-10,9-4,6 24 Sörnäinen -7,1-21,5 2,7-9,8-4,5 26 Roihupelto -8,2-23,2 2,3-11,3-5,5 26 Juho-Pekka Kaukoranta, 2006 13.2.2007 26
Human Biometeorology Berlin frequency of heat load gerd.jendritzky@dwd.de 13.2.2007 DWD 27 2003
Looking forward - Thermal stress mapping of Helsinki area - Case studies of heat wave - and cold spell episodes - How urban heat island could be seen in Testbed data? - Need for reliable data! - Reference measurements? 13.2.2007 28
Thank You for Your Interest! reija.ruuhela@fmi.fi 13.2.2007