Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU)/ Rankkasateet Jarmo Koistinen Timo Kuitunen Seppo Pulkkinen Harri Hohti Janne Kotro Avustivat: Lassi Pekka Laine, Kirsti Jylhä, Seppo Saku, Juha K. Aaltonen (SYKE/TKK),Tuomo Karvonen (TKK) Hulevesifoorumi 4.3. 2008
Rahoittajat MMM & YM RATU projekti (2005 2007) Konsortio: SYKE + IL + TKK + asiantuntijoita Tavoitteena on rankkasadeilmaston selvittäminen pienillä alueilla ja lyhyinä aikajaksoina: Lasketaan sadantojen toistuvuudet (2 min pisteessä sekä 15 min, 1h, 3h, 6h, 12 h ja 24 h sadanta alueilla 1 km 2, 9 km 2, 100 km 2, 1024 km 2 ) kesiltä 2000 2005 Kesien 2000 2005 ilmastollinen edustavuus (ILM) Lasketaan sateen ja poudan keston jakaumat Laaditaan uudet rankkasateiden toistuvuuskäyrästöt Selvitetään sadantakäyrän ajallista muotoa Arvioidaan rankkasade ilmaston muutos (ILM) Testataan taajamahydrologisia malleja (TKK+SYKE)
Tutkamenetelmät (luku 7) Mittausmenetelmät Laadunparannusmenetelmät Aineisto Tilastomenetelmät Tuloskuvat (luku 8):
Tutkasademittausten laadunparannuksia Muiden kuin sadekaikujen poisto (maa, laivat, meri): merimaski + ankara ROPO + erityiskohteiden poistoa Raepisteiden tunnistaminen ja Z muunnos (P rae > 40 %) Inkisen (2004) mukaan. Rakeet yleisiä, kun Z > 50 dbz. Tutkakohtainen sademittarisovitus/kesä
Alkuperäinen tutkamittaus vastaa: Menetelmiä 1. Hetkellistä sateen intensiteettiä tilavuudessa (~keilan leveys² 670 m) 2. Etäisyyksillä 10 170 km ~ 2 min pistesadantaa (skaalaus: mm/h tai mm/min) Alarajaleikkuri: Sade 0.1 mm/h Z 10 dbz Havainnot jaetaan frekvenssiluokkiin, joista lasketaan käänteinen ehdollinen kertymäfunktio ICDF(sadanta > 0.1 mm/h) Poudan ja alarajan alapuolisten tapausten osuus f lasketaan, josta saadaan sateen esiintymistodennäköisyys, 1 f. Esimerkiksi: 1. Kesäsateen pistetodennäköisyys 2 min jaksossa on ~ 4 9 % 2. Kesäsateen pistetodennäköisyys 24 h:n jaksossa on 24 67 % kuukaudessa kesinä 2000 2005 Käänteinen kertymäfunktio: ICDF(sadanta > 0 mm/h) = (1 f)icdf(sadanta > 0.1 mm/h)
Toistuvuuden laskenta Sadannan P toistuvuus Y vuosina lasketaan usein laittamalla T vuoden pituisen havaintosarjan mittaukset suuruusjärjestykseen (k on järjestysluku). Tällöin Y(P) = (T +1)/k tai yleisesti sovelletaan ääriarvojakaumia (esim. Gumbel). Ääriarvojakaumat eivät sovellu tutkamittauksiin, koska suurimmat arvot ovat epäluotettavia (ks. kuva). Tutkamittauksissa on käytettävä koko todennäköisyysjakaumaa (ICDF). Yhden kesän mittaukset 153 vrk. Y [2 min] = 1/ ICDF, toistuvuus 2 minuuttisina (ks. kuva) N t = 153 vrk/2min = 110160 jaksoa/kesä Y [kesä] = Y [2min] / N t Jakauman häntä voidaan ehkä vähän ekstrapoloida Oletettiin mittaukset riippumattomiksi toisistaan!
Ehdollinen kertymäfunktio ICDF(R 0.1 mm) 2 min pistesateelle Toistuvuus (R) [2 min] = 1 / [ICDF(0.1) ICDF(R 0.1)]
2 min pistesateen (mm/min) toistuvuus kesinä Harvinaisin järkevä arvo n. 3000 kesää = 8 mm/min
1 h Poudan keston jakauma 2003 2005 Lasketaan poudan ja sateen kestoluokkien tunnusluvut => Mitoitussateiden simulointi esim. gammajakaumalla 1 vrk 1 h max 22 vrk
IL:n varoittamisen uudistaminen 2008 2009 Uusien varoitusten tarve => erityisesti rankkasateet Lisääntynyt vaaraa aiheuttavien sääilmiöiden tiedotustarve, entistä nopeampi reagointi Yhteiskunnan sääherkkyys kasvanut Varoitusten ajallisen ja paikallisen tarkkuuden parantaminen Varoitusten harmonisointi Meteoalarmin kanssa Nykyinen meteorologin varoitustyökalu tullut teknisen tiensä päähän
Uusi filosofia Ylimääräiset varoitukset ( warning ) Välitön vaara omaisuudelle ja ihmishengille Nykyinen varoituspalvelu ( watch ) tiedotteen tapainen täydentävät ja tarkentavat 0 24h varoitusta vain ilmiöille, jotka aiheuttavat välittömän vaaran (tuuli, rankkasade) vahva havaintopohjainen näyttö vaarasta nopeat välityskanavat, grafiikka! päivitys tunnin välein sisältää nykyiset varoituspalvelut (päivitettynä) lisänä uusia varoituksia (sade, tulvat?, helle, pakkanen) aika ja aluerajaus karkeampi kuin ylimääräisillä varoituksilla ennakkotieto 2 5 lähivuorokauden aikana odotettavissa olevista voimakkaista sääilmiöistä tuuli, sade, hellejakso, pakkasjakso probabilistinen ilmaisu? Ennakkotiedotteet ( early warning / outlook ) +0h +3h +24h +120h