Jääkansi muuttaa jokien virtausta – eroja voidaan mitata aiempaa tarkemmin

Jääkannen vaikutuksesta jokien virtaukseen on saatu uutta tietoa. Tuore tutkimus osoittaa, että jääkansi hidastaa virtausnopeuksia jyrkästi mutkittelevissa joissa. Lisäksi virtaus hidastuu joen jokaisessa kaarteessa yläjuoksulta alkaen. Yläjuoksulla olevissa kaarteissa veden syvyys on jääaikana myös matalampi kuin alajuoksulla ja samalla yläjuoksun virtausnopeudet ovat suurempia. Avouomavirtauksen teoriat poikkeavat siitä, mitä nyt on havaittu jääkannen alla tapahtuvan joen virtauksessa. Tutkimuksen perusteella veden virtaus jakaantuu jyrkästi mutkittelevassa eli meanderoivassa joessa lähes päinvastaisella tavalla jääkannen alla kuin jäättömässä joessa.

Jyrkästi mutkittelevien jokien jääkannen alaisista virtausoloista on tiedetty tähän saakka varsin vähän, sillä talviajan virtausolosuhteiden mittaaminen on ollut haasteellista. Uudet mittausmenetelmät mahdollistavat avouomavirtauksen ja toisaalta jääkannen alaisen virtauksen erojen tutkimisen aiempaa tarkemmin. Itä-Suomen yliopiston ja Turun yliopiston tutkimuksessa käytettiin akustista virtausmittaria, joka soveltuu kaikkina vuodenaikoina jokivirtausten tutkimukseen. Mittaukset tehtiin alueellisesti ja ajallisesti tiheämmin kuin aiemmissa tutkimuksissa.

Tutkimuksen perusteella ei vielä pystytä sanomaan, millä tavalla jääkannen alaisten ja jäättömän joen virtausten erot vaikuttavat pitkäaikaisempiin muutoksiin jokiympäristössä, jossa joki on suurimman osan vuodesta jää- ja lumipeitteen alla. Tutkimukset Utsjolla sijaitsevalla Pulmankijoella jatkuvatkin helmikuussa 2017 jo neljäntenä vuonna peräkkäin.

Suurimman virtauksen sijainti vaihtelee jääkannen alla enemmän

Tutkimuksessa havaittiin, että virtaus on suurempaa pinnalla kuin uoman pohjan lähellä silloin kun joessa ei ole jäätä. Jääkannen alla tilanne on päinvastainen. Talvella maksimivirtaus esiintyy vesipatsaan keskiosassa, eli ei niin lähellä veden pintaa kuin avouomatilanteessa. Suurimman virtauksen sijainti meanderikaarteessa vaihtelee talvella jääkannen alla enemmän verrattuna muihin vuodenaikoihin. Avouomatilanteessa voimakkain virtaus sijaitsee meanderikaarteen yläjuoksulla kaarteen sisäreunassa, ja siirtyy kaarteen ulkoreunalle alavirtaan päin mentäessä. Meanderoiville joille onkin tyypillistä, että ulkokaarteen voimakas virtaus aiheuttaa jokitörmän eroosiota.

Merkittävää on, että kaksi päällekkäistä ja erisuuntiin kiertävää sekundaarista virtaussolua esiintyi jääkannen alla meanderikaarteen keskipaikkeilla. Tätä ei ilmene avouomatilanteessa, vaan virtaussoluja on tällöin vain yksi. Tämä virtaussolujen muodostuminen ilmeni sellaisena talvena, kun veden syvyys oli suurimmillaan kaikista mitatuista ajankohdista. Esimerkiksi veden syvyyden ollessa noin puolet alhaisempi, ei tätä kaksoisvirtaussolua muodostunut, vaan jääkansi ja uoman pohja aiheuttivat liikaa häiriötä virtauskenttään. Tutkijat toteavat, että veden syvyys toimii rajoittavana tekijänä jääkannen alaisen sekundäärisen virtauksen muodostumiselle.

Itä-Suomen yliopiston ja Turun yliopiston tutkijoiden yhteisartikkeli “The effects of ice cover on flow characteristics in a subarctic meandering river” julkaistaan Earth Surface Processes and Landforms- julkaisusarjassa. Artikkelin ovat kirjoittaneet yliopistonlehtori Eliisa Lotsari (vastaava kirjoittaja: Itä-Suomen yliopisto), tutkijatohtori Elina Kasvi (Turun yliopisto), apurahatutkija Maria Kämäri (Itä-Suomen yliopisto / Suomen ympäristökeskus) ja professori Petteri Alho (Turun yliopisto). Tutkimuksen ovat rahoittaneet Suomen Akatemia, Maj ja Tor Nesslingin säätiö ja Suomen Akatemian Strategisen tutkimuksen neuvosto.

Lisätietoja: Eliisa Lotsari, puh. 050 575 8297, eliisa.lotsari(at)uef.fi

Yrityksestä

Itä-Suomen yliopisto on yksi Suomen suurimmista tiedeyliopistoista. Yliopiston toiminnassa korostuu monitieteisyys. Opetusta on yli sadassa pääaineessa. Tasokkaan opetuksen lisäksi yliopisto tarjoaa opiskelijoilleen nykyaikaisen opiskeluympäristön, jota kehitetään jatkuvasti. Yliopistolla on kampukset Joensuussa, Kuopiossa ja Savonlinnassa. Tiedekuntia on neljä: filosofinen tiedekunta, luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunta, terveystieteiden tiedekunta sekä yhteiskuntatieteiden ja kauppatieteiden tiedekunta. Yliopistossa on noin 15 000 opiskelijaa ja se työllistää lähes 2 800 henkilöä.

Yhteyshenkilöt

  • Itä-Suomen yliopisto
    Joensuu / Kuopio / Savonlinna
    http://www.uef.fi
  • Joensuun kampus
    Yliopistokatu 2, PL 111, 80101 Joensuu
  • Kuopion kampus
    Yliopistonranta 1, PL 1627, 70211 Kuopio
  • Savonlinnan kampus
    Kuninkaankartanonkatu 5-7, PL 86, 57101 Savonlinna

Tilaa