Hyvän sään aikana – Sään mittausta jo vuosituhansia

Kulkevatko junat, uppoavatko laivat, täytyykö pellot kastella tai onko hyvä päivä lähteä naalijahtiin? Säätä on mitattu vaihtelevalla tarkkuudella ja menestyksellä siitä lähtien kun ihminen putosi puusta. Tulevaisuuden näkymiä ovat tarkemmat tiedot ilmastonmuutoksesta ja entistä pidemmälle ulottuvat ennusteet.

Sään vaikutukset näkyvät kaikkialla. Suuret luonnonkatastrofit, kuten myrskyt ja tulvat, riepottelevat säännöllisesti alueita ympäri maailmaa. Myös pienempiä henkilökohtaisia katastrofeja syntyy, kun junat eivät kuljekaan lumisateen takia tai kesähäiden kuokkavieraaksi saapuu rankkasade. Havaintoja ihmiskunnan aamuruskosta antiikkiin Sään ennustaminen on yhtä vanhaa kuin ihmiset itse. Ennen ajanlaskun alkua muinaiset metsästäjät ja kalastajat tulkitsivat luonnon ja taivaan merkeistä tulevia sääilmiöitä. Vanhan ajan uskomuksissa on paljon perääkin. Pitää esimerkiksi paikkansa, että aamurusko usein enteilee sadetta. – Askel kohti systemaattisempaa sään havainnointia otettiin antiikin Kreikassa. Antiikin teoksissa on paljon oikeita havaintoja, mutta myös paljon pieleen menneitä spekulaatiota. Aristoteleen Meteorologica -teoksen mukaan on saanut nykyinen meteorologia nimensäkin, kertoo säämittausjärjestelmiin erikoistuneen Vaisalan tutkimuspäällikkö Heikki Turtiainen. Antiikissa ei kuitenkaan vielä kokeellisesti tutkittu tai mitattu säätä, vaan luotettiin havainnointiin ja loogiseen päättelyyn. Vanhimmat tunnetut varsinaiset mittaukset tehtiin jo noin 400 eaa. Intiassa. Siellä käytettiin sademittarina savikulhoa, josta saatua tietoa käytettiin hyväksi maanviljelyksessä. Renessanssinerot keksivät oikeat mittarit Ensimmäinen varsinainen säämittauslaite oli Galileo Galilein kehittämä lämpömittari 1500-luvun lopulla. – Lämpömittari toimi samalla periaatteella kuin nykyisetkin. Huomattavaa on, että aluksi ei ollut käytössä lämpötila-asteikkoja. Lämpötilaa luultavasti kuvailtiin havaintojen perusteella esimerkiksi, ”niin kylmä, että vesi jäätyy” tai ”niin kuumaa, että vesi kiehuu”. Näiden fysikaalisten ilmiöiden pohjalle Celsius asteikkonsakin sitten rakensi 1700-luvulla, kuvailee Turtiainen. 1600-luku oli tieteen ja teknologian nopean kehittymisen aikaa, ja tuolloin kehitettiin ensimmäiset versiot laitteista, johon nykyinen säämittaus ja -ennustus perustuvat. – Tuolloin keksittiin, että yläpuolellamme olevan ilman paino voidaan mitata maan pinnalla ilmapuntarilla, ja että tuuli liittyy ilmanpaineen vaiheluihin: ilma virtaa sinne, missä on pienempi ilmanpaine. Pian huomattiin, että nopeasti laskeva ilmanpaine on merkki lähestyvästä sateesta tai jopa myrskystä. Lämpömittarin ja ilmapuntarin lisäksi merkittäviä sään mittauslaitteita olivat tuulimittarit ja ilmankosteusmittarit. Merenkulkijat ovat olleet aina sään mittauksen edelläkävijöitä. Kapteenien lokikirjoista löytyy systemaattisia lämpötila- ja ilmanpainetietoja vuosisatojen ajalta. Merenkulun tarpeisiin kehitettiin myös ensimmäinen säähavaintoverkko 1800-luvulla. – Krimin sodassa ranskalaisten ja brittien koko laivasto upposi myrskyssä. Tästä syntyi ajatus, että säätä pitäisi paremmin oppia ennakoimaan. Ranskalaiset pystyttivät ympäri Eurooppaa kymmeniä havaintoasemia, joiden välillä tieto kulki lennättimen avulla. Mittauslaitteiden lisäksi juuri tiedon nopea siirtäminen on olennaista ennustusten tekemisessä, painottaa Turtiainen. Korkeammalle ja korkeammalle Ennen 1900-lukua mittaukset tehtiin lähinnä maan pinnalta. Ensimmäiset ylemmän ilmakehän mittaukset tehtiin 1930-luvulle asti lähinnä leijoilla, joilla päästiin muutaman kilometrien korkeuteen. Korkeammalle ilmakehässä päästiin 1920-luvulla, jolloin kehitettiin radiosondi. – Radiosondi on kaasupallon mukana jopa 30 kilometriin lähetettävä mittalaite, joka lähettää radiosignaalin avulla mittaustiedot maahan. Vaisalan radiosondi ei ollut ensimmäinen, mutta aikansa teknisesti edistynein. Maailmansotien jälkeen sään mittaus kehittyi jälleen. Uusia laitteita olivat säätutkat ja tietokoneet, jotka pystyvät laskemaan monimutkaisempia yhtälöitä nopeammin. 1960-luvulla tuli myös sääsatelliitteja, joilla pystyttiin tekemään koko maapallon kattavia havaintoja. – Viimeaikaisin merkittävä innovaatio on kaksoispolarisaatiotutkat, jotka eroavat perinteisistä tutkista siten, että ne pystyvät erottamaan sateen olomuodon eli tuleeko taivaalta vettä, lunta vai kenties rakeita. Myös tietokoneet ovat kehittyneet. Muuttuuko ilmasto, kulkeeko juna? Tulevaisuudessa sään mittauksen rooli kasvaa esimerkiksi kun halutaan päästä selvyyteen ilmastonmuutoksesta. – Tarkemmat mittaustulokset ovat tärkeä todistusaineisto tässä keskustelussa. Meidän on pystyttävä tarjoamaan parempia mittalaitteita tähän työhön. Teknistymisen ja toimintojen nopeutus- ja tehostumistarpeen vuoksi yhteiskunnan sääherkkyys on kasvanut ja kasvaa edelleen. Sääpalveluista tulee entistä tärkeämpiä. – Ihmisen rakentama infrastruktuuri on tullut monimutkaisemmaksi ja haavoittuvaisemmaksi. Tämä on näkynyt esimerkiksi talven junaliikenteessä. Samanlaisia ilmoja on ollut aikaisemminkin, mutta silloin ei ole ollut samalla tavalla ongelmia. Tekniikasta on toki myös hyötyä. Tulevaisuuden älytalo tietää, miten sää on muuttumassa, ja osaa säätää lämmitystä ja ilmastointia sen mukaan. Tuuli- ja aurinkovoimaloiden tehontuotto voidaan ennustaa etukäteen ja ohjata sähköntuotantoa ja jakeluverkkoa paremmin. Myös tämän talven kaltaisiin yllätystalviin pystytään kenties jo lähitulevaisuudessa varautumaan, kun tiedetään tulevat keskilämpötilat ja sademäärät. – Sää on lähtökohtaisesti kaoottinen ilmiö. Mitä pidemmälle ennuste ulottuu, sitä epävarmemmaksi se tulee. Tarkkaa ennustetta kahta viikkoa pidemmille jaksoille pystytään tuskin koskaan kehittämään. Tätä pidemmille jaksoille voidaan kuitenkin ennustaa säätilan keskimääräistä kehitystä. Näillä ns. vuodenaikaisennusteilla pystytään esimerkiksi ennakoimaan tulevan kesän keskilämpötiloja ja keskimääräisiä sademääriä, talven lumimääriä ja jäätilanteita ja niin edelleen, kertoo Turtiainen. Ehkä jo siis lähitulevaisuudessa pystytään alkusyksystä ennustamaan tulevan talven sää, ja varautumaan siihen asianmukaisesti. Tekniikan kehittyessä ilmapuntareista on tullut lähinnä koriste-esineitä ja leijoista leikkikaluja. Mutta miten käy sammakkomiehen sääennustusten, jos muut tarjoavat tulevaisuudessa tarkkaa kesäsäätä?

Avainsanat: