Pienet ilmiöt kuvataan ilmastomalleissa epäsuorasti

Mallien hilaväliä pienempien ilmiöiden vaikutukset kuvataan hilapisteikössä esitetyillä suuremman mittakaavan arvoilla. Tätä kutsutaan parametrisoinniksi.

Pienten ilmiöiden vaikutus otetaan huomioon epäsuorasti

Ilmastomallien alueellinen laskentatarkkuus on 100-400 kilometrin luokkaa. Monet ilmakehän ilmiöt ovat kuitenkin tätä pienempiä. Kuuropilven läpimitta on kymmenen kilometrin luokkaa, tuulenpuuskan kymmeniä tai satoja metrejä, pilvipisaran vain millimetrin sadasosan verran.

Pienikokoisia ilmakehän ilmiöitä ei tietystikään voida esittää suoraan mallin hilassa. Epäsuorasti ne voidaan kuitenkin ottaa huomioon. Tällöin erilaisten mallin hilaväliä pienempien ilmiöitten vaikutus kuvataan hilapisteikössä esitettyjen arvojen avulla. Tätä menettelyä kutsutaan parametrisoinniksi.

Esimerkiksi kun tunnetaan ilman kosteuden, lämpötilan ja tuulen pystysuuntainen jakauma hilapisteen yläpuolisessa ilmapylväässä, voidaan arvioida, voiko kyseisellä alueella esiintyä kuuroluontoista sadetta. Mikäli vastaus on myönteinen, malli pyrkii ottamaan huomioon kuurottaisen sateen vaikutuksen ilmakehän tilaan. Satanutta osuutta vastaava määrä vesihöyryä poistetaan ilmakehäosiosta ja lisätään maaperä- tai meriosioon. Vesihöyryn tiivistymiseen liittyvän lämpöenergian annetaan nostaa lämpötilaa sopivilla korkeuksilla ilmakehäosiossa jne.[1]

Parametrisoitavia ilmiöitä on useita

Myös pilvipisaroitten synty, kokojakauman muutokset ja sadepisaroitten muodostuminen pilvipisaroista joudutaan parametrisoimaan. Pisaroita on hyvin erikokoisia, eivätkä parhaankaan tietokoneen voimat riittäisi täydellisten laskelmien tekoon.

Kuurosateitten ja pilvien fysiikan ohella parametrisoitavia ilmiöitä ovat muun muassa auringonsäteilyn imeytyminen ilmakehään, ilman imemä ja lähettämä lämpösäteily sekä maanpinnan läheisessä ilmakerroksessa myös puuskittaisesti pyörteilevän virtauksen eli turbulenssin aiheuttama sekoittuminen.

Parametrisointimenelmät vaihtelevat malleittain

Parametrisoitaessa ilmakehän pienikokoisten ilmiöitten vaikutus joudutaan esittämään pelkistetysti ja yksinkertaistetusti. Ongelma on ratkaistu eri ilmastomalleissa eri tavoin. Juuri parametrisointimenetelmien erilaisuus pitkälti selittää, miksi eri ilmastomallien tulokset poikkeavat toisistaan. Kaikkein eniten eroa mallitulosten välille aiheutuu trooppisten ja subtrooppisten alueitten pilvien kuvaamisesta. Erityisen huonosti tiedetään, miten näistä pilvistä heijastuva auringon säteily muuttuu ilmaston lämmetessä.

Myös mallien meri- ja maaperäosioissa on monia ilmiöitä, jotka joudutaan parametrisoimaan. Esimerkiksi maa-alueitten kasvipeite on luonnossa varsin monimuotoinen, mutta mallissa sen vaikutus joudutaan kuvaamaan suuresti yksinkertaistaen.

Lähteet

  1. Nevanlinna, H. (toim.), Muutamme ilmastoa. Karttakeskus, 2008, ISBN 978-951-593-191-7. s. 114-116.

Tuottajatahot