Lumihiutaletyypin vaikutus lumen mittauksiin

Lumihiutaleet syntyvät, kun ilmavirtaukset nostavat vesipisaroita pilven sisälle sellaisiin korkeuksiin, missä lämpötila on jäätymispisteen alapuolella. Siellä pisarat muodostavat jääkiteitä tiivistymällä pienten pölyhiukkasten tai muiden jääkiteiden päälle. Kiteet kasvavat vesihöyryn kertyessä niihin ja kun ne pudotessaan törmäävät alijäähtyneisiin vesipisaroihin (eli pisaroihin, jotka ovat vielä nestemäisessä muodossa jäätymispisteen alapuolella, koska eivät ole kohdanneet mitään kiinteää pintaa, mihin voisivat tiivistyä jääksi). Lumihiutaleet saattavat muistuttaa levyjä tai pylväitä riippuen pilventason lämpötilasta ja ylöspäin suuntautuvien ilmavirtausten voimakkuudesta.

Yhdysvaltalaisen National Center for Atmospheric Researchin (NCAR) tutkijat ovat tarkastelleet lumimittareiden tarkkuutta. Lumimittareita käytetään lumen keräämiseen ja mittaamiseen. Tarkat mittaukset lumisateesta ovat tärkeitä sääennusteille, ilmastotutkimukselle ja vesitutkimukselle. Lumimittareiden muodon ja sääolosuhteiden yhdistelmä voi joskus aiheuttaa järjestelmällisiä mittausvirheitä.

Esimerkiksi suurempi tuulen nopeus lumisateen aikana pienentää lumimittarin keräämän lumen määrää, koska lumi lentää enemmän mittarin yli kuin tippuu sisään. Tämän estämiseksi mittarin ympärille on yleensä rakennettu suoja. Mittari ja suojavaippa kuitenkin aiheuttavat esteitä luonnolliselle ilmankierrolle, minkä takia pienemmät ja kevyemmät lumihiutaleet saattavat toimia mittarin kanssa eri tavalla kuin suuremmat lumihiutaleet.

NCAR:n Julie Thériault kollegoineen tarkasteli erityisesti sitä, miten tuuli vaikuttaa eri lumihiutaleiden kerääntymiseen lumimittariin. Helmikuussa 2010 tehdyssä kenttäkokeessa NCAR:n Marshall Field Sitessa Thériault kollegoineen keräsi lumihiutaleita mittarin sisä- ja ulkopuolelta sekä ilman suojaa että sen kanssa. He kuvasivat keräämiään lumihiutaleita 20 minuutin välein, jotta lumihiutaleiden kidetyyppi ja koko voitaisiin analysoida. He tekivät myös teoreettisen tutkimuksen, missä he käyttivät tietokonemallia simuloimaan ilmavirtauksia mittarin ympärillä ja näyttämään erilaisten lumihiutaleiden lentoradat. Mallisimulaatioiden tuloksia verrattiin havaintoihin.

Tutkimuksen alustavat tulokset esitettiin American Meteorological Societyn vuoden 2011 vuosikokouksessa ja niissä näkyy, että tuulen nopeus todellakin vaikuttaa eri lumihiutaletyyppien kerääntymiseen lumimittariin. Lumimittarin keräämistehokkuus laski paljon enemmän levymäisillä hiutaleilla (mikä on se ”perinteinen” lumihiutaletyyppi), joilla oli taipumus lentää mittarin ympäri toisin kuin epäsäännöllisillä hiutaleilla (pallomaisilla, pylväsmäisillä, tai muilla vastaavilla), jotka putoavat nopeammin.

”Kun aloitimme tämän projektin, luulimme lumihiutaleen koon olevan tärkeä, mutta huomasimme, että tärkeätä on koon lisäksi lumihiutaleen putoamisnopeus, johon vaikuttavat tiheys, muoto ja muut tekijät,” Thériault sanoo.

Ryhmä yrittää seuraavaksi tunnistaa sen kynnyksen, jossa keräämisteho laskee suhteessa lumihiutaleiden nopeuteen.

Lähteet:

How snowflake type influences snow measurements – NCAR:n tiedote

Effects of snowflake characteristics on the collection efficiency of snow gauge – AMS-esityksen tiivistelmä

Lisätietoa:

Englanninkieleinen sivusto lumihiutaleista.

Mainokset

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: