Jäätävien olosuhteiden vaikutusta tuulivoiman tuotantoon voidaan analysoida uuden järjestelmän avulla

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Ilmatieteen laitoksen tutkijat ovat olleet mukana kehittämässä järjestelmää, joka pystyy tuottamaan tietoa tuulivoimaloiden käyttöön liittyvistä sääparametreista muun muassa jäätämisen todennäköisyydestä, jäätämisen nopeudesta ja kertyneestä jääkuormasta sekä niiden vaikutuksesta tuuliturbiinien tuottamaan tehoon.

Kuva: Ilmatieteen laitos.

Ilmatieteen laitoksen ja yhdysvaltalaisen Leading Edge Atmospheric, LEAn tutkijat ovat tutkineet maanpintaa lähellä olevissa ilmakerroksissa tapahtuvia jäätämisprosesseja. Tutkimuksen tuloksena on saatu aikaan reaaliaikainen jäätämisen analyysijärjestelmä, joka voi tarjota arvokasta tietoa tuulivoimayhteisölle ja -yrityksille. LAPS-LOWICE- järjestelmä pystyy tuottamaan tietoa tuuliturbiinien jäätämisen todennäköisyydestä, jäätämisnopeudesta ja jääkuormasta.

Nämä tiedot ovat tärkeitä, sillä tuulivoimatuotanto on altista säälle erityisesti kylmissä ilmastoissa. Jäätäminen vaikuttaa selkeästi tuuliturbiinien tehokkuuteen ja voi aiheuttaa huomattavia tehonmenetyksiä. Jäätäminen lisää mekaanisten osien kulumista ja tuulivoimalan lavoista irtoava jää voi aiheuttaa turvallisuusuhkia.

”Tutkimustietoa jäätämisestä tarvitaan jatkuvasti yhä enemmän, koska tuulivoimaa rakennetaan yhä enemmän kylmissä olosuhteissa, joissa jäätämisriski on suuri. Siksi tarkat analyysit ja ennusteet tuuleen ja jäähän liittyvistä säämuuttujista ovat erittäin tärkeitä”, Ilmatieteen laitoksen tutkija Erik Gregow toteaa.

Jäätämisen ennustaminen vaikeaa

Jäätämisen analysointi ja ennustaminen on erittäin vaikeaa, etenkin maanpinnan lähellä. Reaaliaikaiset havainnot ovat ennusteissa hyvin arvokkaita, jos niitä osataan yhdistää malleihin oikein. ”Erityisesti kaikki pilviin ja sateisiin liittyvät tiedot ovat osoittautuneet erittäin merkittäviksi ja tärkeiksi tuuliturbiinien jäätämistä ja sähköntuotantoa koskevissa diagnooseissa”, Gregow sanoo.

Yhdistämällä kolmiulotteiset numeeriset mallikentät ja havainnot jäätämistä koskevan meteorologian kanssa yhdenmukaisella tavalla, saadaan tietoa jäätämisen todennäköisyydestä, jäätämisnopeudesta ja jääkuormasta. Tuloksista on käynyt selväksi, myös se, että turbiinien tehonmenetykset eivät ole niinkään riippuneet mitatuista jääkuormista vaan ne korreloivat enemmän jäätämisnopeuden aikahistorian kanssa. Myös tuulivoimalan lapoihin kertyneen jään sulaminen, sublimoituminen ja irtoaminen täytyy ottaa huomioon tuulivoimalan tehon tuotannon arvioinnissa.

LAPS-LOWICE -järjestelmä on todettu toimivaksi monissa Ruotsin tuulipuistoissa viiden talvikauden (2009–2014) aikana tehtyjen havaintojen ja analyysien perusteella. Seuraavassa vaiheessa on tarkoitus keskittyä myös jäätämisennusteiden kehittämiseen tuulivoima tuotannon tarpeita varten.

Lisätietoja:

Ryhmäpäällikkö Jarkko Hirvonen, Ilmatieteen laitos, puh. 029 539 5779, jarkko.hirvonen@fmi.fi

Tutkija Erik Gregow, Ilmatieteen laitos, puh. 029 539 4167, erik.gregow@fmi.fi

E. Gregow, B. Bernstein, I. Wittmeyer ja J. Hirvonen: Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. Nidos 32, numero 8 (elokuu 2015) s. 1447–1463 http://dx.doi.org/10.1175/JTECH-D-14-00151.1

Maankäytön ympäristövaikutuksia aliarvioitu

[Suomen ympäristökeskuksen (SYKE) tiedote:]

© Vesa Kuusava

Maankäytön ympäristövaikutuksia on viime vuosina arvioitu runsaasti. Etenkin bioenergian ja ruoantuotannon hiilijalanjälki on ollut huomion kohteena. Arvioita käytetään niin julkishallinnon, teollisuuden kuin kuluttajienkin päätöksenteon tukena. Suurimmassa osassa elinkaariarvioita maankäytön ympäristövaikutukset on kuitenkin yllättäen aliarvioitu, kertoo tuore tutkimus.

Vertailutilanteen valinta kriittistä

Maata tarvitaan erilaisiin ihmisen toimintojen ylläpitämiseen kuten ruoan, rehun, bioenergian ja kuidun tuotantoon. Käytännössä kaikella ihmisen toiminnalla, myös maankäytöllä on ympäristövaikutuksensa.

Tutkimuksessa tehtiin laaja katsaus kansainväliseen tieteelliseen kirjallisuuteen, ja noin 700 systemaattisin periaattein valittua elinkaariarviointia analysoitiin maankäytön vertailutilanteen valinnan suhteen. Elinkaariarvioinnissa vertailutilanne on keskeinen menetelmällinen oletus, jota kohden tarkasteltavat ympäristövaikutukset lasketaan. Hyvin tyypillisesti vertailutilannetta ei ole huomioitu ollenkaan tai vertailutilanteeksi on valittu nykyinen maankäyttö.

”Toisin sanoen esimerkiksi pellon on oletettu pysyvän peltona ja metsän muuttumattomana metsänä”, kertoo tutkimusta johtanut tutkija Sampo Soimakallio Suomen ympäristökeskuksesta.

”Maaekosysteemit eivät kuitenkaan toimi näin vaan ne ovat dynaamisia. Kumpikaan edellä kuvatuista vertailutilanteista ei huomioi sitä tosiasiaa, että maankäyttö estää maan palautumisen luonnontilaan. Esimerkiksi maan pitäminen peltona tai puuplantaasina estää monin paikoin luontaisen metsittymisen, ja siten muun muassa hiilivaraston kertymisen”, Soimakallio jatkaa.

Arviointia tulisi korjata

Yleisesti on katsottu, että maankäytön vertailutilanteen voi valita vapaasti. Tämän lähestymistavan tutkimus osoittaa vääräksi.

”Maankäytön ympäristövaikutukset voidaan kuvata johdonmukaisesti vain, jos vertailutilanteeksi on valittu maan palautuminen luonnontilaan”, Soimakallio sanoo.

Maan luontainen kyky tuottaa biomassaa vaihtelee muun muassa maan laadun ja ilmastollisten olosuhteiden mukaan. Jotta erilaisten maa-alojen käyttöä voitaisiin arvostaa oikein, täytyy maankäytön ympäristövaikutukset huomioida johdonmukaisesti. Näin voidaan myös huomioida se, kuinka kaukana tietty maankäyttö on luonnontilasta, jolloin erilaisten maankäyttömuotojen ympäristövaikutuksia voidaan vertailla toisiinsa.

”Esimerkiksi talousmetsä on lähempänä luonnontilaa kuin metsästä raivattu pelto. Siitä huolimatta peltojen käytön kohdalla kuulee harvoin puhuttavan hiilivelasta, joka on kuitenkin noussut esille metsäbiomassan käytöstä keskusteltaessa”, Soimakallio selittää.

Arvioiden korjaaminen johdonmukaisiksi olisi keskeistä muun muassa maankäyttö- ja energiastrategioiden laadinnan kannalta.

Tutkimus on tehty Maj ja Tor Nessling -säätiön rahoituksella. Tutkimukseen osallistui kansainvälisiä elinkaariarvioinnin, bioenergian ilmastovaikutusten ja maankäytön ympäristövaikutusten asiantuntijoita.

Tutkimusartikkeli:

Soimakallio, S., Cowie, A., Brandão, M., Finnveden, G., Ekvall, T., Erlandsson, M., Koponen, K., Karlsson, P.-E: Attributional Life Cycle Assessment: is a land-use baseline necessary? The International Journal of Life Cycle Assessment.

Julkaistu sähköisenä 5.8.2015: DOI: 10.1007/s11367-015-0947-y.

Lisätietoja:

Dosentti, tekniikan tohtori Sampo Soimakallio, Suomen ympäristökeskus SYKE, puh. 0295 525 1830, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi

Viileä ja epävakainen sää hallitsi heinäkuutakin

[Ilmatieteen laitoksen tiedote:]

Heinäkuun keskilämpötila jäi koko maassa alle pitkäaikaisen keskiarvon. Maan itä- ja pohjoisosassa heinäkuu oli harvinaisen viileä ja Kainuussa ja Itä-Lapissa jopa poikkeuksellisen viileä. Hellepäiviä kertyi kuukauden aikana kolme.

Kuva: Eija Vallinheimo.

Heinäkuussa Suomi kuului kesäkuun tapaan pääasiassa matalapaineen alueeseen, mikä vuoksi epävakainen ja viileä sää oli vallitsevana lähes koko kuukauden ajan. Kuukauden keskilämpötila jäi koko maassa alle pitkäaikaisen keskiarvon vaihdellen maan eteläosan runsaasta 15 asteesta Pohjois-Lapin vajaaseen 11 asteeseen. Maan itä- ja pohjoisosassa oli harvinaisen viileää, eli näin viileä heinäkuu toistuu siellä keskimäärin kerran kymmenessä vuodessa. Kainuussa ja Itä-Lapissa oli jopa poikkeuksellisen viileää, eli näin viileä heinäkuu toistuu siellä keskimäärin kerran 30 vuodessa.

Heinäkuussa kolme hellepäivää

Kuukauden alussa pääsi ohimenevästi hyvin lämmintä ilmaa virtaamaan etelästä maan etelä- ja keskiosaan, jolloin lämpötila kohosi siellä hellelukemiin. Kuukauden korkein lämpötila, 31,4 astetta, mitattiin Kouvolan Utissa 3. päivänä. Hellepäiviä kertyi heinäkuussa kolme, ja koko kesän aikana niitä on kertynyt kaikkiaan vain neljä, mikä on toiseksi vähiten vuodesta 1959 alkaen tarkasteltuna. Vähemmän hellepäiviä on ollut ainoastaan vuonna 1962, jolloin niitä oli koko kesän aikana kolme. Kuukauden alin lämpötila, -1,7 °C, mitattiin Sallan Naruskassa 6. päivänä. Maan eteläosassakin oli muutamia kylmiä öitä, jolloin esiintyi paikoin hallaa.

Vettä satoi paikoin jopa tuplasti tavanomaiseen heinäkuuhun nähden

Sademäärässä esiintyi suuria eroja, mutta keskimäärin ottaen oli tavanomaista sateisempaa. Suurimmat sademäärät mitattiin Ahvenanmaalla, länsirannikolla ja Kainuussa, joissa satoi jopa lähes kaksin verroin tavanomaiseen nähden. Vähiten vettä kertyi Perämeren rannikolla ja pohjoisimmassa Lapissa, jossa jäätiin noin puoleen tavanomaisesta sademäärästä. Havaintoasemista sateisin oli Suomussalmen Pesiö, jossa sadetta kertyi 160,9 millimetriä. Vähiten eli 26,4 mm satoi Utsjoen Kevolla. Suurin vuorokautinen sademäärä, 70,4 mm, mitattiin Uudenkaupungin Nervanderinpuistossa 7. päivänä. Kuukauden aikana sattui lisäksi muutamia paikallisia rankkasadetapauksia, jotka aiheuttivat äkkitulvia. Tällainen sattui muun muassa Tampereella 16. heinäkuuta.

Salamoita ennätyksellisen vähän

Salamoita paikannettiin heinäkuussa ennätyksellisen vähän, yhteensä runsaat 10 000, mikä on tilastojen alhaisin lukumäärä. Aikaisempi ennätys mitattiin vuonna 1968, jolloin heinäkuussa esiintyi 10 500 salamaa. Keskimäärin heinäkuun maasalamamäärä on noin 60 000. Eniten salamoita (noin 2 500 maasalamaa) rekisteröitiin 9.7. Yli tuhannen salamaniskun ukkospäiviä on ollut koko vuonna vain neljä. Vaikka salamointi on ollut vähäistä, heikompia ukkosia on esiintynyt lähes koko maan alueella.

Lisätietoja:

Heinäkuun säätilastot: http://ilmatieteenlaitos.fi/heinakuu
Kesän säätilastot: http://ilmatieteenlaitos.fi/kesakuu

Säätilastoja Ilmastopalvelusta puh. 0600 1 0601 (4,01 e/min + pvm)
Sääennusteet palvelevalta meteorologilta 24 h/vrk puh. 0600 1 0600 (4,01 e/min + pvm)

Ilmatieteen laitoksen meteorologit Twitterissä: http://twitter.com/meteorologit
Ilmatieteen laitoksen tiedeuutisointia Twitterissä: http://twitter.com/IlmaTiede