Lintuja tuulimittarissa ja akku lopussa – Merisään säähavainnot tulevat haastavista olosuhteista

Vallitsevan sään ja näkyvyyden mittarin toiminta perustuu optiseen mittaukseen. Mitä enemmän ilmassa on pieniä tai isoja hiukkasia, sitä enemmän laser siroaa. Kuva: Sanne Katainen

Kotka Rankki 11, länsiluode 2, pilvistä, 37, Orrengrund 11, luode 6, pilvistä, yli 20, Emäsalo 12, pohjoisluode 7. Valtaosa suomalaisista tietää, mistä Yleisradion (Ylen) ohjelmasta on kyse, vaikka numerosarjojen sisältö olisikin mysteeri.

Merisäässä havainnot luetaan järjestyksessä Kotkasta Kemiin, ja havainnot saadaan Ilmatieteen laitoksen 36 rannikkohavaintoasemalta Suomesta sekä Viron Vilsandista ja Ruotsin Gotska Sandöltä. Yhtä vaille kaikilta asemilta kerrotaan lämpötila- ja tuulitiedot, ja lisäksi osalla sääasemista mitataan myös näkyvyys, säätyyppi ja pilvisyys.

Vielä 1990-luvun alussa havaintoasemia oli vain parikymmentä. Matkustaja-autolautta M/S Estonian uppoaminen vuonna 1994 muutti tilanteen.

"Vakava onnettomuus havahdutti siihen, miten tärkeää merellä on tietää kaikki mahdollinen säästä", kertoo Ilmatieteen laitoksen meteorologi Mikael Frisk.

Ennen vuosituhannen vaihdetta havaintoasemia saatiin kymmenkunta lisää, ja 2000-luvullakin vielä muutama.

Suunnittelijat Timo Anttila (vas.) ja Matti Monto näyttävät, että Utön säähavaintoasemalla mittalaitteita on kopin katolla, maassa ja yli kilometrin päässä hotellin katolla. Asemalla mitataan myös ilmanlaatua. Kuva: Sanne Katainen

Merestä kun puhutaan, tärkein mitattava suure on tuuli. Tai oikeastaan tuulesta mitataan kolmea suuretta: nopeutta ja suuntaa 10 minuutin keskiarvona ja puuskaa, joka on kovin kolmen sekunnin keskiarvo 10 minuutin jaksolta.

Tuulta mitattiin viime vuosikymmenelle asti kuppianemometreillä. Niissä tuulen nopeus saadaan laskemalla laitteessa sijaitsevien kolmen kupin kierrokset tietyssä ajassa.

Koska merellä kuitenkin tuulee jotakuinkin jatkuvasti, laitteiden laakerit kuluvat vinhasta pyörimisestä. Kuppianemometrit eivät lisäksi olleet kovin herkkiä pienten tuulennopeuksien mittaamisessa.

Nykyaikaiset, akustiset tuulimittarit ovatkin huollon kannalta huomattavasti huolettomampia, ja ne mittaavat myös kevyitä tuulia.

Akustisen tuulimittarin toiminta perustuu ultraääneen. Kun tiedetään vallitseva lämpötila ja lasketaan ääniaallon eteneminen, saadaan selville tuulen nopeus.

Koska tuulimittarit sijaitsevat korkealla ja niistä lähtee pientä piipitystä, ne ovat lintujen tulilinjalla kahdella tavalla. Esimerkiksi linnuistaan tunnetulla Utön saarella linnut istuskelivat tuulimittarin päällä niin mielellään, että niille piti rakentaa mittarin viereen oma orsi.

"Lisäksi laitteiden piipitys riepoo joitain lintuja, ja jostain syystä erityisesti merimetsoja. En pistäisi pahakseni, jos tuulimittareita menisi lintujen nokissa ja kynsissä vähemmän rikki", Frisk kertoo.

Useimmilla rannikkohavaintoasemilla mitataan myös lämpötilaa, kosteutta ja ilmanpainetta.

"Ilmanpaine on vanhastaan ollut merenkulun suure, sillä paineen muutosten nopeudesta tulkitaan tuulen voimistumista", Frisk sanoo.

Sademittareita on Utössä kaksi. Tuulisuojus on tarpeellinen erityisesti lumisateita mitattaessa, jolloin tuulisuojus estää kevyiden lumihiutaleiden kulkeutumista sademittarin suuaukon ohi. Kuva: Sanne Katainen

Säähän liittyen on mahdollista mitata kaikenlaista muutakin, mutta erikoisempia ja enemmän sähköä vaativia mittalaitteita on lähinnä niissä paikoissa, joihin saadaan maasähköä, kuten Utön, Haapasaaren, Harmajan ja Marjaniemen asemilla.

Monilla merisääasemilla sähkö pitää tehdä itse. Tähän käytetään aurinkopaneeleita ja tuuligeneraattoreita, joista saatu energia säilötään akkupatteristossa. Etenkään keskitalvella sähköä ei kuitenkaan aina riitä kaikkien havaintojen tekemiseen.

Näkyvyydelle, pilvisyydelle ja auringon säteilyn määrälle on kullekin omat mittarinsa.

Vallitsevan sään ja näkyvyyden mittarin toiminta perustuu optiseen mittaukseen. Mitä enemmän ilmassa on pieniä tai isoja hiukkasia, sitä enemmän laser siroaa. Vastaanotin analysoi sen ja päättelee siitä niin näkyvyyden kuin mahdollisen sateen tyypin.

Koska näkyvyysmittari analysoi ilmaa vain mittauspaikalla, voi käydä niin, ettei näköpiirissä merellä oleva sumu tule havaituksi. Lisäksi eritehoiset näkyvyysmittarit ”näkevät” eri etäisyyksille. Tyypillisesti näkyvyysmittari näkee 45 kilometriin asti, mutta joillakin asemista on mittari, joka voi nähdä vain 20 kilometrin päähän. Kun tämä näkyvyysmaksimi havaitaan, tällainen asema ilmoittaa näkyvyydeksi ”yli 20”

Alituinen voimakas tuuli sotkee etenkin sateeseen liittyviä mittauksia rannikkohavaintoasemilla. Varsinkaan lumisade ei tuulisella säällä osu aina sadekeräimen suuaukosta sisään, vaan reunojen tuulen synnyttämät pyörteet torjuvat lumihiutaleiden putoamisen astiaan.

Lisäksi lumet siirtyvät tuulen voimasta paikasta toiseen, eikä mitattu lumensyvyys ole edustava.

Ceilometri lähettää taivaalle laserpulsseja, jotka palautuvat pilven alareunasta. Tähän kuluneen ajan perusteella voidaan laskea pilven alarajan korkeus. Kun mittauksia tehdään pitempään, voidaan arvioida vallitseva kokonaispilvisyys.

Säähavaintoasemilla on käytössä eritehoisia ceilometrejä. Heikompitehoiset eivät näe yläpilviin asti ja joskus, kun ala- eikä keskipilviä ei ole, mutta koko taivas on yläpilvien peitossa, havainnoksi saadaan pilvetöntä.

Myös kokonaispilvisyyden havainnoinnissa automaatilla on haasteita, sillä se mittaa pilviä vain yhdestä kohdasta taivasta ja vaikka pilvet taivaalla liikkuvatkin, voi käy niin, että pilviä ei satu lasersäteeseen, vaikka ihmissilmä niitä taivaalla näkeekin.

Laajan mittauskalustaon mahdollistaa se, että asutulla saarella on saatavissa varma sähköliittymä. Kuva: Sanne Katainen

Ilmatieteen laitos kalibroi mittareitaan säännöllisesti, jotta mittaustulokset eivät lähde omille teilleen. Laitteita vaihdetaan sitä mukaa, kun ne menevät rikki tai tulevat käyttöikänsä päähän.

Nykyään sään havainnointi on automatisoitua. Automaattiset säähavaintolaitteet ovat toki manuaalisia kalliimpia, mutta alkuinvestoinnin jälkeen automaattinen laite tekee havainnot ihmistä halvemmalla.

Vielä 1980-luvulla säähavaintoja saatiin esimerkiksi luotsiasemilta, merivartiostolta ja rannikkolinnakkeilta.

"Maailma on muuttunut melkoisesti merellä tehtävän työn osalta, sillä eihän nykyään kukaan asu majakalla, vaan nekin ovat automaattisia", Frisk kuvailee.

Ennen automaattisten mittalaitteiden aikakautta merisäähavainnot tehtiin kolmen tunnin välein 10 minuutin aikana. Ajankohta oli aikavyöhykkeistä huolimatta sama ympäri maailman.

1980-luvun automaattiset mittalaitteet eivät heti muuttaneet tilannetta kovin radikaalisti. Vanhalla teknologialla säähavaintojen laskeminen oli nimittäin sen verran kankeaa, että edelleen oli tyydyttävä 10 minuutin havaintojaksoon kolmen tunnin välein.

Nykyään, jos käytössä on vaikka valokuitu, havaintoja voidaan tehdä taukoamatta. Jatkuva havainnointi helpottaa esimerkiksi tuulen käyttäytymisen seuraamista, mistä on valtavasti etua merellä liikkujille.

Nykyään ainoa rannikkosääasema, jossa havaintoja tehdään osittain ihmistyövoimalla, on Utö. Asemanhoitaja tekee laitteiden lisäksi rinnakkaismittauksia sademäärästä ja lumen syvyydestä.

"Merisään mittausasemista Utö on ainoa saari, jossa asutaan ympäri vuoden. Mittaustoiminta perustuu siihen, että sitä tehdään samasta paikasta vuodesta ja vuosikymmenestä toiseen, joten mittauksia ei voi jättää esimerkiksi kesämökkiläisten varaan", Frisk kertoo.

Ilmatieteen laitos välittää rannikkosääasemien havainnot Ylelle viisi kertaa päivässä.

Säätiedotus merenkulkijoille on osa Ylen viranomaistiedottamista, ja tiedotteen juuret juontavat vuoteen 1926. Yle kertoi Merisään historiaa luotaavassa jutussaan 8.10.2015, että esimerkiksi vuoden 1988 Radio- ja televisiotoimittajien liiton lakon aikana radiosta pystyi kuuntelemaan väliaikamerkin lisäksi vain Merisään.

Merisäätä saatiin kuunnella myös vuonna 1997 juuri silloin, kun Suomi meni Norjaa vastaan pelatussa jalkapallon MM-karsintaottelussa 1–0-johtoon.

Rannikkosääasemien lukemista on verrattu eräänlaiseen mantraan, joka rauhoittaa kuulijaa.

"Linnan muurilta ei huudeta 'kello on 12 ja kaikki hyvin', mutta tämä merisäähavaintolitania ilmaisee saman ajatuksen siitä, että kaikki on ennallaan, ja se rauhoittaa", Frisk kuvailee.

Jos rannikkosääasemien lukemia haluaa kuunnella ajatuksella, otetaan loppuun vielä lyhyt merisää–suomi-sanakirja.

Esimerkiksi "Utö 9, länsi 6, selkeää, 41" tarkoittaa, että Utön havaintoasemalla lämpötila oli 9 astetta, tuulen suunta lännestä ja tuulennopeus 6 metriä sekunnissa, säätyyppi selkeä ja näkyvyyttä 41 kilometriä.

"Merisäätä voi tietenkin ihan rauhassa kuunnella, vaikka ei tarvitsisi tietoja mihinkään", Frisk lisää.

Juttua varten on haastateltu myös suunnittelija Timo Anttilaa ja suunnittelija Matti Montoa Ilmatieteen laitokselta.