Ilmastonmuutoksen ääri-ilmiöihin liittyvän riskienhallinnan kustannus–hyötyanalyysi osana julkista päätöksentekoa. IRTORISKI-hankkeen loppuraportti.

IRTORISKI-hankkeessa tutkittiin, miten kustannus–hyötyanalyysin käyttöä ilmastonmuutoksen sopeutumissuunnittelussa voitaisiin helpottaa niin, että sitä pystyttäisiin hyödyntämään kustannustehokkaasti sekä ilmastonmuutokseen liittyvien vaarojen priorisoinnissa että ennaltaehkäisevien toimenpiteiden vertailussa. Tutkimuksessa käytettiin esimerkkitapauksina jokitulvaa ja rankkasateiden aiheuttamaa tulvaa kaupunkiolosuhteissa. Tapahtumapuuanalyysia laajennettiin siten, että siitä käyvät ilmi sekä suorat vahingot että lopulliset makrotaloudelliset vaikutukset. Arviot suorista taloudellisista vahingoista perustuivat aikaisempiin tutkimuksiin, kun taas makrotaloudellisia vaikutuksia simuloitiin yleisen tasapainon mallin avulla. Tapaustutkimusten valinnasta, tapahtumapuun käytöstä, sen laajennusosasta sekä lasketuista makrotaloudellisista vaikutuksista keskusteltiin sidosryhmien edustajien kanssa kolmessa asiantuntijaistunnossa.

Categorical Meteorological Products: Evaluation and Analysis

In meteorology, observations and forecasts of a wide range of phenomena for example, snow, clouds, hail, fog, and tornados can be categorical, that is, they can only have discrete values (e.g., "snow" and "no snow"). Concentrating on satellite-based snow and cloud analyses, this thesis explores methods that have been developed for evaluation of categorical products and analyses. Different algorithms for satellite products generate different results; sometimes the differences are subtle, sometimes all too visible. In addition to differences between algorithms, the satellite products are influenced by physical processes and conditions, such as diurnal and seasonal variation in solar radiation, topography, and land use. The analysis of satellite-based snow cover analyses from NOAA, NASA, and EUMETSAT, and snow analyses for numerical weather prediction models from FMI and ECMWF was complicated by the fact that we did not have the true knowledge of snow extent, and we were forced simply to measure the agreement between different products. The Sammon mapping, a multidimensional scaling method, was then used to visualize the differences between different products. The trustworthiness of the results for cloud analyses [EUMETSAT Meteorological Products Extraction Facility cloud mask (MPEF), together with the Nowcasting Satellite Application Facility (SAFNWC) cloud masks provided by Météo-France (SAFNWC/MSG) and the Swedish Meteorological and Hydrological Institute (SAFNWC/PPS)] compared with ceilometers of the Helsinki Testbed was estimated by constructing confidence intervals (CIs). Bootstrapping, a statistical resampling method, was used to construct CIs, especially in the presence of spatial and temporal correlation. The reference data for validation are constantly in short supply. In general, the needs of a particular project drive the requirements for evaluation, for example, for the accuracy and the timeliness of the particular data and methods. In this vein, we discuss tentatively how data provided by general public, e.g., photos shared on the Internet photo-sharing service Flickr, can be used as a new source for validation. Results show that they are of reasonable quality and their use for case studies can be warmly recommended. Last, the use of cluster analysis on meteorological in-situ measurements was explored. The Autoclass algorithm was used to construct compact representations of synoptic conditions of fog at Finnish airports.

Thunderstorm climatology and lightning location applications in northern Europe

Thunderstorm is a dangerous electrical phenomena in the atmosphere. Thundercloud is formed when thermal energy is transported rapidly upwards in convective updraughts. Electrification occurs in the collisions of cloud particles in the strong updraught. When the amount of charge in the cloud is large enough, electrical breakdown, better known as a flash, occurs. Lightning location is nowadays an essential tool for the detection of severe weather. Located flashes indicate in real time the movement of hazardous areas and the intensity of lightning activity. Also, an estimate for the flash peak current can be determined. The observations can be used in damage surveys. The most simple way to represent lightning data is to plot the locations on a map, but the data can be processed in more complex end-products and exploited in data fusion. Lightning data serves as an important tool also in the research of lightning-related phenomena, such as Transient Luminous Events. Most of the global thunderstorms occur in areas with plenty of heat, moisture and tropospheric instability, for example in the tropical land areas. In higher latitudes like in Finland, the thunderstorm season is practically restricted to the summer season. Particular feature of the high-latitude climatology is the large annual variation, which regards also thunderstorms. Knowing the performance of any measuring device is important because it affects the accuracy of the end-products. In lightning location systems, the detection efficiency means the ratio between located and actually occurred flashes. Because in practice it is impossible to know the true number of actually occurred flashes, the detection efficiency has to be esimated with theoretical methods.

Lumettoman maan routaolojen mallintaminen ja ennustettavuus muuttuvassa ilmastossa

Raportissa on arvioitu ilmastonmuutoksen vaikutusta Suomen maaperän talviaikaiseen jäätymiseen lämpösummien perusteella. Laskelmat kuvaavat roudan paksuutta nimenomaisesti lumettomilla alueilla, esimerkiksi teillä, joilta satanut lumi aurataan pois. Luonnossa lämpöä eristävän lumipeitteen alla routaa on ohuemmin kuin tällaisilla lumettomilla alueilla. Toisaalta luonnollisessa ympäristössä paikalliset erot korostuvat johtuen mm. maalajeista ja kasvillisuudesta. Roudan paksuudet laskettiin ensin perusjakson 1971–2000 ilmasto-oloissa talviaikaisten säähavaintotietoihin pohjautuvien lämpötilojen perusteella. Sen jälkeen laskelmat toistettiin kolmelle tulevalle ajanjaksolle (2010–2039, 2040–2069 ja 2070–2099) kohottamalla lämpötiloja ilmastonmuutosmallien ennustamalla tavalla. Laskelman pohjana käytettiin 19 ilmastomallin A1B-skenaarioajojen keskimäärin simuloimaa lämpötilan muutosta. Tulosten herkkyyden arvioimiseksi joitakin laskelmia tehtiin myös tätä selvästi heikompaa ja voimakkaampaa lämpenemisarviota käyttäen. A1B-skenaarion mukaisen lämpötilan nousun toteutuessa nykyisiä mallituloksia vastaavasti routakerros ohenee sadan vuoden aikana Pohjois-Suomessa 30–40 %, suuressa osassa maan keski- ja eteläosissa 50–70 %. Jo lähivuosikymmeninä roudan ennustetaan ohentuvan 10–30 %, saaristossa enemmän. Mikäli lämpeneminen toteutuisi voimakkaimman tarkastellun vaihtoehdon mukaisesti, roudan syvyys pienenisi tätäkin enemmän. Roudan paksuuden vuosienvälistä vaihtelua ja sen muuttumista tulevaisuudessa pyrittiin myös arvioimaan. Leutoina talvina routa ohenee enemmän kuin normaaleina tai ankarina pakkastalvina. Päivittäistä sään vaihtelua simuloineen säägeneraattorin tuottamassa aineistoissa esiintyi kuitenkin liian vähän hyvin alhaisia ja hyvin korkeita lämpötiloja. Siksi näitten lämpötilatietojen pohjalta laskettu roudan paksuuskin ilmeisesti vaihtelee liian vähän vuodesta toiseen. Kelirikkotilanteita voi esiintyä myös kesken routakauden, jos useamman päivän suojasää ja samanaikainen runsas vesisade pääsevät sulattamaan maata. Tällaiset routakauden aikana sattuvat säätilat näyttävätkin yleistyvän lähivuosikymmeninä. Vuosisadan loppua kohti ne sen sijaan maan eteläosissa jälleen vähenevät, koska routakausi lyhenee oleellisesti. Tulevia vuosikymmeniä koskevien ilmastonmuutosennusteiden ohella routaa ja kelirikon esiintymistä on periaatteessa mahdollista ennustaa myös lähiaikojen sääennusteita hyödyntäen. Pitkät, viikkojen tai kuukausien mittaiset sääennusteet eivät tosin ole ainakaan vielä erityisen luotettavia, mutta myös lyhyemmistä ennusteista voisi olla hyötyä mm. tienpitoa suunniteltaessa.

Timotein (Phleum pratense ssp. pratense L.) alkuperän vaikutus kylmänkestävyyteen, vernalisaatiovaatimukseen sekä kasvuun ja kehitykseen

Nurmiheinien merkitys maailmanlaajuisesti on merkittävä, sillä noin 69 % maapallon peltopinta-alasta on pysyvää laidunmaata tai niittyä. Suomessa nurmien osuus on noin 29 %, ja tuotanto perustuu pääosin intensiiviseen säilörehuntuotantoon. Yleisin nurmiheinälaji Suomessa on timotei (Phleum pratense ssp. pratense L.). Timotei on talvenkestävä ja soveltuu siksi pohjoisiin kasvuoloihin. Timoteilajikkeita jalostettaessa pohjoista alkuperää olevia vanhempaislinjoja käytetään hyvän talvenkestävyyden varmistamiseksi, eteläisiä tavoiteltaessa nopeaa kasvurytmiä. Ilmaston muutoksen ennustetaan lisäävän erilaisia äärioloja kuten myrskyjä ja sateita. Vuorokauden keskilämpötila nousee ja kasvukausi pidentyy. Lisäksi talvet muuttuvat sateisemmiksi. Muutokset näkyvät erityisesti pohjoisissa kasvuympäristöissä. Tutkimuksessa haluttiinkin selvittää eri alkuperää edustavien timoteilajikkeiden ja linjojen kylmänkestävyyttä, kasvu-, ja kehitysnopeutta sekä vernalisaation vaikutusta. Lisäksi tutkittiin syysviljojen vernalisaatiovasteen mittaamiseen käytettyjen menetelmien soveltuvuutta nurmille. Tutkimukseen kuului kaksivuotinen peltokoe sekä kasvatuskaappikoe. Vernalisaatio nopeutti timotein kasvua ja kehitystä. Tutkimuksen perusteella eteläistä alkuperää olevilla lajikkeilla kasvu- ja kukintavalmius oli olemassa ilman vernalisaatiota. Pohjoisilla lajikkeilla oli suurempi vernalisaatiovaste ja niiden kukkiminen ja kasvu nopeutui vernalisaation myötä. Vernalisaatiolla oli vaikutusta myös kasvuston rakenteeseen. Generatiivisten versojen määrä lisääntyi vernalisaation myötä, kun taas vegetatiivisten versojen määrä väheni. Kylmänkestävyys oli tutkimuksen perusteella riippuvainen syksyn karaistumisjakson pituudesta sekä jakson lämpösummasta (FH-COLD). Korkea keskilämpötila ja lyhyt karaistumisjakso heikensivät kylmänkestävyyttä. Vastaavasti karaistumiskauden lämpötilan ollessa välillä 0 °C:ta ja + 5 °C:ta ja jakson pituuden kasvaessa kylmänkestävyys lisääntyi. Tutkimuksen perusteella vernalisaatiolla oli selvä vaikutus timotein kasvuun ja kehitykseen. Pohjoista alkuperää olevat timoteit reagoivat vernalisaatioon eteläisiä enemmän. Osa pohjoisista linjoista vaati vernalisaation generatiivisten versojen muodostumiseen. Syysviljojen vernalisaatiovasteen mittausmenetelmät soveltuvat osin myös puhtaiden timoteilajikkeiden vernalisaation seurantaan.

The Radiation, snow characteristics and albedo at summit (RASCALS) expedition report

The RASCALS expedition spent over three weeks at the Summit camp research station near the top of the Greenland Ice Sheet during polar summer 2010. During this time, detailed measurements of the physical and optical properties of Arctic perennial snow were carried out concurrently with snow albedo and reflectance measurements. Favorable weather conditions during the campaign enabled the collection of a large dataset on Arctic snow albedo and associated quantities for use in developing and validating remote sensing algorithms for snow albedo using satellites. This report provides a description of the measurements and conditions during the campaign. RASCALS-retkikunnan tehtävä oli tutkia Grönlannin mannerjäätikön lumen fysikaalisia ja optisia ominaisuuksia sekä Auringon valon vuorovaikutusta lumen kanssa. Retikunta vietti hieman yli kolme viikkoa mannerjäätikön keskellä sijaitsevalla Summit Camp-tutkimusasemalla tehden mittauksia. Sääolot suosivat kampanjaa, jonka seurauksena onnistuttiin keräämään laaja ja monipuolinen tietoaineisto mannerjäätikön lumen pintakerroksesta ja eritoten lumen heijastavuuden (albedon)käyttäytymisestä. Aineisto on hyödyllinen kehitettäessä ja varmennettaessa lumen albedon kaukokartoitusmenetelmiä satelliiteilla.

Helsingin lämpösaareke ajallisena ja paikallisena ilmiönä

The urban heat island phenomenon is the most well-known all-year-round urban climate phenomenon. It occurs in summer during the daytime due to the short-wave radiation from the sun and in wintertime, through anthropogenic heat production. In summertime, the properties of the fabric of city buildings determine how much energy is stored, conducted and transmitted through the material. During night-time, when there is no incoming short-wave radiation, all fabrics of the city release the energy in form of heat back to the urban atmosphere. In wintertime anthropogenic heating of buildings and traffic deliver energy into the urban atmosphere. The initial focus of Helsinki urban heat island was on the description of the intensity of the urban heat island (Fogelberg 1973, Alestalo 1975). In this project our goal was to carry out as many measurements as possible over a large area of Helsinki to give a long term estimate of the Helsinki urban heat island. Helsinki is a city with 550 000 inhabitants and located on the north shore of Finnish Bay of the Baltic Sea. Initially, comparison studies against long-term weather station records showed that our regular, but weekly, sampling of observations adequately describe the Helsinki urban heat island. The project covered an entire seasonal cycle over the 12 months from July 2009 to June 2010. The measurements were conducted using a moving platform following microclimatological traditions. Tuesday was selected as the measuring day because it was the only weekday during the one year time span without any public holidays. Once a week, two set of measurements, in total 104, were conducted in the heterogeneous temperature conditions of Helsinki city centre. In the more homogeneous suburban areas, one set of measurements was taken every second week, to give a total of 52.The first set of measurements took place before noon, and the second 12 hours, just prior to midnight. Helsinki Kaisaniemi weather station was chosen as the reference station. This weather station is located in a large park in the city centre of Helsinki. Along the measurement route, 336 fixed points were established, and the monthly air temperature differences to Kaisaniemi were calculated to produce monthly and annual maps. The monthly air temperature differences were interpolated 21.1 km by 18.1 km horizontal grid with 100 metre resolution residual kriging method. The following independent variables for the kriging interpolation method were used: topographical height, portion of sea area, portion of trees, fraction of built-up and not built-up area, volumes of buildings, and population density. The annual mean air temperature difference gives the best representation of the Helsinki urban heat island effect- Due to natural variability of weather conditions during the measurement campaign care must be taken when interpretation the results for the monthly values. The main results of this urban heat island research project are: a) The city centre of Helsinki is warmer than its surroundings, both on a monthly main basis, and for the annual mean, however, there are only a few grid points, 46 out of 38 191, which display a temperature difference of more than 1K. b) If the monthly spatial variation is air temperature differences is small, then usually the temperature difference between the city and the surroundings is also small. c) Isolated large buildings and suburban centres create their own individual heat island. d) The topographical influence on air temperature can generally be neglected for the monthly mean, but can be strong under certain weather conditions.

Pilottitutkimus apteekkien yksilöllisestä tupakoinninvieroituspalvelusta

Apteekkien yksilöllinen tupakoinninvieroituspalvelu on tupakoinnin lopettamiseen motivoituneille asiakkaille tarkoitettu maksullinen erikoispalvelu, joka sisältää 4–6 tapaamista vieroitusohjaajana toimivan farmaseutin tai proviisorin kanssa. Palvelu sisältää asiakkaalle räätälöityä neuvontaa, henkilökohtaisen vieroitussuunnitelman sekä seurantajakson. Apteekkien yksilöllinen tupakoinninvieroituspalvelu perustuu Isossa-Britanniassa kehitettyyn palvelumalliin, ja sitä on tarjottu suomalaisissa apteekeissa vuodesta 2006. Tämä pro gradu -tutkielma käsittelee apteekkien yksilöllisen tupakoinninvieroituspalvelun pilottitutkimusta, joka toteutettiin Suomen Apteekkariliiton ja Helsingin yliopiston farmasian tiedekunnan sosiaalifarmasian osaston yhteistyönä ja se kuului osana Hengitysliitto Heli ry:n koordinoimaa tupakasta vieroituksen hankekokonaisuutta. Tässä pro gradu -tutkielmassa tarkastellaan pilottitutkimuksessa saadun asiakasaineiston avulla apteekkien yksilöllisen tupakoinninvieroituspalvelumallin toimivuutta, asiakkaiden kokemuksia palvelusta, asiakkaiden onnistumista tupaakoinnin lopettamisessa sekä asiakkaiden kyvykkyyden tunteen kehittymistä palvelun aikana. Tässä interventiotutkimuksessa oli mukana 14 apteekkia, jotka rekrytoivat yhteensä 36 palveluasiakasta. Ennen asiakkaiden rekrytointia apteekit perehdytettiin palvelun tarjoamiseen. Apteekit tiedottivat pilottitutkimuksesta paikallisen terveydenhuollon lääkäreitä ja muita terveydenhuollon ammattilaisia, jotka voivat ohjata asiakkaita palveluun. Sosiaali- ja terveysministeriön pilottitutkimukselle myöntämä rahoitus mahdollisti asiantuntijapalkkion maksamisen apteekeille ja palvelun tarjoamisen asiakkaille ilmaiseksi tai pientä omakustannusosuutta vastaan. Asiakkaiden tupakoimattomana pysymistä sekä kokemuksia tupakoinninvieroituspalvelusta kartoitettiin kyselylomakkeilla, jotka asiakkaat saivat täytettäväkseen palvelun alussa sekä noin 3 kuukauden kohdalla palvelun alkamisesta. Asiakkaiden taustatiedot kerättiin ensimmäisen tapaamisen yhteydessä erillisille taustatietolomakkeille ja palvelun aikana tehtyjä huomioita niille tarkoitetuille kaavakkeille. Ensimmäisen kyselylomakkeen palauttaneista 28 henkilöstä 20 ja toisen kyselylomakkeen palauttaneista 17 henkilöstä 13 oli pysynyt tupakoimattomana (55,6 % ja 36,1 % kaikista asiakkaista). Kaikki tupakoinnin lopettaneet käyttivät jotakin tupakasta vieroituslääkettä. Tupakoinnin lopettaneilla asiakkailla kyvykkyyden tunne oli keskimääräistä parempi sekä palvelun alussa että koko palvelun ajan. Asiakkaat pitivät palvelua tarpeellisena ja apteekin vieroitusohjaajalta saatua tukea tärkeänä. Asiakkaat kokivat myös palvelun saamisen apteekista tärkeäksi. Noin 32 % ensimmäiseen kyselyyn vastanneista ja 41 % toiseen kyselyyn vastanneista oli valmis maksamaan palvelusta. Heidän ilmoittamansa maksuvalmius oli keskimäärin noin 45 euroa (10–100 euroa). Muusta terveydenhuollosta lähetettiin palveluun vain vähän tai ei lainkaan asiakkaita. Tästä syystä apteekit rekrytoivat asiakkaita myös ilman kontaktia muuhun terveydenhuoltoon. Palvelun 36 asiakkaasta noin 36 % oli pysynyt tupakoimattomana 3 kuukauden kohdalla. Verrokkiryhmä jouduttiin jättämään tutkimuksesta pois verrokkihenkilöiden rekrytoinnin epäonnistuttua. Tulos on kuitenkin vertailukelpoinen kansainvälisiin tutkimuksiin, joissa on saatu vastaavanlaisia tuloksia. Apteekkien yksilöllisestä tupakoinninvieroituspalvelusta saattaa olla hyötyä tupakoinnin lopettamisessa siihen motivoituneille henkilöille ja erityisesti henkilöille, jotka käyttävät lisäksi tupakasta vieroituslääkettä. Asiakkaat kokivat palvelun tärkeäksi ja tarpeelliseksi, mutta heikko maksuvalmius asettaa haasteita palvelun tarjoamiselle apteekeissa. Yhteistyömallia muun terveydenhuollon kanssa tulisi kehittää.