Browsing by Author "Rantanen, Mika"

Tässä työssä tutkittiin matalapainekehitykseen vaikuttavia eri tekijöitä korkeustendenssien avulla. Korkeustendenssi eli geopotentiaalikorkeuden aikaderivaatta on suure, jonka arvo kertoo miten painepinnan korkeus muuttumassa. Tavoitteena oli selvittää, millaisia ovat eri pakotteiden aiheuttamien korkeustendenssien keskimääräiset pystyjakaumat keskileveysasteiden matalapaineiden keskustassa ja miten jakaumat eroavat voimistuvien ja heikkenevien syklonien välillä. Lisäksi pakotteiden tuottamia korkeustendenssejä tutkittiin laajemmin yksittäisen matalapaineen yhteydessä. Korkeustendenssien laskentaan käytettiin Zwack-Okossi-tendenssiyhtälöä, joka ottaa huomioon kaikki korkeustendensseihin vaikuttavat tekijät. Yhtälön sisältämät pystyliikkeet laskettiin yleisen omegayhtälön avulla. Korkeustendenssikenttä jaettiin eri pakotteiden aiheuttamiksi, jotka olivat pyörteisyyden advektio, lämpötilan advektio, kitka, diabaattinen lämmitys ja ageostrofinen pyörteisyystendenssi. Pyörteisyyden advektio jaettiin vielä divergentin ja ei-divergentin tuulen aiheuttamiin osuuksiin. Tutkimuksessa käytettiin OpenIFS-mallidataa pohjoisen pallonpuoliskon keski- ja korkeilta leveysasteilta talvikauden ajalta. Tältä ajalta otokseen poimittiin kaikki mallin simuloimat matalapaineet. Ne jaettiin pintapaineen tendenssin perusteella voimistuviin ja heikkeneviin tapauksiin, käyttäen raja-arvona näille ± 6 hPa/12h. Suurimman kontribuution syveneviin pintamataliin tuotti diabaattinen lämmitys. Pääosin vesihöyryn tiivistymisestä johtuva lämmitys tuotti negatiivisen korkeustendenssin 90 %:ssa voimistuvista matalapaineista. Lämpötilan advektio oli myös tehokas matalapaineita syventävä pakote. Voimistuvissa sykloneissa sen kontribuutio oli pakotteista toiseksi suurin, kun taas heikkenevissä matalapaineissa sen vaikutus oli lähes olematon. Pyörteisyyden advektion tuottama korkeustendenssi oli voimistuvien pintamatalien keskustassa keskimäärin melko lähellä nollaa. Tämä johtui siitä, että divergentin ja ei-divergentin tuulen aiheuttamat korkeustendenssit kumosivat toinen toisensa vaikutusta. Divergentti osuus osoittautui pintamatalia heikentäväksi mekanismiksi, kun taas divergenssitön osuus syvensi niitä. Kitkan vaikutus odotetusti vaimensi matalapaineita. Ageostrofinen pyörteisyystendenssi puolestaan voimisti syveneviä ja heikensi täyttyviä sykloneita. Aikaisempiin tutkimuksiin verrattuna tässä työssä uutta oli se, että pystytuuli jaettiin osatekijöihinsä omegayhtälön avulla. Näin ollen se ei esiintynyt laskelmissa omana pakotteenaan. Lisäksi tässä tutkimuksessa tutkittiin matalapainekehitykseen vaikuttavia tekijöitä aiempaa täydellisemmin ja systemaattisemmin.