Lumipeite, pinnan energiatase ja maaperän hydrologia kylmillä alueilla: Prosessimallinnuksen ja monilähdedatan yhdistäminen
Väitöstilaisuuden tiedot
Väitöstilaisuuden päivämäärä ja aika
Väitöstilaisuuden paikka
Oulun yliopisto, OP Auditorium L10
Väitöksen aihe
Lumipeite, pinnan energiatase ja maaperän hydrologia kylmillä alueilla: Prosessimallinnuksen ja monilähdedatan yhdistäminen
Väittelijä
Diplomi-insinööri Jari-Pekka Nousu
Tiedekunta ja yksikkö
Oulun yliopiston tutkijakoulu, Teknillinen tiedekunta, Vesi-, energia- ja ympäristötekniikka
Oppiaine
Ympäristötekniikka
Vastaväittäjä
Associate Professor Nick Rutter, Northumbrian yliopisto
Kustos
Associate Professor Hannu Marttila, Oulun yliopisto
Ennustemallit ja mittaukset tuovat esiin tärkeitä hydrologisia prosesseja sekä laskentamenetelmien haasteita
Tuore väitöskirja yhdistää ennustemalleja ja kattavaa mittausaineistoa hydrologian tutkimuksessa, parantaen lumipeitteen ja maankosteuden ennusteiden tarkkuutta. Tutkimus tarjoaa myös uusia menetelmiä kylmien alueiden hydrologisten prosessien ymmärtämiseen.
Jari-Pekka Nousu tutki väitöskirjassaan lumipeitteen, pinnan energiataseen ja maaperän hydrologian prosesseja sekä mallintamisen haasteita kylmillä alueilla. Väitöstutkimus koostui kolmesta osatutkimuksesta, jotka tarjosivat uusia ratkaisuja ja suosituksia mittausten ja mallien yhdistämiseen, sekä ennustemallien luotettavuuden parantamiseen.
Ensimmäisessä osatutkimuksessa Nousu tarkasteli lumipeitteen, metsän ja ilmakehän välisiä vuorovaikutuksia boreaalisissa ja subarktisissa ympäristöissä. Tulokset osoittivat, että lumipeitteen energiataseen ennustamiseen liittyy suuria epävarmuuksia, ja että eri laskentamenetelmillä on merkittävä vaikutus metsäekosysteemin ja lumipeitteen energiataseisiin. Löydökset ovat tärkeitä ilmakehän ja hydrologisten prosessien ymmärtämiselle sekä lumensulannan ja sään ennusteiden kehittämiselle.
Toisessa osatutkimuksessa Nousu hyödynsi tilastollisia menetelmiä ja kattavia lumen syvyyden mittauksia automaattisten lumiennusteiden virheiden korjaamiseen Ranskan Alpeilla ja Pyreneillä. Menetelmä paransi merkittävästi lumiennusteiden tarkkuutta, mikä on erityisen tärkeää vuoristoalueiden lumivyöryennustamisen kannalta.
Kolmannessa osatutkimuksessa tutkittiin maaperän hydrologiaa pohjoissuomalaisella valuma-alueella, jossa Nousu tarkasteli maankosteuden ajallista ja paikallista vaihtelua hyödyntäen hydrologisia ennustemalleja, kenttämittauksia ja satelliittipohjaisia arvioita. Tutkimus osoitti, että pohjaveden virtaus vaikuttaa merkittävästi pintamaankosteuteen, mikä on keskeinen löydös hydrologisten ja ekologisten prosessien ymmärtämisen ja esimerkiksi kuivuusriskien ja kasvihuonekaasujen ennustamisen kannalta.
Väitöskirjassa kehitetyt ja testatut mallit tukevat lumivyöryjen, hydrologian sekä energiavirtojen ennustamista maaperän, lumipeitteen, kasvuston ja ilmakehän välillä. Tutkimus lisää ymmärrystä ilmakehän ja hydrologisten prosessien toiminnasta kylmillä alueilla, luoden pohjaa ympäristötutkimukselle muuttuvassa ympäristössämme.
Jari-Pekka Nousu tutki väitöskirjassaan lumipeitteen, pinnan energiataseen ja maaperän hydrologian prosesseja sekä mallintamisen haasteita kylmillä alueilla. Väitöstutkimus koostui kolmesta osatutkimuksesta, jotka tarjosivat uusia ratkaisuja ja suosituksia mittausten ja mallien yhdistämiseen, sekä ennustemallien luotettavuuden parantamiseen.
Ensimmäisessä osatutkimuksessa Nousu tarkasteli lumipeitteen, metsän ja ilmakehän välisiä vuorovaikutuksia boreaalisissa ja subarktisissa ympäristöissä. Tulokset osoittivat, että lumipeitteen energiataseen ennustamiseen liittyy suuria epävarmuuksia, ja että eri laskentamenetelmillä on merkittävä vaikutus metsäekosysteemin ja lumipeitteen energiataseisiin. Löydökset ovat tärkeitä ilmakehän ja hydrologisten prosessien ymmärtämiselle sekä lumensulannan ja sään ennusteiden kehittämiselle.
Toisessa osatutkimuksessa Nousu hyödynsi tilastollisia menetelmiä ja kattavia lumen syvyyden mittauksia automaattisten lumiennusteiden virheiden korjaamiseen Ranskan Alpeilla ja Pyreneillä. Menetelmä paransi merkittävästi lumiennusteiden tarkkuutta, mikä on erityisen tärkeää vuoristoalueiden lumivyöryennustamisen kannalta.
Kolmannessa osatutkimuksessa tutkittiin maaperän hydrologiaa pohjoissuomalaisella valuma-alueella, jossa Nousu tarkasteli maankosteuden ajallista ja paikallista vaihtelua hyödyntäen hydrologisia ennustemalleja, kenttämittauksia ja satelliittipohjaisia arvioita. Tutkimus osoitti, että pohjaveden virtaus vaikuttaa merkittävästi pintamaankosteuteen, mikä on keskeinen löydös hydrologisten ja ekologisten prosessien ymmärtämisen ja esimerkiksi kuivuusriskien ja kasvihuonekaasujen ennustamisen kannalta.
Väitöskirjassa kehitetyt ja testatut mallit tukevat lumivyöryjen, hydrologian sekä energiavirtojen ennustamista maaperän, lumipeitteen, kasvuston ja ilmakehän välillä. Tutkimus lisää ymmärrystä ilmakehän ja hydrologisten prosessien toiminnasta kylmillä alueilla, luoden pohjaa ympäristötutkimukselle muuttuvassa ympäristössämme.
Viimeksi päivitetty: 21.10.2024