Parannettu sadantainformaatio hydrologisessa ongelmanratkaisussa – painopisteinä avoin data ja simulointi

Tero Niemi

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Sadanta näyttelee suurta roolia lähes kaikilla hydrologian osa-alueilla toimien hydrologisten prosessien alkuunpanijana ja keskeisenä ylläpitävänä elementtinä. Erityisesti sadanta-valuntamallit tarvitsevat tarkkaa sadedataa syötetiedoksi tuottaakseen luotettavia valuntatuloksia. Vaatimukset datan laadulle korostuvat kaupunkivaluma-alueilla niiden pienen koon ja äärevän valuntavasteen vuoksi. Viime vuosina avoimen sadedatan määrä on lisääntynyt. Kuitenkin edelleen on tarve sateen simulointimalleille, sillä riippumatta saatavilla olevan (avoimen) datan määrästä mittaaminen kaikissa tilanteissa on mahdotonta. Tässä työssä tutkittiin paremmasta sadantainformaatiosta saatavia hyötyjä hydrologisessa tutkimuksessa keskittymällä seuraaviin tutkimuskysymyksiin: 1) Miten avointa sadedataa voidaan hyödyntää aiempaa kattavammin hydrologisessa tutkimuksessa? 2) Miten sateen simulointia voidaan kehittää kuvaamalla sadekenttien muoto aiempaa realistisemmin? Avoimen säätutka- ja sademittaridatan soveltuvuutta kaupunkihydrologiseen tutkimukseen selvitettiin korkean resoluution sadanta-valuntasimulaatioilla pienillä suomalaisilla valuma-alueilla hyödyntäen sekä avointa sadedataa että valuma-alueilla kerättyä sade- ja virtaamadataa. Sademittaridata antaa hyviä tuloksia, kun mittari on sijoitettu valuma-alueelle tai sen välittömään läheisyyteen. Etäisyyden kasvaessa sademittaridatalla korjattu tutkadata voi olla sademittaria parempi vaihtoehto jopa tilanteissa, joissa tutkittava alue on paljon tutkadatan paikkaresoluutiota pienempi. Sadekenttien muodon määrittämiseksi ja muodon kehityksen seuraamiseksi sadetapahtuman aikana kehitettiin uusi Generalized Scale Invariance -konseptiin pohjautuva menetelmä. Sadekenttien muodon kuvaus lisättiin stokastiseen sateen simulointimalliin, joka mahdollisti aiempaa realistisempien sadekenttien luomisen. Sadekentän muodon vaikutusta valuma-alueen hydrologiseen vasteeseen tutkittiin sadanta-valuntamallin avulla rekonstruoimalla havaittu voimakas sadetapahtuma. Vaikka kenttien muodon kuvauksesta stokastisessa sademallissa oli hyötyä halutun sademäärän tuottamisessa, muodon vaikutus vaimeni tutkittaessa valuma-alueen vastetta sateeseen. Työn tulokset tarjoavat perustan sadeprosessien ymmärrykselle karkeasta tutkamittakaavasta yksityiskohtaiseen kaupunkimittakaavaan avoimen datan entistä kokonaisvaltaisemman hyödyntämisen kautta. Esimerkiksi sateen ominaisuuksien tutkiminen eri mittakaavoissa helpottuu. Menetelmä sadekenttien muodon määrittämiseen auttaa aiempaa parempien stokastisten sademallien kehityksessä entistä realistisempien sadekenttien luomiseksi tilanteisiin, joista ei ole saatavilla mitattua dataa.
Julkaisun otsikon käännösParannettu sadantainformaatio hydrologisessa ongelmanratkaisussa – painopisteinä avoin data ja simulointi
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Koivusalo, Harri, Vastuuprofessori
  • Kokkonen, Teemu, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-7512-9
Sähköinen ISBN978-952-60-7511-2
TilaJulkaistu - 2017
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • avoin data
  • GSI
  • kaupunkihydrologia
  • sadanta
  • sademittari
  • sateen simulointi
  • suuunnittelusade
  • säätutka

Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Parannettu sadantainformaatio hydrologisessa ongelmanratkaisussa – painopisteinä avoin data ja simulointi'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä