Väitös vesi- ja ympäristötekniikan alalta, DI Ville Lindgren

Väitöskirjan nimi: Alueellinen sadantatieto hydrologiassa: Ilmaston ja hydrologisen kierron vaihtelun arvioiminen ja hajautettujen mitoitussadeparvien luominen

Väittelijä: Ville Lindgren
Vastaväittäjät: Apulaisprofessori Athanasios Paschalis, University of Cyprus, Kypros; Apulaisprofessori Pekka Rossi, Oulun yliopisto, Suomi
Kustos: Professori Harri Koivusalo, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu, rakennetun ympäristön laitos 

Ilmaston vaihtelun huomioivat mukautuvat mallit voivat edistää ilmastonmuutokseen sopeutumista ja tukea kestävää yhteiskuntakehitystä.

Vesi on elämän perusedellytys, ja sadanta tuo vettä ilmakehästä maahan eri muodoissa, kuten sateena, raekuurona ja lumena. Sadannalla on keskeinen rooli veden kierrossa, ja se kiinnostaa suuresti hydrologeja ja meteorologeja. Vaikka Suomen keskimääräisiä hydrologisia olosuhteita on tutkittu laajasti, vähemmän huomiota on kiinnitetty keskiarvojen ympärillä esiintyvän vaihtelun ymmärtämiseen. Perinteiset sademittarit antavat tarkkoja paikallisia mittauksia sadannasta, mutta ne eivät tarjoa alueellista tietoa, joka on oleellinen alueen sadannan ja sen hydrologisen vasteen ymmärtämiseksi. Säätutkat paikkaavat tätä puutetta tarjoamalla yksityiskohtaista paikkatietoa, mikä voi parantaa hydrologista seurantaa ja syventää ymmärrystä sateen dynamiikasta.

Tässä väitöskirjassa tutkitaan historiallisia ilmaston ja hydrologisen kierron vaihtelun muutoksia Suomessa ja arvioidaan tutkapohjaisen sadantatiedon hyötyjä sademallinnuksen ja hydrologisen seurannan kautta. Tutkimus edistää ymmärrystä mitoitussateista, sadanta–valuntamallinnuksen epävarmuuksista ja sadannan vaihtelusta paikan ja ajan mukaan. Tarkempi tieto sadannasta tukee vesivarojen ja tulvariskien hallintaa, mikä puolestaan edistää kestävää yhteiskuntakehitystä ja lisää kykyä sopeutua ilmaston ja hydrologisen kierron muutokseen ja vaihteluun, sekä ääri-ilmiöihin, kuten tulviin ja kuivuuteen.

Tässä väitöskirjassa tunnistetaan alueellisia ja ajallisia muutoksia Suomen ilmaston ja hydrologisen kierron vaihtelussa, ja havaitaan alueita, joissa muutokset ovat yhtenäisiä. Tulosten vertailu aiempaan kirjallisuuteen osoittaa, että keskimääräiset hydrologiset trendit eivät aina vastaa muutoksia hydrologisessa vaihtelussa. Lisäksi väitöskirja esittelee sadesimulointimallin ja uuden lähestymistavan määritellä sadannan vaihtelua ja sade tapahtumien epävarmuutta. Tämä lähestymistapa mahdollistaa kokonaisvaltaisemman arvioinnit sadannan hydrologisista vaikutuksista. Lisäksi lähestymistapa havainnollistaa paikkatiedon edut, osoittaen miten ajallisesti samankaltaiset sadetapahtumat voivat aiheuttaa hyvin erilaisia sadekertymiä paikallisessa mittakaavassa. Lisäksi sadealueiden etenemisen suunta ja nopeus voivat merkittävästi vaikuttaa tapahtuman kestoon ja sadekertymiin.

Hydrologisen vaihtelun arviointi keskimääräisten olosuhteiden rinnalla tarjoaa kattavamman kuvan sään ääri-ilmiöistä. Menneisyyden ja nykyhetkessä vallitsevien hydrologisten olosuhteiden ymmärtäminen mahdollistaa tarkemman tulevaisuuden skenaarioiden ennustamisen, mikä on välttämätöntä suunnittelussa ja päätöksenteossa. Realististen ja mukautuvien ennustusmallien kehittäminen voi auttaa mallintamaan nykyisiä ja tulevia hydrologisia olosuhteita, tukien informoitua päätöksentekoa ja edistäen kestävää yhteiskuntakehitystä.

Avainsanat: ilmasto; ilmaston vaihtelu; hydrologinen kierto; sadanta; säätutka; pySTEPS; sateen simulointi; mitoitussade; parvisimulointi; SWMM

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aaltodoc 

Väittelijän yhteystiedot: www.linkedin.com/in/ville-valtteri-lindgren; ville.va.lindgren@gmail.com; ville.v.lindgren@aalto.fi