Liukkauden torjunnassa tiedustelu on ainakin yhtä tärkeää kuin sodassa.



Julkaistu Tiede -lehdessä 13/2009

Ennen talvi yllätti joka vuosi. Yllättää monet nytkin, mutta ei niitä lahtelaisia, oululaisia, helsinkiläisiä, sipoolaisia, salolaisia ja jyväskyläläisiä jalankulkijoita, jotka käyttävät liukkausvaroituspalvelua. Liukkausvaroituksen voi saada tekstiviestinä jo kuudessa kaupungissa.

Lahti käynnisti varoituspalvelun toissatalvena. Aluksi neljäsataa jalankulkijaa sai tarvittaessa varoitusviestin varhain aamulla. Näin he osasivat valita sopivat jalkineet ja kävellä varovasti. Kun käyttäjät lähettivät varoituksia tuttavilleen, tieto tavoitti lähes tuplamäärän ihmisiä.

Varoituspalvelu on vähentänyt kipua ja kärsimystä. Rahaakin on säästynyt hurjasti.


Kaatuminen on kallista

Liukastumiset aiheuttavat inhimillisten kärsimysten lisäksi valtavia rahallisia menetyksiä. Liikenneturvan, Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen ja Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen VTT:n tekemien selvitysten mukaan kaduilla ja teillä tapahtuu joka vuosi yli 200 000 kaatumisonnettomuutta, usein liukkauden takia. Kustannuksia tulee satoja miljoonia euroja.

Lahden kunnallistekniikan johtaja Jorma Vaskelainen arvioi, että viime talvena viestit säästivät terveydenhoitokuluja ja muita menoja vähintään puoli miljoonaa euroa. Palvelu maksoi noin 20 000 euroa.

Liukkausvaroituspalvelun kehittäjä, diplomi-insinööri Jaakko Kivimäki, esittää kauniita lukuja pienistä kustannuksista ja suurista hyödyistä. Kymmenen tuhannen ihmisen varoittaminen maksaa 50 000 euroa, mutta terveydenhuollon kuluja säästyy yli neljä miljoonaa euroa. Harva sijoitus tuottaa yhtä hyvin.

- Kulut hukkuvat hyötyyn, johtaja Vaskelainen vahvistaa.


Tiesääasema auttaa autoilijaa

Autoilijat ja tienpitäjät tarvitsevat kelitietoja aivan yhtä paljon kuin jalankulkijat. Kehittyneiden tiesääasemien ansiosta tiedot ovat yhä tarkempia.

Suomalaisen huipputekniikkapioneerin Vaisalan moni tuntee yläilmoja tarkkailevista sondeista, mutta tiesään mittaaminen sujuu yhtä hyvin. Tiesääasemat seuraavat lämpötilaa, tuulta, näkyvyyttä ja muita sääilmiöitä - sekä tietenkin myös liukkautta.

- Käytännössä lähes kaikissa maissa, joissa tienpinnat voivat jäätyä, toimii Vaisalan tiesääasemia, kertoo Mikko Siitonen, joka vastaa yhtiössä tiesääasemien tekniikan tarjonnasta. Siitosen mukaan uusi anturitekniikka perustuu kolmenkymmenen vuoden kokemukseen tiesään mittaamisesta sekä optiikan ja lasertekniikan osaamiseen.


Jää näkyy jo syntyessään

Uusin kehitysvaihe on etämittaava tiesääasema, joka voidaan kiinnittää esimerkiksi valaisintolppaan. Asema lähettää tienpintaan lasersäteitä infrapuna-alueella, ja aseman ilmaisin havaitsee pinnasta takaisin heijastuneet säteet. Mittaustiedoista lasketaan tienpinnan kitka sekä veden, lumen ja jään paksuus.

- Laite mittaa äärimmäisen tarkasti, Siitonen kertoo. Laserilla pystytään havaitsemaan jo 0,01 millimetrin jääkerros. Kova jää muuttuu liukkaaksi noin 0,03 millin paksuudessa.

Tarkkuus on tärkeää tiehallinnolle, joka peräkkäisistä mittaustiedoista ennakoi, milloin liukas keli on tulossa. Ennakkotieto taas mahdollistaa ennakkosuolauksen. Suolaa kuluu vain kymmenesosa siitä, mikä menisi sulatettaessa jo muodostunutta jäätä. Autoilijalle taas on tärkeintä, että pystytään ehkäisemään liukkaan jääpinnan syntyminen.

Autoilija saa matkan suunnittelua varten nykyään kelitietoja esimerkiksi tiehallinnon verkkosivuilta. - Tulevaisuudessa tietoja mahdollisesti toimitetaan myös suoraan autoon, Siitonen visioi.


Auto katselee eteenpäin

Kiinteät sääasemat keräävät mittaustietoja tietyistä pisteitä, joita on rajallinen määrä. Kattavan jäätiedon saamiseksi kehitetään autoon asennettavaa jäämonitoria.

VTT on kehittänyt autoon monitorointijärjestelmää, joka monen muun seikan ohella tarkkailee tienpinnan jäätymistä. Koeautona on käytetty vuoden 2008 BMW 52dA -mallia, joka on pakattu täyteen mittauslaitteita ja tietokoneita.

- Monitorointijärjestelmän jännittävin piirre on ennakoivuus, kertoo erikoistutkija Matti Kutila, jonka erityisalaa on konenäkö.

Koeauton kamera näkee tienpinnan noin viisikymmentä metriä eteenpäin. Jos tiellä on jäätä tai lunta, pinnasta heijastuvan valon pystypolarisaatio vaimenee. Samalla digitaalisen kuvan rakeisuus muuttuu. Tietokone päättelee, että edessä on liukas kohta, ja varoittaa kuljettajaa.


Vastuu on kuljettajan

Kiinnostava kehityssuunta autoissa on yhteistoiminnallisuus. Se tarkoittaa, että autot viestivät yhä enemmän liikenneympäristön eli niin sanotun tieinfran sekä toistensa kanssa.

Paljon on tutkittu ja suljetuilla alueilla kokeiltukin autoa, joka ei vain varoita kuljettajaa vaan tarvittaessa esimerkiksi alentaa nopeutta ja jopa ohjaa automaattisesti. Kutila huomauttaa, että toistaiseksi päätäntävalta ja vastuu auton ohjaamisesta on kuljettajalla: laki kieltää automaattisen ohjauksen.

- Jos autonominen auto ajaa kolarin, kuka vastaa? Kutila pohtii. Luotettavuuden täytyy parantua dramaattisesti, ennen kuin lakia voidaan muuttaa. - Kuljettajaa auttavat järjestelmät yleistyvät liikenteessä 2015-2030, mutta auton automaattista ohjausta saadaan odottaa 15-20 vuotta.


Kalevi Rantanen on diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Jääpinta voi nelinkertaistaa jarrutusmatkan


Auton nopeus 80 km/t

Tien pinnan laatu               Jarrutusmatka metreinä
Kuiva tie                                 30
Kovaa jäätä 0,03 mm             45
Jäätä 0,06 mm                        60
Jäätä 0,15 mm                        120

Lähde: Vaisala Oyj

Autoilijan avuksi


- Tiesään automaattinen seuraaminen

- Tien suolaaminen, hankalien paikkojen automaattinen suolaaminen

- Lumi- ja jääpinnan karhentaminen

- Auton jäämonitori

- Nasta- ja kitkarenkaat autoissa paranevat koko ajan

- Lukkiutumattomat jarrut ja ajovakausjärjestelmät, jotka ovat yleisiä uusissa autoissa, estävät pahimmat luistot

Kenkiin nastat, jalkakäytävät kuntoon


- Kun tiedetään, että ulkona on liukasta, valitaan kengät, joissa on leveä korko, pitävä pohjakuviointi ja pehmeä, kylmässä kovettumaton materiaali. Kiinnitetään kenkiin liukuesteet tai käytetään nastoitettuja kenkiä. Kiinteän nastoituksen ohella on saatavissa kengän uurteisiin taitettavia nastoja. Huomaa, että nastajalkine voi liukua metallialustalla.

Lisätietoja Invalidiliiton sivulta: www.liukastumis.info/ennaltaehkaisy_tuotteet.html

- Teiden talvikunnossapitoa on mahdollista parantaa. Invalidiliiton mukaan tämä maksaa vähemmän kuin loukkaantumisten hoito. Tätä myös tarvitaan, sillä mahdottoman liukkaalla kadulla on vaikea liikkua hyvilläkään kengillä.

- Eräitä katuja, lähinnä kävelykatuja, on pidetty sulana Helsingissä ja muutamissa muissa kaupungeissa. Katuja on lämmitetty kaukolämmön paluuvedellä.

- Talvijuomia kannattaa nauttia viisaasti. Liikenneturvan kyselyssä alle 30-vuotiaista vastaajista kahdeksan prosenttia kertoi olleensa liukastuessaan enemmän tai vähemmän juovuksissa.

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5205
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Käyttäjä4499 kirjoitti: Mikä on mt häiriö? Kuten sanoin, minusta lääkkeen käyttö tuohon tarkoitukseen on arveluttavaa. Siinä mennään ehkä peruuttamattomasti alueelle, jonne ei pitäisi mielestäni olla mitään asiaa suoranaisesti. Ehkä en nyt vain ymmärrä tarvetta nähdä hallittua "unta" - miksi ei vain kuvitella? Jos "hourailet" saman, tunnet sen varmaan voimakkaammin. Mutta toisaalta et ole siitä niin tietoinen kuin hereillä ollessa, vai mitä? Niin siis, siinä nimenomaan on täysin tietoinen että...
Lue kommentti
Hirmun anatomia on selvinnyt sääsatelliittien mikroaaltoluotaimilla. Ne näkevät pilvien läpi myrskyn ytimeen ja paljastavat ukkospatsaat, joista myrsky saa vauhtinsa. Kuva: Nasa/Trimm

Pyörivät tuulet imevät energiansa veden lämmöstä.

Trooppiset rajuilmat tappoivat vuosina 1995–2016 lähes 244 000 ihmistä, koettelivat muuten 750 miljoonaa ihmistä ja tuhosivat omaisuutta runsaan 1 000 miljardin dollarin arvosta, enemmän kuin mitkään muut mullistukset, esimerkiksi tulvat tai maanjäristykset.

Näin arvioi maailman luonnonkatastrofeja tilastoiva belgialainen Cred-tutkimuslaitos raporteissaan, joissa se laskee katastrofien pitkän aikavälin inhimillistä hintaa.

Myrskytuhot ovat panneet myrskytutkijat ahtaalle. Kaikki tahtovat tietää, mistä näitä rajuilmoja tulee. Lietsooko niitä ilmastonmuutos?

Lämpö alkaa tuntua

Näihin asti tutkijapiireissä on ollut vallalla käsitys, jonka mukaan hirmuista ei voi syyttää ilmastonmuutosta vielä kotvaan. Se alkaa voimistaa myrskyjä vasta pitkällä aikajänteellä.

Nyt hurjimpia myrskyjä on kuitenkin alettu kytkeä ilmaston lämpenemiseen. Esimerkiksi alkusyksystä 2017 Maailman ilmatieteen järjestö WMO arvioi, että lämpeneminen todennäköisesti rankensi elokuussa Houstonin hukuttaneen Harvey-myrskyn sateita.

Jotkut tutkijat ovat puhuneet kytköksistä jo vuosia.

Esimerkiksi Kerry Emanuel, Massachusettsin teknisen yliopiston myrskyspesialisti, laski 2005, Katrinan runnottua New Orleansia, että Atlantin ja Tyynenmeren myrskyt ovat nykyään 60 prosenttia voimakkaampia kuin 1970-luvulla.

Keväällä 2013 Nils Bohr -instituutin Aslak Grinsted raportoi, että lämpenemiskehitys vaikuttaa myrskyissä syntyviin tulva-aaltoihin.

Kun maapallon keskilämpötila nousee 0,4 astetta, myrskytulvien määrä tuplaantuu. Tämä rajapyykki on jo ohitettu. Kun lämpötila nousee kaksi astetta, tulvat kymmenkertaistuvat. Silloin superrajuja myrskyjä hyökyy Atlantilta joka toinen vuosi. Tähän asti niitä on nähty kerran 20 vuodessa.

Meri lämpenee otollisesti

Tärkein myrskyjä ruokkiva muutosvoima löytyy sieltä, mistä myrskyt ammentavat energiansa ja mihin ilmastonmuutoksen nähdään vaikuttavan: meriveden lämpötilasta. Se kehittyy myrskyille otolliseen suuntaan.

Esimerkiksi Meksikonlahdella, hurrikaanien voimanpesässä, on mitattu jopa pari astetta tavallista korkeampia meriveden lämpötiloja.

Kun Haiyan, yksi kaikkien aikojen kovimmista taifuuneista, marraskuussa 2013 jätti kaksi miljoonaa filippiiniläistä kodittomiksi, meri oli myrskyn syntyalueella vielä sadan metrin syvyydessä kolme astetta normaalia lämpimämpi.

Meressä tapahtuu muutakin epäedullista: pinta nousee. Se kasvattaa myrskyjen nostattamia tulva-aaltoja, jotka usein saavat aikaan pahinta tuhoa.

 

Näin hirmumyrsky kehittyy

Hirmun syntymekanismi on sama kaikkialla, vaikka nimitykset vaihtelevat. Atlantilla ja Amerikan puoleisella Tyynellämerellä puhutaan hurrikaaneista, Aasian puolella taifuuneista ja Intian valtamerellä ja Oseaniassa sykloneista. Grafiikka: Mikko Väyrynen

 

Trooppisia hirmumyrskyjä syntyy päiväntasaajan molemmin puolin 5. ja 25. leveyspiirin välillä. Päiväntasaajalla niitä ei muodostu, sillä sieltä puuttuu coriolisvoima, jota myrsky tarvitsee pyörimiseensä

Kehittyäkseen myrsky vaatii tietynlaiset olot. Suursäätilan pitää olla laajalla alueella epävakaa ja ukkossateinen ja meriveden vähintään 26 asteista 50 metrin syvyydeltä. Lisäksi tuulien pitää puhaltaa heikosti 12 kilometrin korkeuteen asti. Voimakkaissa virtauksissa myrskynpoikanen hajoaa.

1. Merestä nousee lämmintä, kosteaa ilmaa. Se kohoaa nopeas­ti ja tiivistyy ukkospilviksi, jotka kohoavat 10–15 kilometrin korkeuteen. Samalla vapautuu lämpöä, mikä ruokkii matalapainetta.

2. Fysiikan säilymislakien mukaan ylös kohoavan ilman tilalle virtaa ympäriltä korvausilmaa, jolloin ilmanpaine alueella laskee.

3. Lämpöä kohoaa ylös yhä laajemmalti, ukkospilvien jono venyy, ja ilman virtausliikkeet voimistuvat. Ilmanpaine laskee lisää, ja alueelle syntyy liikkuva matalapaineen keskus.

4. Paine-ero tuottaa voiman, joka alkaa pyörittää tuulia kiihtyvää vauhtia. Maan pyörimisliikkeestä aiheutuva coriolisvoima kiertää niitä spiraalin lailla vastapäivään kohti matalan keskusta. Kun tuulen sekuntinopeus nousee yli 33 metrin, on syntynyt trooppinen hirmumyrsky.

Hurjimmissa myrskyissä tuulen nopeus nousee 70–90 metriin sekunnissa. Pyörteen halkaisija vaihtelee puolestaan 400 kilometristä 1 000 kilometriin.

5. Myrskyn voimistuessa sen ylle muodostuu korkeapaine, joka pyörii tuulia vastaan. Laskeva ilmavirtaus kuivattaa ja lämmittää keskusta, ja se seestyy myrskynsilmäksi.

6. Silmää kiertävät tuulet sekoittavat tehokkaasti meren pintaa 50–100 metrin syvyydeltä. Kun lämmintä vettä painuu syvyyksiin ja viileää kohoaa pintaan, ”lämpövoimala” jäähtyy ja hitaasti liikkuva myrsky voi heikentyä. Nopeaan myrskyyn jarru ei ehdi vaikuttaa, ja silloin kumpuava vesi voi loppumatkasta muuttua vaaralliseksi.

7. Kun ranta lähestyy ja meri madaltuu, tuulet pakkaavat vettä myrskyn tielle tulva-aalloksi, joka syöksyy myrskyn mukana maalle tuhoisin seurauksin.

Maalle saavuttuaan myrsky laantuu, kun se ei enää saa käyttövoimaa meren lämmöstä.

 

Tuula Kinnarinen on Tiede-lehden toimitussihteeri.

Julkaistu Tiede-lehdessä 1/2014. Päivitetty 12.9.2018.