Viime vuonna syyskuun lopussa oli Helsingissä lämmin pyöräilyilma. Kuva: Seppo Solmela
Viime vuonna syyskuun lopussa oli Helsingissä lämmin pyöräilyilma. Kuva: Seppo Solmela

Miten meteorologit voivat ennustaa kolmen kuukauden keskilämpötilan, kun jo ensi viikon sää voi yllättää?

Luvassa on keskimääräistä lämpimämpää säätä peräti joulukuuhun asti, kertoi Ilmatieteen laitos syyskuun toisella viikolla. Loppusyksy on noin asteen tavanomaista lämpimämpi.

Miten meteorologit voivat ennustaa kolmen kuukauden keskilämpötilan, kun jo ensi viikon sää voi yllättää?

Ennuste lämpimästä syksystä on niin sanottu vuodenaikaisennuste, jollaisia tekee Euroopan keskipitkien sääennusteiden keskus (ECMWF). Se laskee todennäköisyyden kolmen kuukauden keskilämpötilalle.

Loppusyksy on tavanomaista lämpimämpi 70–80 prosentin todennäköisyydellä. Paras arvio poikkeamalle on yksi aste.

”Todennäköisyys perustuu siihen, että samasta lähtötilanteesta on ajettu kymmeniä ennusteita. Niistä 70–80 prosenttia antaa tulokseksi lämpötilan, joka on tavanomaista lämpimämpi”, selittää Sami Niemelä, joka on meteorologisen tutkimuksen yksikön päällikkö Ilmatieteen laitoksessa.

Kolmen kuukauden ennustus kuulostaa pitkältä. Sään ennustamisen tarkkuus riippuu, millaista sääilmiötä pitää ennustaa.

Vuodenaikaisennusteet eivät yritä ennustaa päivittäisiä ja viikottaisia säätiloja. Ne kertovat kolmen kuukauden keskimääräisestä korkeapaineesta, matalapaineesta, lämpimyydestä ja kylmyydestä, sateisuudesta ja kuivuudesta.

”Välillä voi olla kylmempää ja välillä lämpimämpää. Kun otetaan kolmen kuukauden keskiarvo, virheet kumoavat ainakin osittain toisensa”, ilmastotutkija Jouni Räisänen Helsingin yliopiston fysiikan laitokselta tiivistää.

Vuodenaikaisennuste perustuu eurooppalaiseen säämalliin, joka on Räisäsen mukaan paras kolmesta maailmalla käytetystä. Se on ollut käytössä vuodesta 1979, mutta sitä on kehitetty monin tavoin 1980-luvulta lähtien.

ECMWF:n pitkässä mallissa maailma on jaettu 80 kilometrin ruutuihin, kun lyhyissä kymmenen vuorokauden ennusteissa ruutujen väli on vain 9 kilometriä.

Lähtötiedot lämpötilasta, kosteudesta ja tuulista saadaan havaintoasemilta, joita on parhaimmillaan asutuilla alueilla kymmenien kilometrien välein. Tietoja saadaan myös sääsatelliiteista ja säähavaintopalloista. Jokaisessa mallin ruudussa ei ole havaintoasemaa, mutta ohjelma laskee aukkoihin todennäköisimmät lukemat.

Lyhyissä eli enintään kymmenen päivän ennusteissa meteorologit huomioivat yleensä vain ilmakehässä tapahtuvat muutokset.

Vuodenaikaisennusteissa pitää huomioida meren pintalämpötilan muutokset. Ne vaikuttavat säähän, ja merten lämpötila muuttuu hitaammin kuin ilmakehän, joten se on ennustettavissa varmemmin ja pidempään.

Pitkän ajan ennusteiden osuvuus riippuu suuresti alueesta, jolle se annetaan. Paras osuvuus on lähellä tropiikkia.

”Korkeilla leveysasteilla, kuten Suomessa, sään vaihtelevuus on luonnostaan suurempaa kuin tropiikissa, eikä meren pintalämpötilalla ole yhtä voimakasta vaikutusta vallitsevaan säätyyppiin. Se vaikeuttaa pitkän ajan ennusteen tekemistä”, Niemelä sanoo.

Vuodenaikaisennuste on Suomessakin Räisäsen mukaan riittävän tarkka esimerkiksi vesivoimalayhtiöiden käyttöön. Ne voivat harkita, paljonko vettä kannattaa valmistautua juoksuttamaan. Vaikka nyt ennuste ei osuisi asteen tarkkuudella, kymmenessä vuodessa ennusteet pitävät keskimäärin paikkansa.

Ihotulosteen anturin voi pestä pois vedellä. Kuva: McAlpine group / University of Minnesota
Ihotulosteen anturin voi pestä pois vedellä. Kuva: McAlpine group / University of Minnesota

”Kätevä kuin Sveitsin armeijan linkkuveitsi”, kehuu tutkija.

Anturi on tulostettu ensi kertaa suoraan iholle 3d-tulostimella. Tällainen tuloste voi esimerkiksi aistia ympäristön kemiallisia aineita.

Tulosteeseen voi liittää aurinkokennot. Valmistajan eli Minnesotan yliopiston mukaan tekniikka sopisi esimerkiksi sotilaille.

”Tulostimen voi ottaa repusta ja printata sillä anturin tai muun elektroniikan suoraan iholle. Tulostin olisi kätevä kuin Sveitsin armeijan linkkuveitsi”, sanoo Minnesotan yliopiston apulaisprofessori Michael McAlpinen PhysOrg-verkkojulkaisussa.

Menetelmän julkaisi Advanced Materials -lehti. Yliopiston video näyttää, kuinka elektroniikka tulostuu iholle.

"Tämän voi tehdä kannettavalla ja kevyellä tulostimella, joka maksaa alle 400 dollaria (330 euroa)”, sanoo McAlpinen.

Tulostin mukautuu käden pieniin liikkeisiin konenäön avulla.

”Vaikka yrittäisi kuinka pitää kättä paikallaan, käsi liikkuu hieman. Kädet ovat muutenkin erilaisia”, sanoo McAlpinen.

Konenäkö seuraa käden liikkeitä pienten merkkipisteiden avulla. Tulostukseen laite käyttää mustetta, joka on valmistettu hopeahiutaleista. Se kovettuu huoneenlämmössä. Yleensä 3d-tulosteet täytyy kovettaa korkeissa lämpötiloissa.

Kun haluaa tulosteen pois kädestään, voi sen irrottaa pinseteillä tai huuhtoa pois vedellä.

Arkielämässä iholle printattavalla biotulosteella voisi hoitaa haavaa. Tutkijat ovat jo kokeilleet haavan hoitoa hiirillä.

Myös ihonsiirto voisi onnistua. Joskus iholle ehkä tulostuu ”biomustetta”. Musteessa on uusia ihosoluja, jotka korvaavat sairaan ihon.

Tietoisuus ei ole vakaa tila vaan vaihtelee alati. Se tarjoaa tilaisuuksia oudoille aistimuksille. Kuva: iStock

Muinaisen kalliotaiteen kuvajaiset tuotti muuntunut tietoisuus. Se syntyy meidänkin aivoissamme.

Kalliotaidetta tehtiin kaikilla asutuilla mantereilla kymmeniätuhansia vuosia. Suomestakin sitä tunnetaan yli viidentuhannen vuoden takaa.

Jos olet joskus katsellut kuvia näistä maalauksista tai uurroksista, olet varmaan pannut merkille, kuinka samankaltaisia ne ovat maailman eri puolilla.

Kaikkialla kiveen on laadittu ristikoita, siksakkeja, aaltoviivoja, täpliä, kaaria ja spiraaleja. Yhtä lailla yleismaailmallisia ovat eläimet, ja joka puolella on kuvattu paljon myös ihmisiä.

Ihmisissä huomiota kiinnittää yhtäläinen kahtalaisuus. Osa toimittaa selvästi arkisia askareita, osa kokee jotain yliluonnollista. Heillä saattaa olla linnun pää, peuran sarvet tai leijonan häntä.

Menneisyytemme tutkijoilla on selitys samankaltaisuuteen. Se löytyy aivoistamme.

Tietoisuus on universaali

Tietoisuuden syvintä olemusta etsitään yhä, mutta yksi asia näyttää selvältä: aivomme tuottavat kaikille yhteistä tajunnan sisältöä.

Esihistoriallista ihmismieltä tutkiva Steven Mithen laskee, että universaali tietoisuus syntyi noin 50 000–60 000 vuotta sitten, samoihin aikoihin, kun meidän nykyisten ihmisten esivanhemmat purkautuivat Afrikasta maailmalle. Silloin aivorakenteissa tapahtui muutoksia, jotka mahdollistivat uudet kollektiiviset innovaatiot.

Kalliotaiteessa tämä näkyy aiheiden samanlaisuutena.

Yhteiset sisällöt syntyvät muuntuneessa tietoisuuden tilassa, jossa aivot tuottavat kuvia ihan itsestään, ilman visuaalisia ärsykkeitä. Tutkijat kutsuvat sisäsyntyisiä aistimuksia entoptisiksi kuviksi, mutta he eivät osaa vielä sanoa, miten aivot niitä tarkkaan ottaen tekevät. Se tiedetään, että havainnot etenevät vaiheissa abstrakteista kuvioista hallusinaatioihin ja että aivot ovat mukana laajalti.

Kuka vain voi kokea

Myös se on käynyt tutkimuksissa ilmi, että entoptisia havaintoja voi syntyä kenen tahansa päässä.

Tilaisuuksia tarjoaa tietoisuuden häilyvyys. Tajuntamme ei näet ole vakaa vaan vaihtelee tilasta toiseen. Erityisen altis harha-aistimuksille tietoisuus on silloin, kun se on kääntynyt sisäänpäin, itseen.

Entisaikain samaanit näkivät oman kulttuurinsa pyhiä ja pahoja, me voimme nähdä enkelin, kuolleen omaisen tai hirviön. Yhdysvaltalaistutkimuksen mukaan yliluonnolliset aistimukset ovat yleisiä. Sellaisen on kokenut joka toinen maailman ihminen.

 

Lue lisää

Huhtikuun Tiede-lehdessä on pitkä artikkeli, jossa kalliotaidetta tutkiva psykologi Mauno Niskanen valaisee universaalin tietoisuuden ja entoptisten aistimusten syntyä.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa paperilehti tai iPad-digilehti.

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea artikkelin kirjautumalla tilaajatunnuksillasi Digilehdet-palveluun.

Ellet ole vielä aktivoinut digilukuominaisuutta, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.

Ellet ole tilaaja, voit hyödyntää maksutonta tutustumistilausta, joka tarjoaa neljän viikon lukuoikeuden Tiede-lehden artikkeleihin.

Pääset tekemään tilauksen klikkaamalla tätä artikkelilinkkiä.