Näin säätä opittiin lukemaan

Havainnoista tietokonemalleihin: Ihminen on aina ollut riippuvainen säästä. Siksi kaikkina aikoina on ollut tarve ennustaa sen vaihteluita ja kehitystä.

keskiviikko 14. maaliskuuta 2012 teksti Palle Vibe

Sää vaikuttaa moniin elinkeinoihin, kuten maanviljelyyn, meren­kulkuun ja kalastukseen. Siksi tulevaa säätä ja sen muutoksia on pyritty ennustamaan aikojen alusta asti.

Ensi alkuun sääennusteet perustuivat silmämääräisiin havaintoihin ja sattuman­varaisiin mittauksiin, mutta 1700-luvulla kehitettiin kojeita, joiden ansiosta meteorologia alkoi muotoutua omaksi tieteenalakseen. Kehityksen myötä oli mahdollista ymmärtää paremmin säähän vaikuttavia tekijöitä ja laatia aiempaa tarkempia sääennusteita.

Aristoteles oli 2 000 vuotta ilmatieteen ylin auktoriteetti.

.

340 eaa.: Antiikin käsitykset ohjeena 2  000 vuotta

Kaikki sääilmiöihin liittynyt tietämys Euroopassa perustui noin kahden vuosituhannen ajan filosofi Aristoteleen 340-luvulla eaa. kirjoittamaan ­Meteorologia-teokseen. Uutta tietoa säästä saatiin vasta 1600- ja 1700-luvuilla, jolloin kehitettiin uudenlaisia kojeita muun ­muassa lämpötilan ja tuulen voimakkuuden mittaamiseen.

1643–1738: Meteorologian alkuvaiheet

Bernoullin teos loi perustan meteorologialle.

Kukaan ei tiennyt ilmallakin olevan massaa, ennen kuin italialainen Evangelista Torricelli pani merkille, että elohopeapatsas oli hyvällä säällä korkeampi kuin sateisina ja tuulisina päivinä, ja kehitti vuonna 1643 ilmapuntarin. Vuonna 1714 saksalainen Gabriel Fahrenheit keksi elohopealämpömittarin. Sveitsiläinen Daniel ­Bernoulli loi tieteellisen perustan meteorologialle Hydrodynamica-teoksel­laan vuodelta 1738.

1783: Ilmapallolento antoi tietoa ilmavirtauksista

Kaasupallolennot antoivat tietoa ilma­virtauksista ylemmissä ilmakerroksissa.

Ranskalainen Jacques Charles teki ensim­mäisen miehittämättömän lennon vedyllä täytetyllä kaasupallolla. Koska pallot olivat täysin tuulten armoilla, Charles apurei­neen teki kokeita pienemmillä palloilla, ­ennen kuin uskaltautui itse yläilmoihin. Kaasupallot osoittautuivat oiviksi apuväli­neiksi havaintojen ja mittausten tekemiseen korkeuksissa.

1806–1849: Säätietoja alettiin koota ja levittää

Lennätin helpotti säätietojen vaihtoa.

Amiraali Francis Beaufort ehdotti vuonna 1806, että säätieteilijät alkaisivat mitata tuulen voimakuutta 12-portaisella asteikolla voidakseen luotettavasti vertailla mittaustuloksiaan. Lennättimen keksiminen 1800-luvulla mahdollisti sää­tietojen keräämisen ­laa­joiltakin alueilta ja esimerkiksi myrskyvaroitusten ­antamisen. Vuonna 1849 Yhdysvaltoihin perustettiin maanlaajuinen meteorologien verkosto, ja seuraavan 50 vuoden aikana vastaa­vanlaisia säätieteilijöiden verkostoja alkoi vähitellen syntyä myös Eurooppaan.

1922: Tuhansia meteorologeja saman katon alla

Matemaatikko leikitteli ajatuksella säätieteilijöiden hermokeskuksesta.

Britti Lewis Fry Richardson esitti vuonna 1922 Weather Prediction by Numerical Process -teoksessaan kaavoja, joilla säätä voitiin ennustaa ­suhteellisen luotettavasti. Laskelmat olivat kuitenkin niin monimutkaisia, ettei niitä pystytty senaikaisella tekniikalla toteuttamaan riittävän nopeasti, eikä niistä siksi ollut apua sääennusteiden laatimisessa. Richardson leikittelikin ajatuksella laskenta­keskuksesta, ­jossa 64  000 meteorologia laatisi ­kukin osan tarvittavista laskelmista.

1927–1955: Radioluotain edisti meteorologian kehitystä

Radioluotaimet voivat kohota stratosfäärin ylimpiin osiin asti.

Meteorologia otti aimo harppauksen vuonna 1927, kun ilmakehään lähetettiin ensimmäiset säähavain­to­pallot, joihin kiinnitetyt radiolähettimet välittivät mittaustulokset langattomasti maan pinnalle.
1930-luvulla Yhdysvaltain sääpalvelu aloitti säännölliset sääennusteet, jotka perustuivat radioluotainten lähettämiin mittaus­tuloksiin. Toisen maailmansodan aikainen radiotekniikan kehitys ja 1950-luvun ­puolivälin paikkeilla tapahtunut materiaalien kehitys ­mahdollistivat suurikokois­ten säähavainto­pallojen lähettämisen jopa 50 kilo­metrin korkeu­teen saakka.

1950- ja 1960-luku: Tietokoneet ja satelliitit meteorologien avuksi

TIROS-1 oli ensimmäinen toimiva sääsatelliitti. Se kiersi maapalloa 700 kilometrin korkeudessa ­kuvaten ilmakehän ilmiöitä.

1950-luvulla sääennusteiden laatimisessa alettiin hyödyntää tietokoneita, joiden avulla säätä voitiin ennustaa melko luotettavasti jopa vuo­ro­kauden päähän. Varhaisten tietokoneiden ­las­kentakyky
oli kuitenkin vain murto-osa nykyisten ”sähkö­aivojen” ­kapasiteetista, ja ennusteen laatiminen kesti lähes vuoro­kauden.

1960-luvun taitteessa käyttöön otettiin sääsatelliitit, jotka tuottivat entistä enemmän tietoa ilmakehän ilmiöistä. Ensimmäinen säätä havainnoinut ­satelliitti oli Yhdysvaltain Vanguard 2, joka laukais­tiin vuonna 1959 mittaa­maan pilvipeitteen paksuut­ta. Sen radiolähettimet toimivat kuitenkin vain 19 päivää. Nasan vuonna 1960 laukaisema TIROS-1 toimi hieman ­paremmin, sillä se lähetti havaintokuvia peräti 78 päivän ajan.

Ehkä sinua kiinnostaa...