Kesäsateiden ilmastolliset piirteet Helsingin Kaisaniemessä 1951-2000

Tämä työ perustuu vuosina 1951–2000 toukokuusta syyskuuhun Helsingin Kaisaniemen mittausasemalla kerättyyn piirtävän sademittarin aineistoon. Työssä esitellään sadantaan vaikuttavia tekijöitä Helsingin Kaisaniemessä ja pohditaan alueen ilmastollista edustavuutta. Työn pääpaino on aineiston laadun arvioinnissa ja Helsingin Kaisaniemen kesäsateiden ilmastollisten piirteiden kuvaamisessa mahdollisimman monipuolisesti. Piirtävän sademittarin digitalisoitu aineisto osoittautui laadultaan hyväksi, ja aineistosta laskettujen vuorokausisadesummien todettiin korreloivan hyvin saman mittausaseman sadekeräysastioiden vuorokausisadesummien kanssa. Sadannan piirteitä voidaan kuvata useilla tilastollisilla jakaumilla. Tässä työssä kahden eksponenttijakauman summa osoittautui parhaiten kuvaamaan sateen ja sateettomien jaksojen kestoja sekä sadetapahtumien sadesummia. Sateen intensiteetin ääriarvot sovitettiin yleistettyyn ääriarvojakaumaan, ja jaksomaksimimenetelmällä rankoille sateille laskettiin toistumisaikoja. Tulokseksi saatiin, että Helsingin Kaisaniemessä sataa kerran 50 vuodessa 1.78 mm/min 10 minuutin ajan, 1.53 mm/min 15 minuutin ajan, 0.95 mm/min 30 minuutin ajan ja 0.52 mm/min 60 minuutin ajan. 56 hetkellisesti rankimmasta sateesta muodostettu sateen teoreettinen ajallinen muoto on lähes symmetrinen rankimman hetken suhteen, mutta yksittäisten rankkojen sateiden ajallisen muodon todettiin vaihtelevan paljon. Tämän työn tulosten perusteella voidaan todeta, että toukokuussa sateet ovat Helsingin Kaisaniemessä intensiteetiltään heikkoja ja pitkäkestoisia. Kesäkuussa konvektiiviset sateet yleistyvät etenkin iltapäivällä. Heinäkuussa ja elokuussa sateet ovat rankkoja ja lyhytkestoisia, ja elokuussa sademäärän sekä intensiteetin vuorokausivaihtelu on suurimmillaan. Syyskuussa sateen osuus kokonaisajasta on kesäkuukausista suurin ja intensiteetin vuorokausivaihtelu on vähäistä. Meri vaikuttaa Helsingin Kaisaniemen sateisiin etenkin alkukesällä. Kaupungin kasvun vaikutuksia ei tuloksista voitu erottaa. Vuosikymmenten välillä esiintyy suuria eroja etenkin sadetapahtumien kestossa ja lukumäärässä, mutta selviä merkkejä ilmastonmuutoksesta ei löytynyt. Helsingin Kaisaniemessä sataa kesällä keskimäärin 4.5 % kokonaisajasta. Yksi sadetapahtuma kestää keskimäärin 60 minuuttia ja sateeton jakso keskimäärin 21 tuntia. Sateen intensiteetti on koko kesän aikana keskimäärin 0.020 mm/min

Characteristics of Temperature and Humidity Inversions and Low-Level Jets over Svalbard Fjords in Spring

Peer reviewe

Liquid-state NMR analysis of nanocelluloses

Recent developments in ionic liquid electrolytes for cellulose or biomass dissolution has also allowed for high-resolution 1H and 13C NMR on very high molecular weight cellulose. This permits the development of advanced liquid-state quantitative NMR methods for characterization of unsubstituted and low degree of substitution celluloses, for example, surface-modified nanocelluloses, which are insoluble in all molecular solvents. As such, we present the use of the tetrabutylphosphonium acetate ([P4444][OAc]):DMSO-d6 electrolyte in the 1D and 2D NMR characterization of poly(methyl methacrylate) (PMMA)-grafted cellulose nanocrystals (CNCs). PMMA-g-CNCs was chosen as a difficult model to study, to illustrate the potential of the technique. The chemical shift range of [P4444][OAc] is completely upfield of the cellulose backbone signals, avoiding signal overlap. In addition, application of diffusion-editing for 1H and HSQC was shown to be effective in the discrimination between PMMA polymer graft resonances and those from low molecular weight components arising from the solvent system. The bulk ratio of methyl methacrylate monomer to anhydroglucose unit was determined using a combination of HSQC and quantitative 13C NMR. After detachment and recovery of the PMMA grafts, through methanolysis, DOSY NMR was used to determine the average self-diffusion coefficient and, hence, molecular weight of the grafts compared to self-diffusion coefficients for PMMA GPC standards. This finally led to a calculation of both graft length and graft density using liquid-state NMR techniques. In addition, it was possible to discriminate between triads and tetrads, associated with PMMA tacticity, of the PMMA still attached to the CNCs (before methanolysis). CNC reducing end and sulfate half ester resonances, from sulfuric acid hydrolysis, were also assignable. Furthermore, other biopolymers, such as hemicelluloses and proteins (silk and wool), were found to be soluble in the electrolyte media, allowing for wider application of this method beyond just cellulose analytics.Peer reviewe

WtF-Nano : One-Pot Dewatering and Water-Free Topochemical Modification of Nanocellulose in Ionic Liquids or gamma-Valerolactone

Ionic liquids are used to dewater a suspension of birch Kraft pulp cellulose nanofibrils (CNF) and as a medium for water-free topochemical modification of the nanocellulose (a process denoted as "WtF-Nano"). Acetylation was applied as a model reaction to investigate the degree of modification and scope of effective ionic liquid structures. Little difference in reactivity was observed when water was removed, after introduction of an ionic liquid or molecular co-solvent. However, the viscoelastic properties of the CNF suspended in two ionic liquids show that the more basic, but non-dissolving ionic liquid, allows for better solvation of the CNF. Vibrio fischeri bacterial tests show that all ionic liquids in this study were harmless. Scanning electron microscopy and wide-angle X-ray scattering on regenerated samples show that the acetylated CNF is still in a fibrillar form. 1D and 2D NMR analyses, after direct dissolution in a novel ionic liquid electrolyte solution, indicate that both cellulose and residual xylan on the surface of the nanofibrils reacts to give acetate esters.Peer reviewe

Rankkasateet ja taajamatulvat (RATU)

Voimakkaat rankkasateet ja niihin usein liittyvät sääilmiöt kuten rakeet, ukkonen sekä ukkospuuskat vaikuttavat monin tavoin yhteiskunnan eri aloihin ja edellyttävät erilaisia varautumistoimia. Taajamissa hulevesien hallinnan ongelmana ovat ilmastonmuutoksen myötä kasvavat sademäärät ja lisääntyvät rankkasateet. Konkreettinen esimerkki rankkasateiden aiheuttamista mittavista ja laaja-alaisista vahingoista suomalaisessa yhteiskunnassa on kesän 2007 tapaus Porissa, jossa hulevesien aiheuttamat vahingot olivat arviolta 20 miljoonaa euroa. Lyhytaikaisten ja paikallisten rankkasateiden nykyisistä intensiteeteistä ja todennäköisyyksistä oli ennen hanketta käytettävissä varsin niukasti ajanmukaista tutkimustietoa. Yhdyskuntasuunnittelun mitoituksissa käytetään edelleenkin 1960-luvulta peräisin olevia sadejakaumia, jotka perustuvat suhteellisen vähälukuisiin sademittarihavaintoihin, vaikka uutta mittausaineistoa on Suomen sateista erittäin paljon. Tämä rankkasateita ja taajamatulvia koskeva RATU-hanke toteutettiin vuosina 2005 - 2008. Sen tavoitteena oli - selvittää säätutka- ja sademittarihavaintoihin pohjautuen rankkasateiden nykyinen esiintymistodennäköisyys - arvioida valittujen kesien rankkasateiden ilmastollinen edustavuus ja rankkasateiden esiintymisen muutos tulevaisuudessa - selvittää olemassa olevien käyttökelpoisten taajamahydrologiamallien soveltuvuus Suomen olosuhteisiin - arvioida uuden tiedon vaikutuksia hulevesien hallintaan mallintamalla kaksi koealuetta. Tutkimuksessa käytettiin koko Suomen kattavilta säätutkilta kesinä 2000 - 2005 saatuja sadantatietoja. Vaikka havaintovuosia on vähän niin mittaustuloksia on miljardeja, joten niiden perusteella voidaan arvioida myös harvinaisten tapausten toistuvuutta. Tutkimuksessa saatiin arvioita erittäin harvoin, jopa keskimäärin kerran 3000 kesässä, toistuville sadetapahtumille. Tulosten mukaan harvinaisten rankkasateiden sademäärät ovat varsin samansuuruisia kuin tähän asti on oletettu. Analysoitujen sateen tilastollisten parametrien avulla voidaan generoida Suomen ilmastoon sopivia sadetapahtumia. Perinteisillä sademittareilla saatujen tulosten mukaan sadanta vähenee Suomessa etelästä pohjoiseen mennessä. Rannikon ja sisämaan välillä ei havaittu samalla leveyspiirillä olevan tarvetta korjata sadetta korjauskertoimella. Touko-syyskuun rankkasateiden arvioidaan kasvavan ajan mukana keskimäärin melko lineaarisesti. Nykyilmaston keskimäärin kolmen vuoden välein toistuva tapahtuma toistuu tulevaisuudessa noin kahden vuoden välein. Hulevesimalleilla tehtyjen tarkastelujen mukaan ilmastonmuutos lisäsi virtaamaa koealueilla lähes yhtä paljon kuin sadanta kasvoi