säämallit

Säämallit ovat matemaattisia malleja, jotka simuloivat ilmakehän dynamiikkaa ja termodynamiikkaa ennustaakseen säätilaa. Ne ratkaisevat ilman tilaa kuvaavia fysiikan lait ja säteilyyn liittyviä prosesseja tietokoneella ja tuottavat ennusteita eri aikahorisontteille. Ennusteet perustuvat sekä ilmakehän nykytilan estimointiin että fysikaalisiin kuvauksiin ilman vastauksista lämpötilaan, kosteuteen, tuuliin ja pilviin.

Säämallit tarvitsevat syötteikseen tarkkoja havaintoja, jotka käytetään alkutilan määrittämiseen ja sidottuun tilaan (data assimilation). Havainnot tulevat useista lähteistä, kuten satelliiteista, radiosondeista, maanpinnan mittauksista ja tutkamäisestä mittauksesta. Kun alkutila on muodostettu, malli laskee ilman tilaa ajan kuluessa sovittaen mittaustiedon kuhunkin aikapisteeseen. Mallit sisältävät fysiikan kuvauksia sekä ilmamassojen liikkeen että kosteuden, lämpötilan ja säteilyn vuorovaikutuksista sekä maanpään ja meren vaikutuksia.

Säämallit jaotellaan usein global- ja regional/alueellisiin malleihin sekä deterministisiin että todennäköisyyksiin perustuvien (ensemble) malleihin. Globalit mallit kattavat koko pallonlautasen, kun taas alueelliset keskittävät tarkemman resoluution rajatulle alueelle. Ensemblimallit tuottavat todennäköisyyksiä useamman samanmallin ajon perusteella, mikä antaa paremman käsityksen epävarmuudesta.

Käyttökohteita ovat päivittäiset sääennusteet, ukkos- ja rankkasäätien sekä myrskyriskien arviointi, lentoliikenteen suunnittelu sekä meriliikenteen ja paikallisten maankäyttöpäätösten tukeminen. Tunnettuja malleja ovat muun muassa ECMWF:n ja GFS:n järjestelmät sekä useiden maiden kansalliset säähallinnot. Säämallien tarkkuuteen vaikuttavat alussa käytettävä tietoisuus, mallin fysiikkakuvaukset ja normaalisti rajoittuneet ennusteet suurien epävarmuuksien vuoksi.