Hyönteisten vaikutuksesta tuulen mittauksessa

Matti Leskinen 28.1.1998

Doppler-säätutkalla mitattu hyönteisistä johtuva kirkkaan ilman kaiku havaitaan joskus selvästi voimakkaampana tietyissä vastakkaisissa vaakakulmissa kuin muualla. Jos hyönteisillä on keskimäärin jokin yhteinen pyrkimys lentää tiettyyn suuntaan, niin niistä saatava kaiku on voimakkainta kun ne ovat kylki kohti tutkaa. Syynä on hyönteisten vartaloiden pitkulaisuus ja siitä aiheutuva parempi takaisinsirontapinta-ala, kun vartalo on säteilyn polarisaation suuntainen. Säätutkissa käytetään vaakapolarisaatiota, jolloin vaakatasossa lentelevien hyönteisten kaiun voimakkuus riippuu siitä, kuinka leveinä ne näkyvät tutkalta päin katsottuna.

Jos tällaisessa kaikutapauksessa mitataan Doppler-siirtymä eri suunnista, niin tuloksena saatava säteensuuntainen nopeus on kustakin hyönteisestä tuulen aiheuttaman kulkeutumisnopeuden ja hyönteisen oman ilmalentonopeuden summavektorin komponentti tutkan säteilyn suunnassa. Yksinkertaisena tilanteena voidaan tarkastella vakiotuulennopeutta lounaasta 10 m/s sekä eri suuntiin 2 m/s nopeudella lentäviä hyönteisiä. Kuvassa on laskettu säteensuuntainen nopeus tutkan vaakakulmilla tapauksissa, joissa hyönteisten oma lentosuunta on ollut lounaasta (225/2), koillisesta (45/2), kaakosta (135/2) ja luoteesta (315/2). Nopeudessa negatiiviset arvot tarkoittavat kohti tutkaa olevaa ja positiiviset poispäin tutkasta olevaa säteensuuntaista nopeutta.

Säteensuuntaisen nopeuden maksimit kohti tai poispäin tutkasta kertovat jo suoraan vakionopeuden tapauksessa liikkeen suunnan ja nopeuden. Kuvasta nähdään tuulen mittauksen kannalta, että

Tuulensuuntainen tai vastakkainen hyönteisten liike
- summautuu suoraan virheeksi nopeuteen, mutta
- suunta säilyy samana kuin tuulen suunta.
Kohtisuorassa tuulen suuntaan nähden oleva hyönteisten liike
- säilyttää nopeuden samana kuin tuulen nopeus, mutta
- aiheuttaa suunnassa poikkeaman tuulen suunnasta.

Tuloksethan ovat varsin ilmeisiä, kun ajattelee mittausgeometriaa. Näiden tapausten välimuodoissa sekä suuntaan että nopeuteen aiheutuu poikkeamaa tuulen suunnasta - ja nopeudesta. Käytännössä virheen suuruus on arvioitavissa kussakin tapauksessa erikseen, kunhan hyönteisten omalle keskimääräisnopeudelle voidaan antaa jokin arvio. Virhettä ei voida kuitenkaan poistaa, koska tutkakaiun perusteella voidaan vain sanoa, missä suunnassa hyönteiset keskimäärin ovat kylki kohti tutkaa eikä niiden pään suuntaa.

Siirry

[tuorein kaiku] [kaikukuvauksia] [hyönteisvaellukset] [kirvavaellukset] [Matti Leskinen] [Meteorologian laitos]