Tuulen puuskat ovat tuulen nopeuden hetkellisiä, noin kolmen sekunnin mittaisia, maksiminopeuksia. Puuskat kuvaavat hyvin tuulen ääriolosuhteita.
- Puuskien ennustaminen on tärkeää, jotta vaaratilanteisiin pystytään varautumaan ennalta, sanoo puuskaisista tuulista väittelevä tutkija Irene Suomi.
Puuskatieto on tärkeää myös tuulienergiaa ajatellen. Voimaloiden sijoittamisen ja suunnittelun kannalta pitää voida arvioida puuskaisuusoloja sekä todennäköisyyksiä puuskien ääriolosuhteille. Reaaliaikaista puuskatietoa voidaan hyödyntää myös voimaloiden operatiivisessa toiminnassa, ja näin estää voimalan vaikkapa rakenteiden kulumista.
Tuulia rannikoilla ilmakehän rajakerroksessa
Irene Suomi tutki väitöskirjatyössään puuskaisuusoloja erilaisissa ympäristöissä Suomen ja Tanskan rannikolla sekä arktisilla merialueilla tuulienergian kannalta tärkeillä korkeuksilla.
Hänen työssään saatiin uutta tietoa puuskien käyttäytymisestä ilmakehän rajakerroksessa, jonka korkeus maanpinnasta vaihtelee säätilasta riippuen muutamasta kymmenestä metristä pariin kilometriin.
Perinteisesti puuskahavaintoja on ollut saatavilla vain säähavaintoasemilta, joilla tuulta mitataan tyypillisesti 10 metrin korkeudella. Tämä on tuulienergian kannalta kuitenkin liian matala korkeus, sillä suurimpien voimaloiden napakorkeus on jo yli 150 metriä. Näin korkealle voidaan päästä korkeilla meteorologisilla mastoilla, mutta niiden rakentaminen on usein kallista ja aikaa vievää, ja paikasta riippuen jopa mahdotonta.
Väitöskirjatyössään Suomi kehittelikin uusia menetelmiä puuskien mittaamiseksi. Nämä perustuvat tutkimuslentokoneella sekä Doppler Lidarilla tehtyihin mittauksiin.
Ennustusmenetelmä ottaa huomioon korkeuden maanpinnasta
Väitöstyössä syntyneiden havaintojen pohjalta väittelijä kehitti myös puuskaisille tuulille uuden ennustusmenetelmän, jota voidaan soveltaa puuskien ennustamiseen numeerisen säänennustusmallin tuloksiin pohjautuen. Menetelmän etuna aikaisempiin verrattuna on se, että menetelmä ottaa myös huomioon korkeuden maanpinnasta, kun taas aikaisemmat menetelmät on kehitetty kuvaamaan puuskaisuusoloja 10 metrin referenssikorkeudella.
Vertailut meteorologisista mastoista ja tutkimuslentokoneella tehtyihin mittauksiin vahvistivat sen, että uusi parametrisointi tuottaa parempia tuloksia kuin aikaisemmat menetelmät.
Ilmatieteen laitoksessa työskentelevän Irene Suomin väitöskirja Wind gusts in the atmospheric boundary layer tarkastetaan Helsingin yliopistossa perjantaina 25.8.2017.
Yhteystiedot:
Tutkija Irene Suomi, irene.suomi@fmi.fi