{"id":621,"date":"2013-01-01T10:01:37","date_gmt":"2013-01-01T07:01:37","guid":{"rendered":"http:\/\/nordicgeocenter.wordpress.com\/?p=621"},"modified":"2013-01-01T10:01:37","modified_gmt":"2013-01-01T07:01:37","slug":"lumen-ja-jaan-mittaus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/lumen-ja-jaan-mittaus\/","title":{"rendered":"Lumen ja j\u00e4\u00e4n mittaus"},"content":{"rendered":"

Lumisen uuden vuoden kunniaksi aloitamme vuoden pohtimalla lumi- ja j\u00e4\u00e4peitteiden mittausta – aina niin ajankohtaista aihetta sek\u00e4 normaalissa lumitilanteen seurannassa ett\u00e4 ilmastonmuutoksen olemusta miettiess\u00e4.<\/p>\n

Lumikerroksen paksuutta mitataan esimerkiksi pistem\u00e4isesti kiinteiss\u00e4 mittausasemissa ymp\u00e4ri maailmaa, mutta paljon kattavampaa tilannekuvaa saadaan seuraamalla laajoja alueita aktiivisen ja passiivisen kaukokartoituksen keinoin. Lumi ja j\u00e4\u00e4 ovat muuten optisen mittauksen kannalta inhottavia mittauskohteita, sill\u00e4 ne voivat olla hyvin huokoisia pintoja, joihin mittauss\u00e4de saattaa tunkeutua varsin syv\u00e4lle ja sama ongelma on muuten pitemp\u00e4\u00e4 aallonpituutta k\u00e4ytt\u00e4viss\u00e4 tutkapohjaisissa mittauksissa. Toinen ongelma on erottaa lumi ja j\u00e4\u00e4 toisistaan sek\u00e4 luonnollisesti maanpinnasta. Joka tapauksessa koko maapallon lumitilannetta seurataan esimerkiksi NASA:n Terra (maa) ja Aqua (vesi) satelliitteihin asennetuilla MODIS<\/a>-sensoreilla, joiden avulla tilannetta mitataan 1-2 vuorokauden v\u00e4lein. T\u00e4ss\u00e4 esimerkkikuva Balkanin lumitilanteesta<\/a> Tapaninp\u00e4iv\u00e4n\u00e4 2012.<\/p>\n

MODIS antaa lumitilanteesta hyv\u00e4n kokonaiskuvan, mutta sen resoluutio ei riit\u00e4 yksityiskohtien seuraamiseen. Niinp\u00e4 j\u00e4\u00e4tik\u00f6it\u00e4 ja lumipeittoja, erityisesti niiden muutoksia, seurataan my\u00f6s lentokoneista ja maasta teht\u00e4vin mittauksin esimerkiksi laserkeilaamalla. Ilmalaserkeilauksen k\u00e4yt\u00f6st\u00e4 j\u00e4\u00e4tik\u00f6ntutkimuksessa kirjoitimme jo aikaisemmin syksyll\u00e4, lue blogi t\u00e4\u00e4ll\u00e4<\/a>. Maa- tai mobiililaserkeilausta voi puolestaa k\u00e4ytt\u00e4\u00e4 aivan vastaavalla tavalla mittaustulosten tarkentuessa mutta mittausalueiden tyypillisesti pienentyess\u00e4 vaikkapa laskettelurinteiksi tai pienemmiksi j\u00e4\u00e4tik\u00f6iksi.<\/p>\n

Koska skannereissa on tyypillisesti k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 vain yksi aallonpituus, niin laitevalinnassa on kiinnitett\u00e4v\u00e4 huomiota siihen, miten lumi- ja j\u00e4\u00e4 heijastuvat kyseisell\u00e4 aallonpituudella. Muuten mittausmatka saattaa j\u00e4\u00e4d\u00e4 liian lyhyeksi. Totuus ei luonnollisesti ole n\u00e4in yksinkertainen, sill\u00e4 lumen ja j\u00e4\u00e4n monet muut ominaisuudet kuten l\u00e4mp\u00f6til\u00e4 ja vesipitoisuus vaikuttavat my\u00f6s huomattavasti mittausmatkaan. Otetaanpa esimerkiksi kuivan lumen heijastuminen eri aallonpituuksilla:<\/p>\n

\"Kuivan

Kuivan lumen heijastavuus on merkitty sinisell\u00e4 k\u00e4yr\u00e4ll\u00e4. Kuva: Riegl<\/p><\/div>\n

Monet Rieglin skannerit toimivat silm\u00e4turvallisella 1,5 \u03bcm aallonpituudella, jolla maanpinta saadaan mitattua hyvin. Mutta haluttaessa erityisesti mitata lunta ja j\u00e4\u00e4t\u00e4, on kehitetty n\u00e4iden mittaamiseen paremmin soveltua malleja kuten VQ-580<\/a> ja pitk\u00e4n matkan maalaserskanneri VZ-6000<\/a>, joissa k\u00e4ytett\u00e4v\u00e4 aallonpituus on 1064 nm.<\/p>\n

K\u00e4ytett\u00e4v\u00e4n laserin aallonpituuteen vaikuttavat monet tekij\u00e4t, joista mittaajan kannalta on t\u00e4rke\u00e4t\u00e4 mietti\u00e4 mitattavaa kohteen heijastusominaisuuksia. Valmistaja pohtii t\u00e4m\u00e4n lis\u00e4ksi my\u00f6s muunmuassa lasereita koskevaa turvallisuuslains\u00e4\u00e4d\u00e4nt\u00f6\u00e4 sek\u00e4 eri lasereiden saatavuutta ja hintaa. Mittauksen kannalta ei my\u00f6sk\u00e4\u00e4n sovi unohtaa h\u00e4iri\u00f6tekij\u00f6it\u00e4, joista esimerkkin\u00e4 alla olevassa kuvassa n\u00e4kyv\u00e4 auringon taustas\u00e4teilyn vaikutus ilmakeh\u00e4ss\u00e4. Taustas\u00e4teily olisi siis hyv\u00e4 minimoida ja toisaalta, eri aallonpituuksien fotonit imeytyv\u00e4t eri tavoin tavoin ilmakeh\u00e4\u00e4n.<\/p>\n

\"Auringon

Auringon aina l\u00e4sn\u00e4olevan taustas\u00e4teilyn voimakkuus eri aallonpituuksilla. Kuva: Riegl<\/p><\/div>\n

Lopuksi esimerkkikuva siit\u00e4, miten pitkilt\u00e4 et\u00e4isyyksilt\u00e4 Riegl VZ-6000 -skannereilla voidaan mitata kuivaa lunta ja m\u00e4rk\u00e4\u00e4 j\u00e4\u00e4t\u00e4:<\/p>\n

\"Riegl

Riegl VZ-6000 -laserskannerin mittausmatkat kuivaan lumeen ja m\u00e4rk\u00e4\u00e4n j\u00e4\u00e4h\u00e4n. Kuva: Riegl<\/p><\/div>\n

K\u00e4ytetyll\u00e4 1064 nm aallonpituudella kuiva lumi heijastaa eritt\u00e4in hyvin, mutta m\u00e4rk\u00e4 j\u00e4\u00e4 on jo huomattavasti heikompi heijastaja, vain hiukan kuivaa asfalttia parempi. Kuitenkin t\u00e4ll\u00e4 skannerilla m\u00e4rk\u00e4\u00e4 j\u00e4\u00e4t\u00e4 voidaan mitata heikommissakin n\u00e4kyvyysolosuhteissa (oranssi k\u00e4yr\u00e4, 5 km) yli 2 km et\u00e4isyydelt\u00e4 ja n\u00e4kyvyyden parantuessa (sininen viiva, 23 km) saavutetaan yli 4 km mittausmatkoja. Ei hullumpaa!<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Lumisen uuden vuoden kunniaksi aloitamme vuoden pohtimalla lumi- ja j\u00e4\u00e4peitteiden mittausta – aina niin ajankohtaista aihetta sek\u00e4 normaalissa lumitilanteen seurannassa ett\u00e4 ilmastonmuutoksen olemusta miettiess\u00e4. Lumikerroksen paksuutta mitataan esimerkiksi pistem\u00e4isesti kiinteiss\u00e4 mittausasemissa ymp\u00e4ri maailmaa, mutta paljon kattavampaa tilannekuvaa saadaan seuraamalla laajoja alueita aktiivisen ja passiivisen kaukokartoituksen keinoin. Lumi ja j\u00e4\u00e4 ovat muuten optisen mittauksen kannalta inhottavia […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[6,10],"tags":[],"class_list":["post-621","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-laserkeilaus","category-riegl"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/621","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=621"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/621\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=621"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=621"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/geocenter.fi\/blogi\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=621"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}