Uutiset

29.4.2020

Veden voimalla -blogi: Millainen on tavallinen tulva?

Keväthankien sulaessa tulvasta keskustellaan ympäri jokivarsia. Kemijoella tulvaa odotetaan tänä vuonna erityisellä tavalla, koska talvella lunta kertyi todella paljon ja ennusteiden perusteella tulvasta voi tulla hyvin suuri.

Pitäisikö venettä käydä nostamassa ylemmäs? Onko rantapelloilla jotain sellaista, jota ei saisi jättää tulvan vietäväksi? Kuinka tulvaan tulisi varautua? Täytyykö koti tai mökki suojata? Milloin tulvahuippu on? Vai pitävätkö ennusteet tänä vuonna?  

Tulvasta puhuttaessa muistellaan usein aiempia tulvia, ja tulevaa tulvaa vertaillaan muistikuvien tai tarinoiden tulviin. Tuleeko nyt isompi tulva kuin vuonna 1973? Muistatko vuoden 1993 tulvan, joka kasteli Arktikumin? Olitko auttamassa Kittilässä vuonna 2005? Mitähän olisi tapahtunut vuoden 1859 Saulin tulvassa?

Datatutkimusmatka tulvien maailmaan alkaa

Voit matkan aikana tutustua vuosien 1964-2019 Rovaniemen keskustan tulvavirtaamiin alla olevasta kuvasta.

Voit tarkastella kuvan vuosia erikseen tai yhdessä. Saat poistettua ja palautettua yksittäiset vuodet klikkaamalla kuvaa vuosiluvun kohdalla.

 

Kemijoen tulvat valikoituina vuosina
Virtaama Rovaniemen keskustan kohdalla
Datalähde: Suomen ympäristökeskus

Mitä tarkoittaa tavallinen tai poikkeuksellinen? Joskus keskiarvo on sama asia kuin tavallinen, ja vastaavasti poikkeuksellinen on kaukana keskiarvosta. Esimerkiksi ihmisten pituuksia mitattaessa keskiarvo toimii hyvin.

Tulvien maailmassa keskiarvo voi joissain tapauksissa olla toimiva mittari, mutta joissain tapauksissa se ei toimi lainkaan. Esimerkiksi kaikkien tulvien ”keskiarvotulvan” (kuvassa keltaisella) muoto poikkeaa huomattavasti kaikista yksittäisistä tulvista. Sen muoto on tasaisempi ja erityisesti tulvahuippu jää matalaksi. Tulvahuipun suuruus on yksi tulvan tärkeimpiä ominaisuuksia ja siksi tällä tavalla laskettu keskiarvotulva ei edusta tavallista tulvaa.

Mikä tekee tulvasta tavallisen tai poikkeuksellisen?

Aloitetaan listaamalla tulvan ominaisuuksia

  • Lumen vesiarvo tulvan alkaessa
  • Lämpötila ja sadanta tulvan aikana
  • Virtaamahuipun suuruus ja aika (”tulvahuippu”)
  • Korkein pinnankorkeus paikassa X
  • Jääpatojen määrä
  • Tulvan volyymi (eli tulvan aikana juoksutettu vesimäärä yhteensä)
  • Tulvan pituus
  • Tulvan ”muoto”
  • Tulvavahingot
  • Yllätyksellisyys

Listaa voisi jatkaa pidempäänkin, mutta käytännössä sitä on karsittava. Keskitytään tässä tarkastelemaan vain joessa havaittua virtaamaa, koska esim. lumen vesiarvo, lämpötila ja sadanta ovat virtaamaa selittäviä tekijöitä. Vastaavasti virtaama selittää käytännössä kokonaan pinnankorkeuden - pois lukien jääpatojen aiheuttaman pinnankorkeuden nousun.

Karsinnan jälkeen valitaan mittareiksi

  • Maksimivirtaama (tulvahuippu)
  • Tulvahuipun ajankohta
  • Tulvan volyymi
  • Tulvan muoto (tässä: suurin virtaaman muutos viikossa)

Kun kriteerejä on useita, asioiden asettaminen järjestykseen on kinkkistä. Esimerkiksi näillä neljällä kriteerillä aineiston 56 tulvasta 14 tulvaa ovat matemaattisesti yhtä tavallisia, ja niiden välisen järjestyksen muodostaminen on isolta osin mielipidekysymys.

Mikä tulva on ollut poikkeuksellisin? 

Jatketaan kuitenkin tutkimusmatkaa valittujen mittarien kanssa. Aloitetaan ensimmäisestä mittarista antamalla pienimmälle tulvahuipulle arvo 0 ja suurimmalle tulvahuipulle arvo 1, ja muille arvo 0 ja 1 väliltä suhteessa tulvahuipun suuruuteen. Sitten toistetaan sama kaikille mittareille. Tällöin jokainen tulva saa neljä mittariarvoa väliltä 0 ja 1. Mittareiden tulokset saa yhdistettyä määrittämällä eri mittareille painoarvot ja laskemalla mittareiden painotetut arvot yhteen.

Tämän käsittelyn jälkeen tulvat ovat tavallisuus-poikkeuksellisuusakselille järjestetty siten, että keskellä on tavallisimmat ja reunoilla poikkeuksellisimmat. Tällä menetelmällä tyypillisimpien tulvien joukossa ovat 2007, 1979, 1965, 2019, 2017 ja 1972 ja vastaavasti poikkeuksellisten tulvien joukossa 1990 ja 2003 sekä 1973 ja 1993.

Oletko samaa mieltä?

Oikeaa vastausta ei ole olemassa

Huomasit varmaan, että teimme tutkimusmatkalla ison nipun oletuksia. Itse asiassa tulvan tavallisuuden määrittämiseen ei ole yhtä oikeaa tapaa. Mittarien valinta, painoarvot ja itse vertailumenetelmä ovat jossain määrin makuasioita. Lisäksi saamamme lopputulos on hyvin herkkä käytetylle menetelmälle eli tulos muuttuisi, jos menetelmää muuttaisi vähän. Se ei kuitenkaan tarkoita, että mikä tahansa tapa olisi oikea.  

Tutkimusmatka on päättymässä ja lopputuloksena on, että absoluuttisen oikeaa vastausta otsikon kysymykseen ei ole olemassa. Ja jos tuloksen antaa, tärkeää on kertoa, millä menetelmällä ja oletuksilla tulos on saatu aikaan. 

Mutta ainakin yksi asia on varmaa: tavallista on, että tulva poikkeaa kaikista edellisistä. Ja kun tulvahuippu on ohi, on aika keskittyä kesän hommiin ja helteisiin. Kunnes tulee taas uusi talvi ja uudet lumet.

P.s. Ilmastonmuutoksen myötä tavallinen tulee muuttumaan. Itse asiassa muutos on jo nähtävissä, mutta se vaatisi jo oman blogi-kirjoituksen.

Kirjoittaja Sakke Rantala on Savosta Rovaniemelle päätynyt teknillisen fysiikan ja matematiikan DI, jonka mielipuuhaa keväisin on purojen tekeminen kotipihalla.