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.
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.
Aloitetaan listaamalla tulvan ominaisuuksia
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
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.
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?
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.