Pohjoisen sulavaa lunta jäljittämässä

Vaikka nämä kysymykset saattavat vaikuttaa olevan lasten suusta, ne ovat olennaisen tärkeitä pohjoisen luonnon ja vesivarojen ymmärtämiselle nopean ympäristömuutoksen aikana. Tutkin lumen roolia pohjoisissa vesivaroissa Suomen Akatemian rahoittamassa tutkimushankkeessani osana Vesi-, energia- ja ympäristötekniikan tutkimusyksikköä. Suurin osa ryhmämme lumitutkimuksesta tehdään Pallas-Yllästunturin kansallispuiston vieressä olevalla tärkeällä ympäristötutkimusalueella, mutta kenttäkohteita on myös Oulangan tutkimusasemalla Kuusamossa ja yhteistyön merkeissä ympäri maailmaa.

Menepä lumiseen metsään seisomaan ja mittaa harjanvarrella lumen syvyys edestäsi, takaasi ja sivuiltasi. Voin melkein luvata, että kaikki neljä lukemaa eroavat toisistaan useita senttimetrejä. Maastossa kulkiessa tutkijan silmä kiinnittyykin tekijöihin, jotka aiheuttavat lumen syvyyden vaihtelua. Puiden oksille jäävä lumi, latvuston läpäisevä auringonsäteily, ja tuulen kasaama lumi voivat aiheuttaa kymmenien senttimetrien vaihtelua lumen syvyydessä. Lumen kaukokartoitustekniikat kehittyvät vauhdilla, ja esimerkiksi lumen syvyyden pienipiirteistä vaihtelua voi viimeisimmän tutkimuksemme mukaan määrittää hyvin tarkasti droonien avulla.

Kenttämittauksia lumen syvyydestä ja tiheydestä tarvitaan edelleen uusimpien mittaustekniikoiden varmentamiseen ja kehittämiseen. Lumimittaukset ovat pakkasesta huolimatta hikistä hommaa: mittausta varten kaivetaan ihmisen mentävä kuoppa lumeen niin, että lumen punnitus tiheyden määrittämiseksi onnistuu. Kun lunta on metri tai enemmän, kuten viime keväänä pohjoisessa, lapiohommia riittää. Hangilla lumikenkäillessä (tai hiihtäessä tai kahlatessa) mittausvarusteita ahkiossa vetäen kulunut sanonta ”etenee kuin mummo lumessa” kuvaa hyvin tutkijan tuhinaa maastossa.

Pelkästään lumen määrän mittauksilla ei kuitenkaan vielä saada tietoa sulavan lumen kulkeutumisesta ja varastoitumisesta ympäristössä. Käytämme tutkimuksessamme määrityksiä veden ja lumen vesimolekyylien isotooppikoostumuksesta, jota voimme mitata vesinäytteistä hyvin tarkasti tutkimuslaboratoriossamme. Isotooppikoostumusta käytämme vesimolekyylien ”sormenjälkenä”, joka on lumesta sulavassa vedessä erilainen kuin vesistöissä tai pohjavedessä. Näin sulavan lumen liikettä maastossa voidaan jäljittää vesinäyttein. Tulevaisuuden muutoksia lumiolosuhteissa voidaan arvioida matemaattisilla malleilla, joihin lumi- ja isotooppimittauksia käytetään lähtötietona.

Juuri isotooppikoostumuksella ja mallinnuksilla päästään käsiksi alun kiinnostaviin kysymyksiin, joihin alustavia vastauksia meiltä ja maailmalta: suuri osa tulva-aikaan joissa virtaavasta vedestä ei ole juuri maastoon sulanutta lunta. Keskikesällä kasvien käyttämästä vedestä jopa yli puolet voi olla peräisin lumen sulamisvedestä. Mitä vesivaroillemme tapahtuu, kun lumi sulaa ensi keväänä, tai lumen määrä muuttuu ilmaston lämmetessä - sen tutkiminen jatkuu Oulun yliopistossa.

Pertti Ala-aho on tutkijatohtori ja dosentti Oulun yliopiston vesi-, energia- ja ympäristötekniikan tutkimusyksiköstä. Hän tutkii lumisten alueiden hydrologiaa.