Ilmasto lämpenee, maa sulaa

Hyvä, paha routa

19.12.2024, kello 17:02

Teksti Petri Sallinen | Kuva Scanstockphoto

Routa pitää puut pystyssä myrskytuulen syleilyssä. Siksi talvimyrskyt aiheuttavat vähemmän vahinkoja ilmajohtoverkoille kuin kesämyrskyt. Kun ilmasto lämpenee, vähenee routaisten päivien määrä.

Talvella routa möyhentää tiiviiksi painuneet savipellot pehmeiksi. Roudan murjomaan maahan kasvien on hyvä juurtua. Toisaalla routa rikkoo huonosti suojattuja rakenteita ja putkia. Sähköverkkojen kannalta routa on hyödyllinen. Talvimyrskyjen aikana puut eivät pääse kaatumaan ilmajohdoille, kun puiden juuret ovat tiukasti kiinni jäätyneessä maassa.

Ilmajohtoverkoille aiheutuneiden vaurioiden arvioidaan lisääntyvän, kun ilmasto lämpenee. Routaisten päivien määrä vähenee, eikä maa ehdi jäätyä yhtä syvältä kuin aikaisemmin. Lappeenrannan teknillisen yliopiston ROUTA-hankkeen raportti kertoo, että vakavat sähkönjakelun häiriöt todennäköisesti kasvavat — jopa yksittäisiä suurhäiriöitä voi ilmaantua nykyistä enemmän.

Miten tässä näin on käymässä? Sähköverkkojen säänkestävyyttähän on parannettu hiki hatussa ja lainsäädännön voimalla aina vuodesta 2011, jolloin Tapani-myrsky murjoi sähköverkkoja. Sähköverkkojen säänkestävyys on toki parannut. Sähkökatkojen määrä on vähentynyt ja niiden kesto on lyhentynyt. Tilastoista selviää, että keskijännite- ja pienjänniteverkkojen maakaapelointiaste kasvaa vuosi vuodelta.

Yleisin sähkökatkon syy on ilmajohdon päälle kaatunut puu

Ilmajohtoja siis siirretään yhä enemmän maahan myrskyiltä ja lumelta suojaan. Kun urakka päättyy vuonna 2036, on keskijänniteverkoista 65 prosenttia upotettu maahan ja pienjänniteverkoista 75 prosenttia.

Maakaapeli on erinomainen suoja myrskyjä ja lumikuormia vastaan. Koko Suomea ei kuitenkaan kaapeloida koskaan — se olisi aivan liian kallista. Kun kaapelointiurakka päättyy, on ilmajohtoja keskijänniteverkoissa yli 50 000 kilometriä ja pienjänniteverkoissa yli 70 000 kilometriä.

Tuulet, myrskyt, lumi ja jää — pahimmat riesat

Kolmannes suomalaisista sähköverkoista on tulevaisuudessakin säiden armoilla. Vaikka ilmajohtoja siirrettään metsistä maanteiden varsille, ovat ilmajohdot alttiita tuulille ja lumelle. Tilastojen perusteella sähkökatkoista 38 prosenttia on lumen ja jään aiheuttamia. Tuulien ja myrskyjen osuus keskeyteyksistä on 35 prosenttia. Säät aiheuttavat katkoista yhteensä 73 prosenttia.

Yleisin sähkökatkon syy on ilmajohdon päälle kaatunut puu. Myrsky voi kaataa puun tai oksille kertynyt lumikuorma voi painaa puun johdoille.

Routiva maa vähentää puiden kaatuilua. Maahiukkasten välissä oleva vesi jäätyy talvella, jolloin jää sitoo maarakeet toisiinsa ja kovettaa maan. Samalla routa — eli jäätynyt maa — lukitsee puun juuret tiukasti maahan. Puu ei pääse kaatumaan tuulessa.

Routapäivien määrän vähentyminen näkyy jo nyt sähkönjakelun keskeytystilastoissa. Sähkökatkoja on aikaisempaa enemmän talvikuukausina: marraskuussa, joulukuussa ja tammikuussa. Yleensä talvimyrskyt ovat aiheuttaneet vähemmän sähkökatkoksia kuin kesämyrskyt.

Kunnossapidon periaatteet uusiksi?

Kuka osaa analysoida roudan, tuulien ja lumikuormien yhteisvaikutuksia? Pahimmillaan vahingot aiheuttavat ilmajohtoja omistaville sähköverkkoyhtiöille merkittäviä lisäkustannuksia. Lappeenrannan teknillisen yliopiston ROUTA-hankkeen tavoitteena oli antaa eväitä yhteisvaikutusten tarkempaa analyysia varten.

Sähköverkkoyhtiöt ehkä joutuvat muuttamaan riskialueilla ilmajohtoverkkojen käytön ja kunnossapidon käytäntöjä. Ilmastonmuutos tuo uuden elementin omaisuuden hallintaan ja operatiivisen toiminnan järjestelyyn.

Raportti huomauttaa, että roudan vaikutukset pitäisi ottaa huomioon jo sähköverkkotoiminnan elinkaarikustannusten laskennassa.

Talvet muuttuvat

Ilmatieteen laitos arvio, että tulevaisuudessa routa vähenee koko maassa. Samalla puihin kohdistuvat lumikuormat kasvavat merkittävästi erityisesti Itä- ja Pohjois-Suomessa. Myrskyjen, ukkosten ja rajuilmojen sen sijaan ei ennusteta yleistyvän nykyisestä, vaikka niiden aiheuttaminen vahinkojen arvioidaankin kasvavan.

Tulevina talvina lumi sataa yhä useammin pyryttämällä, jolloin lumi pöllyää ja kinostuu herkästi. Puustotuhot, sähkökatkot ja liikennehäiriöt lisääntyvät jonkin verran.

Tykkylunta ja painavia lumikuormia ilmaantuu selvästi aikaisempaa enemmän rakenteisiin ja sähköjohdoille. Tässäkin syynä on ilmaston lämpeneminen: ilma on kosteampaa ja lumisateet yleisempiä. Tosin tämä koskee vain Itä-Suomea ja Pohjois-Suomea. Ilmatieteen laitoksen mukaan muualla lunta sataa aikaisempaa vähemmän.

Nykytietämyksen perusteella Suomen ilmasto lämpenee yhdestä kahteen astetta vuoteen 2050 mennessä. Samalla routapäivien määrä vähenee ”merkittävästi”. Vielä 1980-luvulla eteläisimmässä Suomessa routapäiviä oli vuosittain keskimäärin 90. Nyt niitä on enää 30. Lapissa routapäiviä on tällä hetkellä keskimäärin 150 vuodessa — 2070-luvulla niitä arvioidaan olevan vain 90.

Mallinnuksia ja laskentamalleja

ROUTA-hankkeessa kehitettiin malleja, joiden avulla routaisuuden vähenemisen vaikutuksia voidaan arvioida. Tämän lisäksi analysoitiin sitä, miten routaisuus näkyy sähköverkkojen kunnossapidon kustannuksissa ja vikamäärien kehittymisessä — kasvavatko vikaantumisen riskit.

Jos esimerkiksi routaisuus vähenee eteläisimmässä Suomessa 31 prosentilla, nousevat sähköverkkojen vikaantumiset 11 prosentilla. Lapissa hieman alhaisempi routaisuusasteen supistuminen nostaa vikaantumisia yhtä paljon.

Yleisesti ottaen roudan väheneminen nostaa viankorjauksesta ja sähkökatkoista aiheutuvia kustannuksia 2–8 prosentilla. Keskiarvoa laskee Etelä-Suomen jo nyt vähäinen routapäivien määrä. Alueelliset erot ovat suuria.

Mallinnuksessa ei otettu huomioon kerrannaisvaikutuksia, joita entistä voimakkaammat syys- ja talvikauden myrskytuulet yhdessä aikaisempaa kosteamman maaperän kanssa voivat saada aikaan.

Ilmajohdoille kertyvät lumikuormat todennäköisesti kasvavat ja samalla vikojen määrä kasvaa. ROUTA-hankkeen raportti kuitenkin toteaa, että lumikuormien muutosten ja vikaantumisten välistä yhteyttä on tutkittava tarkemmin.

Routa on jäätynyttä maata

Routaa muodostuu, kun lämpötila maassa laskee pakkaselle. Kylmissä olosuhteissa routa etenee maan pinnalta yhtä syvemmälle. Kahden viikon kireän pakkasjakson aikana routa ehtii kaivautua 10–20 senttimetrin syvyyteen. Tähän vaikuttaa se, onko maassa lunta vai ei.

Lumi on tehokas eriste. Jo 10–15 senttimetrin paksuinen lumipeite estää maan jäätymisen.

Roudan syvyys ja kesto vaihtelevat alueittain. Runsaslumisessa Itä-Suomessa routa ulottuu usein vain 10–20 cm:n syvyyteen, Länsi-Suomessa yleensä syvemmälle. Pohjois-Lapissa routaa voi olla jopa metrin verran, joskus enemmän.

Routakerros on paksuimmillaan helmi-maaliskuun vaihteessa, Lapissa hieman myöhemmin.

Roudasta kertoo Suomen ympäristökeskuksen, ELY-keskusten, Ilmatieteen laitoksen ja Tulvakeskuksen ylläpitämä vesi.fi-sivusto.

Maalaji vaikuttaa roudan olemukseen. Mururakenteisessa maassa vesi jäätyy onkaloiden seinämiin, jolloin syntyy puikkomaista onteloroutaa. Tiiviimpään maahan muodostuu massiivista routaa, johon kapillaari-ilmiö nostaa jatkuvasti uutta vettä. Vesimäärän lisääntyminen ja jäätyminen laajentavat maan tilavuutta, jolloin maa routii. Roudan sulaessa maa voi liejuuntua.

Kolmas routatyyppi on kerrosrakenteinen kerrosrouta.

Routa auttaa maanviljelijöitä. Varsinkin saviset pellot tiivistyvät herkästi, mutta talvella routa möyhentää maan pehmeäksi ja helposti muokattavaksi. Roudan vaikutuksesta syntyvä mururakenne takaa kasveille hyvät juurtumisolot. Juurten ympärille jää myös sopivasti tilaa vedelle ja ilmalle.

Turvemaat ovat pehmeitä ja upottavia, mikä hankaloittaa puunkorjuuta. Erityisen kovalle koetukselle joutuvat ajoreitit. Niihin voi syntyä syviä uria. Talvella tilanne paranee, kun routa kovettaa maan kantavaksi. Turvemailla puunkorjuu on perinteisesti ajoitettu talvikauteen.

Mallinnus vielä epätarkkaa

ROUTA-hankkeen mallinnus ei ota huomioon kaikkia ilmajohtojen vikaantumiseen vaikuttavia tekijöitä. Ilmastonmuutos voi esimerkiksi kiihdyttää puiden kasvua. Kun puiden keskipituus kasvaa, pääsevät puut kaatumaan johtokatujen ylitse ilmajohdoille. Korjausliikkeenä olisi johtokatujen leventäminen, mikä ei todennäköisesti miellytä metsänomistajia.

Mallinnus perustuu tilastoihin, joissa on puutteita. Sähkönjakeluverkoissa tapahtuneiden vikojen luokittelu on monesti epätarkkaa, esimerkiksi ukkosten aikana kaatuneiden puiden luokittelu on epäjohdonmukaista. Tilastoidut vikamäärät eivät aina vastaa todellista tilannetta, kun samantapaisia vikoja niputetaan yhteen. Lumikuormien vaikutusten arviointi vikaantumisiin on vajavaista.

Kuinka paljon ilmasto lopulta lämpenee? Lämpeneminen riippuu päästömäärien kehittymisestä ja päästövähennystoimien onnistumisesta. Raportti huomauttaa, että erityisesti lumikuormien kehittymisen arviointi on hyvin herkkää ilmaston lämpötiloissa tapahtuville pienille muutoksille.

ROUTA-hankkeen toteutti Lappeenrannan teknillinen yliopisto Sähkötutkimuspoolin (ST-pooli), Sähkötekniikan ja energiatehokkuuden edistämiskeskus STEK ry:n, Imatran Seudun Sähkönsiirto Oy:n ja Rovakaira Oy:n toimeksiannosta.